Jędrzej Pogorzelski, Radio Akadera: Czym zajmuje się automatyka i robotyka?
Dr inż. Mirosław Kondratiuk: Już sama nazwa wskazuje, że jest to połączenie dwóch obszarów nauk technicznych: automatyki, którą najpowszechniej można rozumieć jako dziedzinę mocno powiązaną z przemysłem, układami sterowania, z operowaniem liniami produkcyjnymi, obsługą fabryk, automatyzacją procesów, które tam się odbywają; oraz robotyki. Robotyka to pojęcie bardzo szerokie i odnosi się do wszelkiego rodzaju robotów: zdalnie sterowanych oraz autonomicznych; robotów, które poruszają się po powierzchni ziemi, czy robotów, które latają i pływają. Na studiach na kierunku automatyka i robotyka staramy się zapoznać studentów z wybranymi, ale też możliwie szerokim aspektami z obszaru tej nauki. Oferujemy różnorodne zajęcia, które wprowadzają studentów w świat automatyki i robotyki.
Od studentów pierwszego roku dowiedziałem się, że chcą budować roboty tu i teraz. Najlepiej jeszcze na pierwszym lub drugim semestrze studiów.
Zapał wśród studentów to jest bezcenna rzecz! Nie można go gasić, a nawet trzeba podsycać. Ale podstawy są niezbędne. Takie przedmioty jak matematyka, fizyka, mechanika, projektowanie, rysunek techniczny są elementami koniecznymi, z którymi studenci muszą się zapoznać, żeby wejść w świat zaawansowanej robotyki czy automatyki.
Jesteśmy teraz w hali-laboratorium Wydziału Mechanicznego. Wokół jest wiele maszyn. Czy tutaj studenci automatyki i robotyki mogą się czegoś nauczyć?
Laboratoria Wydziału Mechanicznego są znakomicie wyposażone. Dysponujemy nowoczesnym sprzętem, który spełnia aktualne standardy, zarówno przemysłowe, jak i badawcze, co znajduje swoje odzwierciedlenie w licznych publikacjach naukowych pracowników naszego wydziału, publikowanych w renomowanych czasopismach. Studenci mają tu okazję, by zapoznać się ze sprzętem hydraulicznym, pneumatycznym, technologią obróbki metali i wytwarzania. Mamy też laboratoria wyposażone w drukarki 3D i także tą technologią dzielimy się ze studentami. Mamy świetnie wyposażone laboratorium systemów autonomicznych, w którym studenci budują m.in. układy sterowania dla bezzałogowych statków powietrznych. W warunkach laboratoryjnych przeprowadzamy też próby dla dronów wirnikowych, badamy systemy wizyjne, wykonujemy przeróżnego rodzaju misje w warunkach zamkniętych.
Na pierwszym stopniu kierunku automatyka i robotyka studenci zdobywają przede wszystkim wiedzę ogólną. Ale już po kilku semestrach mogą wybrać jedną z dwóch specjalności: roboty mobilne lub automatyzacja i informatyzacja procesów. Specjalność roboty mobilne w ramach swojego programu skupia przedmioty związane z szeroko rozumianą robotyką ruchu. Mamy tu zajęcia związane z robotami latającymi, z robotami jeżdżącymi, a także manipulatorami – to akurat przedmiot łączący robotykę mobilną z automatyzacją. Wszystkie mają swoje odniesienie praktyczne, ponieważ wiele fabryk i zakładów przemysłowych przechodzi aktualnie na pracę zautomatyzowaną, czyli wykorzystującą właśnie manipulatory, łączące technologię robotów mobilnych z automatyzacją. Natomiast na drugiej specjalności, czyli automatyzacji i informatyzacji procesów, studenci poznają technologie stosowane w nowoczesnej automatyce przemysłowej. Mówimy tutaj o sterownikach, liniach produkcyjnych, oczujnikowaniu takich linii, wyposażeniu fabryk, zarządzaniu. To specjalność silnie związana z przemysłem.
Roboty znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach…
Tak, zdecydowanie! Specjalność „roboty mobilne” wiąże się też z transportem magazynowym. Trzeba wiedzieć, że duże hale magazynowe wykorzystują obecnie robotykę oraz zautomatyzowaną logistykę. Nowoczesne roboty magazynowe wyposażone są w funkcje autonomiczne, czyli nie są sterowane przez operatora, ale samodzielnie interpretują warunki otoczenia. O takich systemach autonomicznych studenci dowiadują się na studiach zarówno pierwszego, jak i drugiego stopnia.
A jakie specjalności mogą wybrać studenci na drugim stopniu studiów?
Studenci pierwszego stopnia automatyki i robotyki, ale nie tylko, bo również kierunków pokrewnych czyli mechatroniki, mechaniki i budowy maszyn, mogą kontynuować kształcenie na studiach magisterskich na kierunku automatyka i robotyka. Na drugim stopniu studiów studenci mają do wyboru dwie specjalności. Pierwsza to automatyka przemysłowa, a druga – systemy informatyczne.
Automatyka przemysłowa, jak sama nazwa wskazuje, jest związana z technologiami wykorzystywanymi w przemyśle. Tutaj nacisk stawiamy na sieci przemysłowe i moduły komunikacji różnego rodzaju sterowników. Omawiamy m.in. interfejsy HMI (Human Machine Interface), pozwalające na wymianę informacji pomiędzy maszyną a człowiekiem, odczytujące parametry, monitorujące stan. Uczymy też różnego rodzaju metod programowania (także na studiach inżynierskich), ponieważ we współczesnym świecie programowanie i informatyka odgrywają bardzo ważną rolę.
Druga specjalność to systemy informatyczne. Tutaj oprócz podstaw związanych z automatyką studenci zapoznają się z zaawansowanymi elementami automatyki oraz teorią sterowania. Zapoznają się z programowaniem np. układów FPGA, które są aktualnie stosowane w wielu systemach wbudowanych. Mnóstwo urządzeń, które nas otacza, bazuje właśnie na takich układach i nasi absolwenci są świetnie przygotowani do tego, żeby w przyszłości takie urządzenia konstruować, programować, diagnozować.
Czy projekty związane z automatyką i robotyką są rozwijane przez studenckie koła naukowe?
Wspomniałem już o tym, że nasi studenci są pełni zapału. Tę energię mogą już od pierwszych semestrów podsycać działając w kołach naukowych. Organizacje studenckie mają taki plus, że zrzeszają studentów z różnych roczników, a więc studenci, którzy są na pierwszym, czy drugim semestrze, mogą w kołach naukowych spotkać się ze starszymi kolegami, którzy chętnie dzielą się doświadczeniami. Wiem z doświadczenia, że taki kontakt pomaga bardzo ukierunkować swoje zainteresowania, a także po prostu przejść przez studia. Co też niezwykle istotne, większość kół naukowych ma pewną dowolność w wyborze tematów prac. To oznacza, że możemy w nich realizować i nadawać realny kształt własnym pomysłom na innowacje.
Na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej funkcjonuje kilka kół naukowych. Największe jest Koło Robotyków, zrzeszające wiele sekcji. W ramach Koła Robotyków działa grupa studentów, która buduje łaziki marsjańskie i uczestniczy w prestiżowych zawodach organizowanych na pustyni Utah w Stanach Zjednoczonych. Z sukcesami! Studentom naszego wydziału udało się zająć pierwsze miejsce na University Rover Challenge z innowacyjnym łazikiem Hyperion. Kolejną sekcją Koła Robotyków jest grupa SumoMasters. Tu powstają roboty sumo różnych klas i przeznaczone do różnych zadań. Aktualnie SumoMasters jeździ po całym świecie, startując na turniejach robotycznych i zdobywając miejsca na podium. W kolejnym kole naukowym – Mechatronix – studenci prowadzą projekty, które łączą elektronikę, mechanikę oraz układy sterowania. Bo proces tworzenia konstrukcji robotycznych jest pracą multidyscyplinarną, łączącą wiedzę z obszarów mechaniki, automatyki, elektroniki, oprogramowania. W kole Mechatronix realizowanych jest obecnie kilka projektów. Jest sekcja zajmująca się robotami latającymi, w której studenci tworzą różnego rodzaju konstrukcje latające i startują w zawodach z tym związanych. Byli m.in. na turnieju w Tuluzie (Francja), gdzie pokazali się z bardzo dobrej strony. Uczestniczyli też prestiżowych zawodach bezzałogowych statków powietrznych w Australii. Tam również grono światowych ekspertów doceniło pomysły i rozwiązania naszych studentów. W kole Mechatronix powstał też robotyczny projekt o nazwie Bobot. Zbudowaliśmy robota, który swoim wyglądem przypominał nieco bałwanka. Taka forma była bardzo dobrze odbierana przez dzieci w wieku szkolnym, a więc adresatów naszego projektu. Bobot powstał bowiem po to, żeby pracować na szpitalnych oddziałach dziecięcych. Konstrukcja początkowo była realizowana w ramach działalności międzywydziałowego koła naukowego Grupa Technologii Mobilnych, które zrzeszało studentów Wydziału Mechanicznego i Wydziału Informatyki. Bobot zjeździł całą Polskę. Odwiedzał wiele placówek opiekuńczych oraz dziecięce oddziały szpitalne. Był w szkołach, uczestniczył w festynach i piknikach naukowych. Robił furorę i zainspirował do rozwijania zainteresowań technicznych wielu młodych ludzi. Obecnie projekt dalej rozwijamy i… można powiedzieć, że Bobot doczekał się „potomstwa”. Kończymy prace nad bardziej zaawansowaną jego wersją, czyli Bobotem 2.0.
W czym będzie lepszy od tej pierwotnej wersji?
Powstały już nawet dwa roboty, których zadaniem nie jest już jedynie bawienie dzieci, czy sprawianie, by milej upływał im czas hospitalizacji. Mają znacznie bardziej profesjonalną misję, a jej geneza zasadza się na doświadczeniach, które mieliśmy w okresie pandemii. Otóż roboty Bobot 2.0 mają pomagać personelowi szpitala w opiece nad osobami, cierpiącymi na takie schorzenia, które wykluczają z nim bliski kontakt. To np. osoby chore na chorobę zakaźną. Bobot 2.0 uniemożliwia prowadzenie stałego nadzoru takich pacjentów i ułatwia z nimi kontakt.
Bobot 2.0 to robot mobilny, zdalnie sterowany. Umożliwia personelowi medycznemu przejechanie z jednej sali do drugiej. Jest wyposażony w system wizyjny, zdalną transmisję obrazu oraz dźwięku. Pielęgniarka, czy lekarz mogą z jego pomocą porozmawiać z pacjentem, zapytać o stan zdrowia. Robot jest wyposażony w kamerę termowizyjną, więc można zdalnie zmierzyć temperaturę pacjenta. Na pokładzie znajduje się także pulsometr. Można nim przewieźć drobną przesyłkę, nawiązać rozmowę audio-video. Roboty mają bardzo przyjazny wygląd. I choć już nie przypominają bałwanka, to zadbaliśmy o to, żeby były atrakcyjne wizualnie zarówno dla personelu medycznego, jak i dla pacjentów. Roboty przeszły już serię testów w szpitalu MSWiA w Białymstoku.
Z jakim spotykają się odbiorem?
Personel medyczny zauważył natychmiast ich utylitarny charakter. A o to nam chodziło. Za pomocą robota medycy kontaktują się z pacjentem, bez narażenia się np. na zakażenie wirusem SARS-CoV-2. Zwrócił też uwagę na prostą, intuicyjną obsługę tych robotów. Steruje się nimi za pomocą aplikacji mobilnej, którą zaprojektowaliśmy. Pacjenci także polubili roboty, to innowacja, która wprowadza niemałe ożywienie. Dla nas, konstruktorów Bobota, jest to projekt dostarczający wielu pozytywnych wniosków, które opisaliśmy w kilku pracach naukowych. Wspaniale było patrzeć, jak projekt ewaluował od pomysłu studenckiego do urządzenia, które ma realne zastosowanie. W jego realizacji na przestrzeni lat uczestniczyli studenci, którzy już zdobyli dyplomy, a nawet stopnie naukowe doktora. Praca w kole naukowym wiązała się z rozwojem ich zainteresowań, ale też przyczyniła się do wyboru ścieżki kariery. Tak więc działalność w kołach naukowych to nie tylko zabawa i próby zbudowania kolejnych robotów, ale też trampolina do przyszłego wyboru kierunku życiowego.
Czy automatyka i robotyka jest dobrym kierunkiem?
Zdecydowanie tak! Mówię to jako absolwent kierunku automatyka i robotyka. Studia pozwoliły mi rozwinąć własne zainteresowania i pasje. Na Wydziale Mechanicznym spotkałem też przyjazną kadrę dydaktyczną. To bardzo ważne by w odpowiednim momencie swojego życia poznać osoby, które swoją wiedzę i zamiłowania umieją przekazać studentom. Program studiów na kierunku automatyka i robota jest co prawda dość szeroki, ale uważam, że świetnie zaplanowany. Studiując na Politechnice Białostockiej można też spotkać ekspertów i praktyków z branży, korzystanie z ich doświadczeń jest dla młodych ludzi bezcenne. I może taka bardziej przyziemna refleksja: wielu moich znajomych ze studiów, absolwentów automatyki i robotyki, znalazła świetne zatrudnienie: pracują w przemyśle, budują linie produkcyjne, programują sterowniki, budują roboty, jeżdżą po świecie i uruchamiają różnego rodzaju urządzenia, pracują naprawdę w wielu dziedzinach i co najważniejsze… ta praca sprawia im niesamowitą radość, dlatego, że są do niej świetnie przygotowani. A wiedzę i umiejętności zdobyli studiując automatykę i robotykę na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej.
Z dr inż. Mirosławem Kondratiukiem rozmawiał Jędrzej Pogorzelski.
Tekst opracowała Monika Rokicka
„Dobry Kierunek” to cykliczna audycja emitowana na antenie Radia Akadera. Przybliża ofertę edukacyjną Politechniki Białostockiej, kierunki studiów oraz perspektywy zawodowe absolwentów. Wszystko po to, by ułatwić młodym ludziom, szczególnie maturzystom, wybór dalszej ścieżki kształcenia. Odcinka z udziałem dr inż. Mirosława Kondratiuka można wysłuchać na serwisie mixcloud
Autonomiczny robot do dezynfekcji pomieszczeń:
