Przejdź do treści

Studenci Politechniki Wrocławskiej budują mechanicznego… Golema

Łukasz Koźlik i Amadeusz Świerk z ręką Golema (fot. Amadeusz Świerk)

Robot oparty na ludzkiej anatomii – ze sztucznymi kośćmi i mięśniami – od kilku lat powstaje w mieszkaniu Łukasza Koźlika, studenta mechaniki i budowy maszyn PWr. W przyszłości ma wyręczać człowieka w różnych zadaniach, szczególnie takich, które nie są dla niego bezpieczne, jak praca pod wodą czy w kosmosie.

Golem – bo tak będzie się nazywał robot – powstaje już od prawie sześciu lat. Nawiązanie do pozbawionej duszy, mitycznej glinianej istoty powołanej do życia, by służyć ludziom, nie jest przypadkowe. Łukasz Koźlik nigdy nie lubił sprzątać i z rozmyślań o tym, jak pozbyć się tego przykrego obowiązku, zrodził się Golem. A w zasadzie nie tylko z samego myślenia, ale i pasji do konstruowania już o dziecka i z przypadkowego odnalezienia u znajomego artysty książki „50 robotów. Rysuj i maluj” Keitha Thompsona.

W artykule Lucyny Róg przedstawiony jest krok po kroku każdy etap powstawania robota, od pomysłu do pomysłu, od problemu i poszukiwania rozwiązań do drobnych sukcesów i kolejnych problemów, które Łukaszowi Koźlikowi pomagali rozwiązywać ludzie, których poznawał.

Robot powstaje metodą prób i błędów. Konstruktor zaczynał od prostych mechanizmów, które po setkach prób były coraz bardziej złożone. Od konstrukcji ze stali do użycia tworzyw sztucznych. By nie musieć rzeźbić ręki ręcznie, Łukasz przeszedł kurs CNC (komputerowego sterowania urządzeń numerycznych). W kolejnym kroku zaczął używać drukarek 3D.

W pracach nad mechanicznym Golemem pomaga mu Amadeusz Świerk (studiował automatykę i robotykę na Wydziale Elektroniki, a obecnie Advanced Applied Electronics – na tym samym wydziale).

Ponieważ chęci, ogromne zaangażowanie i wiedza znaleziona w Sieci nie wystarczyły, gdyż Łukaszowi brakowało konkretnej wiedzy technicznej. Dlatego zapisał się na zaoczne studia na Politechnice Wrocławskiej. Wybrał mechanikę i budowę maszyn na Wydziale Mechanicznym. Dzięki temu przy kilku kwestiach mógł liczyć na porady wykładowców, którzy chętnie podpowiadali rozwiązania albo chociaż kierowali do innych specjalistów.

Aby zbudować robota, który będzie przypominał człowieka, niezbędna była wiedza z anatomii.  Problemem była choćby kwestia przyczepów ścięgien, które często się zrywały. Konieczne było ich dokładne anatomiczne odwzorowanie. Atlasy anatomiczne nie były wystarczające, bo nawet te najdokładniejsze pokazywały wszystko wyłącznie w dwóch wymiarach. Dlatego Łukasz zwrócił się o pomoc do jednego z profesorów na Uniwersytecie Medycznym (nie znał go wcześniej, po prostu zapukał do jego drzwi i wyjaśnił, kim jest i jaki ma pomysł), a ten zaprosił go do prosektorium. Konstruktor był tam kilka razy, by dokładnie przyjrzeć się całej anatomii człowieka: od kości, przez ścięgna, po mięśnie, tłuszcz i skórę.

Problemy z przyczepami ścięgien były jednak niczym przy kwestii małych elektrozaworów. Zawory służą do zamiany sygnałów elektrycznych na hydrauliczne (płyn hamulcowy zastąpiła w Golemie woda) – są więc kluczowe dla ruchu robota. Łukasz pracował nad nimi ponad 2 lata i wykonał 50 prototypów.

Amadeusz Świerk od pięciu lat projektuje i wytwarza elektronikę w Golemie. Od roku ręka robota jest programowana – m.in. przez Juliusza. Konstrukcja działa na systemie Rapsberry Pi, została napisana skryptami Pythona. Działa w oparciu o sekwensery ruchu, które tworzą płynny ruch całej kończyny. Komputer wysyła więc sygnały do każdego mięśnia osobno, co pozwala na sterowanie dowolnym palcem i stawem – tak jak w ludzkiej ręce.

Obecnie Golem, a w zasadzie jego ręka (pokryta lateksową skórą przypominającą ludzką – choć jeszcze w fazie udoskonalania), może np. podnieść kombinerki ze stołu i odłożyć je.

W tej chwili każdą komendę konstruktorzy muszą wpisać ręcznie do komputera. Docelowo planują, że robot będzie się uczył, kopiując ruchy człowieka, które wcześniej zarejestruje zamontowana w nim kamera.

Obaj konstruktorzy Golema, choć pochłonięci pasją, nie przestają być realistami. Uważają, że Golem raczej nie będzie sprzątał mieszkań (mało kogo dziś byłoby stać na jego kupno), a raczej będzie wyręczał człowieka w środowisku skażonym lub tam, gdzie nie ma tlenu czyli np. pod wodą lub w kosmosie.

Obaj zamierzają założyć firmę i oprócz Golema rozwijają kilka innych projektów – takich, które w krótszym czasie mogą im przynieść zyski potrzebne do rozwijania robota. Poza tym, żeby prace nad Golemem przyspieszyły, muszą zatrudnić kilku pracowników. W tej chwili współpracuje z nimi kilka osób z doskoku, przy konkretnych kwestiach, ale to wciąż za mało. Już teraz potrzebują programisty programującego wysokopoziomowo. Na razie mogą zaproponować tylko wspólną pracę w ramach rozwijania hobby, tak jak sami obecnie działają.

Postępy w pracach nad robotem można śledzić na facebookowym profilu „Tworzenie Golemai Golem Maker na YouTube.com. Konstruktorzy opowiadają tam o rozwiązaniach, nad jakimi pracują i dzielą się problemami, z którymi przychodzi im się mierzyć.

 

Paweł Z. Grochowalski

Źródło: Politechnika Wrocławska