Student opracował prototyp robota inspekcyjnego dla straży pożarnej

Sebastian Jakubowski, student kierunku mechatronika na Wydziale Budowy Maszyn i Lotnictwa opracował w ramach inżynierskiej pracy dyplomowej prototyp robota inspekcyjnego dla straży pożarnej. Robot może być wykorzystywany podczas akcji ratunkowych przy wycieku gazu lub innych niebezpiecznych substancji. Promotorem pracy był dr hab. inż. Krzysztof Kurc, prof. PRz z Katedry Mechaniki Stosowanej i Robotyki.

„Inspiracją tematu mojej pracy był wywiad przeprowadzony ze starszym aspirantem sztabowym Piotrem Caboniem z Komendy Powiatowej Państwowej Straży Pożarnej w Hrubieszowie. Podczas tej rozmowy poruszone zostały konkretne problemy, jakie strażacy napotykają podczas działań na terenach objętych skażeniem gazami niebezpiecznymi dla zdrowia i życia człowieka. Ze względu na moje zainteresowanie robotyką mobilną oraz brak nowoczesnych rozwiązań wspomagających strażaków w tym zakresie wybrałem ten temat pracy” – powiedział Sebastian Jakubowski. „Prace nad urządzeniem trwały ponad półtora roku. Ich zakres obejmował: zdefiniowanie problematyki oraz założeń projektowych, analizę istniejących rozwiązań robotyki mobilnej, budowę prototypu urządzenia, napisanie oprogramowania, omówienie kwestii dostosowania do warunków rzeczywistej akcji ratunkowej oraz testy.”

W pracy zastosowano mechatroniczne podejście do projektowania urządzeń. Mechanika, elektronika, oprogramowanie oraz sterowanie robota powstawały równolegle, co pozwoliło studentowi właściwie dopasować wszystkie elementy i przyspieszyć proces prototypowania. Projekt urządzenia był modyfikowany, a ostateczny model robota jest jego trzecią wersją. Zmiany te wynikały z przyjętego podejścia do projektowania oraz z przeprowadzanych testów.

Urządzenie jest wyposażone w czterokołowe podwozie, układ sterowania, układ zasilania, mikrokomputer, odpowiednią sensorykę, system wizyjny oraz niezbędne zabezpieczenia. Oprogramowanie robota zostało napisane w języku Python3. Dzięki wbudowanemu trójosiowemu akceleratorowi robot może monitorować takie zdarzenia, jak np. upadek, dotknięcie, kolizja, a następnie informować o nich operatora. Przekazywany obraz jest analizowany w czasie rzeczywistym w celu wykrywania i oznaczania ruchu obiektów. Może to być bardzo pomocne podczas poszukiwania osób poszkodowanych w obszarze skażonym. Komunikacja z komputerem operatora odbywa się za pośrednictwem długiego przewodu zabezpieczonego rurą karbowaną. Rozwiązanie to nie tylko minimalizuje opóźnienia i zakłócenia transmisji danych, ale również pozwala na szybkie odnalezienie robota np. w budynku. Umożliwia to również ewentualne wyciągnięcie urządzenia, jeśli znalazłoby się w miejscu trudno dostępnym.

Zadaniem inspekcyjnego robota mobilnego jest dotarcie do obszaru skażonego, pomiar stężeń gazów i temperatury otoczenia oraz przekazanie w czasie rzeczywistym obrazu i danych do operatora. Urządzenie może pomóc skrócić czas potrzebny do oszacowania zagrożenia, a także dostarczyć dokładne informacje o badanym miejscu bez konieczności narażania strażaków na bezpośrednie działanie oparów o nieznanym składzie.

„Projekt znalazł uznanie w oczach recenzenta i komisji egzaminacyjnej. Doceniono praktyczne podejście do pracy, budowę prototypu i oryginalność konstrukcji. Praca pozwoliła mi na ukończenie studiów pierwszego stopnia z oceną 5,0 oraz na uzyskanie tytułu inżyniera mechatroniki ze specjalizacją informatyka i robotyka. Projekt pożarniczego robota inspekcyjnego jest nadal przez mnie rozwijany, a sam prototyp będzie z czasem udoskonalany o nowe rozwiązania” – podkreślił S. Jakubowski.

Źródło: Politechnika Rzeszowska