Najpierw autorski smartwatch jako temat pracy inżynierskiej – nagrodzony w konkursie Electronics 4 Science 2024. A teraz innowacyjny robot sterowany inteligentną opaską. #młodyinnoWATor mgr inż. Łukasz Matuszek nie przestaje zaskakiwać, dlatego zapraszamy do przeczytania artykułu o wyjątkowej pracy magisterskiej.
Mgr inż. Łukasz Matuszek to postać doskonale znana czytelnikom #młodychinnoWATorów. W naszym cyklu przedstawiliśmy jego autorski system do pomiaru parametrów życiowych – smartwatch, który powstał w ramach pracy inżynierskiej. Urządzenie oprócz wyświetlania godziny, mierzy również puls, saturację, aktywność ruchową i temperaturę ciała. Praca ta została doceniona prestiżową nagrodą Electronics 4 Science 2024. Podczas gali finałowej Łukasz miał okazję zaprezentować swój projekt na forum firm, uczelni oraz w obecności licznych studentów.
Jednak #młodyinnoWATor nie spoczął na laurach. Jego kolejnym ambitnym krokiem stał się projekt robota sterowanego gestami – temat jego pracy magisterskiej.
Robot opracowany przez Łukasza porusza się na gąsienicach, co zapewnia mu doskonałą mobilność w pomieszczeniach zamkniętych. Innowacyjność tego projektu polega na zastosowaniu skonstruowanej w ramach pracy inżynierskiej opaski na nadgarstek do kontrolowania robota za pomocą gestów. Komunikacja między opaską a robotem odbywa się bezprzewodowo, w czasie rzeczywistym za pomocą modułu ESP32-S3 i protokołu ESP-NOW. Wysoka responsywność oraz niski poziom opóźnień sprawiają, że sterowanie jest intuicyjne i wygodne. Co więcej, zastosowanie algorytmu kompresji JPEG umożliwia przesyłanie obrazu na opaskę w aż 30 klatkach na sekundę, zapewniając płynność i wysoką jakość transmisji.
Kluczowym elementem projektu jest połączenie obrazu z kamery światła dziennego z danymi z sensora ToF (z ang. Time of Flight), który mierzy czas potrzebny do odbicia światła od obiektu, obliczając odległość pomiędzy nimi. Dzięki temu operator zyskuje lepszą orientację w otoczeniu, co zwiększa bezpieczeństwo i efektywność operowania robotem. Robot doskonale radzi sobie w pomieszczeniach zamkniętych, gdzie mobilność pozostaje na bardzo wysokim poziomie. Każdy ambitny projekt napotyka na swoje wyzwania. W tym przypadku największym ograniczeniem jest zasięg komunikacji, który w idealnych warunkach wynosi około 40 metrów. Dodatkowo sensor ToF w kontakcie z błyszczącymi powierzchniami może generować artefakty, co wymaga dalszej optymalizacji.
Zdaniem promotora pracy dr. inż. Dominika Sondeja projekt #młodegoinnoWATora jest niezwykle ambitny oraz interdyscyplinarny, a jego realizacja wymagała znacznego nakładu pracy oraz zaawansowanej wiedzy technicznej. Łukasz Matuszek wykazał się samodzielnością, dużą umiejętnością rozwiązywania skomplikowanych problemów oraz efektywnego korzystania ze specjalistycznej literatury fachowej i dokumentacji technicznej. Warto również podkreślić niewielkie rozmiary i wagę robota – konstrukcja mieści się na dłoni, jest lekka, poręczna i łatwa do przenoszenia, co dodatkowo zwiększa potencjalny zakres zastosowań urządzenia. Na uznanie zasługuje też samodzielnie zaprojektowany design robota, którego obudowę #młodyinnoWATor wydrukował na własnej, zmodyfikowanej drukarce 3D, co dodatkowo świadczy o jego wszechstronnych kompetencjach inżynierskich oraz praktycznych umiejętnościach konstruktorskich.
Projekt stworzony przez #młodegoinnoWATora oferuje szerokie możliwości dalszego rozwoju. Lepsze sensory, wyższe rozdzielczości obrazu czy alternatywne metody komunikacji takie jak Wi-Fi mogłyby zwiększyć funkcjonalność systemu. Co więcej, elastyczność całego rozwiązania sprawia, że może ono znaleźć zastosowanie w różnych dziedzinach – od robotyki użytkowej, przez edukację, aż po zaawansowane systemy monitoringu.
Świeżo upieczonemu magistrowi inżynierowi życzymy samych sukcesów oraz niegasnącej inwencji. Czekamy na kolejne innowacyjne pomysły i ich realizacje.
Sebastian Jurek
fot. Katarzyna Puciłowska
—
Artykuł powstał w ramach cyklu #młodziinnoWATorzy, w którym prezentujemy projekty, prace naukowe i dyplomowe, nowoczesne rozwiązania ambitnych studentów Wojskowej Akademii Technicznej, dla których 100% to za mało.