captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.

Michał ma 16 lat, skończył właśnie gimnazjum i… w czasie wolnym od nauki stworzył dla swojej nauczycielki kompletną, sterowaną cyfrowo protezę ręki. Robotyczne ramię już działa, a jeszcze półtora roku temu było tylko szalonym pomysłem.

Paulina Malinowska-Kowalczyk z protezą zaprojektowaną przez Michała Raczkowskiego. (zdjęcie: archiwum konstruktora)

Wszystko zaczęło się od poszukiwania pomysłu na projekt gimnazjalny, który każdy uczeń musi przygotować w drugiej klasie. Michał „Raczek” Raczkowski od początku wiedział, że wraz z pięciorgiem kolegów zajmie się czymś związanym z drukiem 3D.

Wybór tej tematyki nie był wcale przypadkowy, bo Raczek zamiast wydawać zebrane pieniądze na nowe gry na konsolę, zainwestował w drukarkę 3D. Pierwotnie projekt miał być tylko prezentacją na temat druku 3D i pokazaniem, jak działają takie drukarki. Pewnego dnia, podczas omawiania postępów prac ze swoim opiekunem Marcinem Jażyńskiem, Raczkowski wymyślił, że może przy okazji zrobić protezę dla pani od hiszpańskiego. Pomysł był szalony, ale Michał stwierdził, że warto spróbować.

Ręka dla pani Pauliny

Michał zajął się protezą, jej wydrukiem w technologii 3D, programowaniem, a koledzy –  jak mówi konstruktor – „całą resztą”… czyli projektem gimnazjalnym. W efekcie po 2 miesiącach pani Paulina Malinowska-Kowalczyk, nauczycielka hiszpańskiego w Społecznym Gimnazjum MTE w Milanówku, ale też rzecznik prasowy Polskiego Komitetu Paraolimpijskiego, mogła przetestować pierwszą protezę przygotowaną przez swojego ucznia.

Pani Paulina, “Raczek” i jego dzieło. (zdjęcie: archiwum konstruktora)

Pierwotna wersja protezy była ograniczona tylko do poruszającego się w wielu płaszczyznach przedramienia i w pełni ruchomej dłoni. Cała konstrukcja została wykonana przez Raczka w technologii druku 3D. Ruchy poszczególnych stawów były możliwe dzięki wykorzystaniu 5 cyberścięgien i użyciu 9 serwomechanizmów, sterowanych z poziomu mikrokomputerowej platformy Arduino.
Choć proteza była tylko namiastką prawdziwego ramienia, to precyzja jej pracy umożliwiała np. chwycenie szklanki z wodą. Urządzenie Michała nie potrafiło zrobić tego, co może sterowana ludzkim mózgiem kończyna, ale można było je tak zaprogramować, by wykonywało pewne sekwencje najpotrzebniejszych w codziennych sytuacjach czynności, np. chwycenie walizki, trzymanie telefonu czy kartki.

Sam proces np. ściskania i rozwierania dłoni, jak i wybór zaprogramowanego ruchu, Michał testował na pani Paulinie wykorzystując czujnik aktywności mięśni. Sensor EMG (EMG od elektromiografii) wykorzystuje elektrody podobne do tych używanych w EKG, tyle że mierzy potencjał elektryczny generowany przez mięśnie. Wystarczy ścisnąć np. mięśnie brzucha, a zaciśnie się sztuczna dłoń.

W przypadku Pauliny Malinowskiej-Kowalczyk takie rozwiązanie nie sprawdzało się najlepiej i do kontroli protezy Michał wykorzystał mięśnie drugiej ręki. Elektrody umieszczone w tym miejscu dawały sygnał elektryczny, który łatwiej było skalibrować i poprawnie przełożyć na działanie sztucznej ręki. Metoda sterowania sygnałami bioelektrycznymi sprawdziła się, ale… młodego ucznia stać było tylko na kupno jednego takiego czujnika. Najważniejsze było jednak to, że się udało ten projekt doprowadzić do końca.

Od opensource’owego projektu robota do protezy

Jak na pracę gimnazjalisty, już samo dojście do tego etapu było godne podziwu. Ale Michał postanowił pójść dalej i w wolnym czasie zaczął pracę nad pełną protezą.

Model całej kończyny górnej bazował, tak jak pierwotny projekt przedramienia, na konstrukcji humanoidalnego robota InMoov. Dokumentację do niego udostępnił na zasadzie opensource jego twórca, francuski projektant i rzeźbiarz, Gael Langevin. InMoove jest o tyle wyjątkowy, że jest to pierwszy projekt robota o wielkości człowieka dostępny za darmo, którego każdy element składowy można wydrukować nawet na domowej drukarce 3D o polu pracy 12x12x12 cm.

Tak się testuje protezę (zdjęcie: archiwum konstruktora)

To właśnie te cechy zdecydowały, że sięgnął po niego Michał Raczkowski. Jednak, jak sam przyznaje, z InMoove’a wykorzystał tylko część mechaniczną. Całą elektronikę zbudował od podstaw samodzielnie i zupełnie inaczej.

Po 18 kolejnych miesiącach pracy, powstała druga wersją protezy. Raczek pożegnał się z gimnazjum, demonstrując swojej nauczycielce pełną kończynę. Pani Paulina nie może ukryć podziwu dla swojego ucznia, ale mówi szczerze, że taka ręka jest dość ciężka i w kolejnym projekcie trzeba będzie ją „odchudzić”. Michał doskonale sobie zdaje z problemów swojego wynalazku, ale trudno przy takim budżecie i w domowych warunkach budować konstrukcję z superlekkich kompozytów.

To zresztą nie jest jedyny kłopot. Na razie elektronika działa na akumulatorze żelowym, co jest dosyć problematyczne (ponieważ jest on duży i ciężki), a pełną protezą na tym etapie steruje się z poziomu komputera. Świeżo upieczony licealista musi uzbierać na nowe czujniki bioelektryczne EEG i oprogramować je korzystając z OpenBCI – open-source’owych algorytmów mózg-maszyna. Ale to chyba dopiero po wakacjach…

Ja mam nadzieję, że umiejętności Michała Raczkowskiego, pasjonata, samouka, dostrzeże ktoś kto da mu dostęp do technologii, które Raczek równie twórczo wykorzysta.

 

Gimnazjalista z Milanówka wydrukował protezę ręki dla swojej nauczycielki
5 (100%) 9 głosów

Czego u nas szukaliście?

Nie ma więcej wpisów