Uczeń jasielskiego "Ekonomika" Jakub Frączek zaprojektował zwycięskiego robota

Jakub Frączek jest uczniem klasy pierwszej liceum ogólnokształcącego o profilu politechnicznym w Zespole Szkół nr 4 w Jaśle (popularnie nazywanym „Ekonomikiem”) i od najmłodszych lat interesuje się informatyką i robotyką.

Uczestnicy konkursu mogli wykonać i zgłosić projekt urządzenia elektronicznego, mechatronicznego elektronicznego lub automatyki w jednej z dwóch kategorii: projektu inspirowanego lub autorskiego. Robot zaprojektowany i wykonany przez Jakuba Frączka zdobył pierwsze miejsce w kategorii projektów inspirowanych oraz nagrodę publiczności.

Projekt Jakuba Frączka o tajemniczej nazwie SILBOT to robot czterokołowy stworzony do przewożenia przedmiotów o wymiarach do 130 mm długości, 70 mm szerokości i masie około 0,5 kg. Posiada chwytak specjalnie zaprojektowany do chwytania i przytrzymywania przewożonych przedmiotów. Chwytak sterowany jest za pomocą dwóch serwomechanizmów. W przestrzeni chwytaka znajduje się elektromagnes, za pomocą którego można dodatkowo przytrzymywać cięższe elementy stalowe powodując odciążenie ramion chwytaka podczas ruchu wstecz. Robot został zaprojektowany w celu wydobycia materiałów z trudno dostępnych miejsc, dlatego jednym z założeń konstrukcyjnych było, aby gotowy produkt był jak najniższy. W celu obniżenia konstrukcji zaprojektowano i wykonano koła pasujące do standardowych zespołów napędowych, ale posiadające mniejszą średnicę niż standardowe będące w sprzedaży. Całość konstrukcji ma wysokość około 60 mm i jest w stanie dotrzeć w trudno dostępne miejsca. Robot wyposażony jest w cztery zespoły napędowe i bezproblemowo może poruszać się po płaskiej powierzchni, na której znajduje się dywan czy inne czynniki utrudniające ruch. Jednostką sterującą robota jest komputer jednopłytkowy Raspberry PI 3 model B, natomiast samo sterowanie jest ręczne przy wykorzystaniu pada od konsoli playstation komunikującego się z raspberry poprzez bluetooth. Zasięg robota wynosi około 10 m. Robot jest również wyposażony w kamerę współpracującą z raspberry i przesyłającą obraz na żywo przy wykorzystaniu sieci wifi. Przesłany obraz można wyświetlać na ekranie komputera lub na ekranie smartphone’a. Kamera ma ułatwić nawigowanie w obszarze, gdzie operator nie ma kontaktu wzrokowego z robotem w związku z tym kamera została wyposażona w obrotowy uchwyt sterowany serwomechanizmem pozwalający obserwować otoczenie robota.

Zespół Szkół nr 4 (IV Liceum Ogólnokształcące z Oddziałami Integracyjnymi i Technikum nr 3 z Oddziałami Integracyjnymi im. Jana Pawła II) w Jaśle.

Do zbudowania modelu użyto oprogramowania CAD, a projektując urządzenie starano trzymać się koncepcji projektowania mechatronicznego. Autor zwrócił uwagę aby jak największa ilość elementów była standardowa, natomiast elementy niestandardowe zostały wydrukowane na drukarce 3D będącej na wyposażeniu szkoły.

Głównym przeznaczeniem pojazdu było odzyskanie przedmiotów, które wpadły pod meble i trudno dostępne miejsca. Jednak dzięki zaimplementowanemu systemowi wizyjnemu może on zostać użyty jako robot zbierający porzucone na chodniku śmieci, czy pojazd sprzątający zdalnie posesję ze śmieci, papierów czy transportujący wyrzucone za bramę gazetki promocyjne znajdujące się na drodze dojazdowej lub chodniku do domu.

Robot może być także wykorzystany jako asystent osoby niepełnosprawnej ruchowo, ułatwiając jej wykonywanie codziennych obowiązków, chociażby takich jak sprzątanie. Film zwycięskiego projektu można obejrzeć pod adresem https://youtu.be/WSjxeNJzngI. Natomiast dokumentację techniczną pod adresem https://ekonomik.org.pl/silbot/silbot-dokumentacja.pdf

Robot został zaprojektowany podczas zajęć Szkolnego Koła Informatyki i Robotyki działającego przy Zespole Szkół nr 4 w Jaśle. Opiekunem koła jest nauczyciel informatyki Wincenty Skwarek. Podczas zajęć uczniowie zdobywają wiedzę i umiejętności takich dziedzin jak robotyka, informatyka, elektronika, projektowania wspieranego komputerowo - ogólnie mówiąc szeroko pojętej inżynierii. Członkowie koła uczą się także w praktyczny sposób wykorzystywać posiadaną wiedzę z matematyki i fizyki w realizowanych projektach oraz zauważać i inspirować się otaczającą przyrodą, gdyż to ona podsuwa najczęściej najbardziej praktyczne rozwiązania. Zajęcia koła odbywają się cyklicznie dwa razy w tygodniu i cieszą się coraz większą popularnością wśród młodzieży. Koło posiada własną siedzibę mieszczącą się w budynku B szkoły i fanpage na Facebooku https://www.facebook.com/skiirjaslo.

Ze względu na zamknięcie szkół w wyniku epidemii COVID-19 finalna wersja SILBOTA powstała w domu Jakuba Frączka.