Pryzmat - Wiadomości PWr

Rozmowa z Marcinem Skórą:
Czym pan się zajmował w ramach pracy magisterskiej?
Chciałem zbudować prototypowy elektryczny wózek inwalidzki, który będzie sterowany za pomocą pochylenia głowy osoby kierującej. Myślałem o osobach o znacznym stopniu niepełnosprawności ruchowej, które nie mogą kierować wózkiem np. za pomocą dżojstika. W trakcie realizacji okazało się jednak, że same ruchy głowy nie zapewnią pełnej kontroli nad wózkiem. Wyobraźmy sobie sytuację, kiedy użytkownik podjeżdża do przejścia dla pieszych, zatrzymuje się i patrzy w prawo na jezdnię. Wózek, zgodnie z ruchem głowy, zaczyna jechać w prawo, a miał przecież stać, bo niepełnosprawny chciał tylko spojrzeć na samochody.
Potrzebna była dodatkowa kontrola jazdy?
Tak, dlatego wymyśliłem, że trzeba wykorzystać wydmuchiwane przez niepełnosprawnego powietrze. Przez zamontowaną w konstrukcji rurkę można dmuchać i wtedy układ sterowania wózkiem wie, że trzeba jechać. Wszystko jest możliwe dzięki czujnikom MEMS. Jeden z nich, akcelerometr, służy do wykrywania kierunku pochylenia głowy, a drugi wychwytuje różnice ciśnień w wydychanym powietrzu. Jeżeli zatem chcemy pojechać w konkretnym kierunku musimy poruszyć głową i dmuchać. W momencie, gdy przestajemy dmuchać wózek wyhamowuje.
To z jaką siłą dmuchamy ma wpływ na prędkość wózka?
Tak, wózek ma nawet dwa biegi. Normalnie obiekt porusza się powoli, ale odpowiednim dmuchaniem można wrzucić „drugi bieg”, na którym prędkość dochodzi do 10 km/h. Szybciej już nie można jechać ze względów bezpieczeństwa.
Czy urządzenie testowały osoby niepełnosprawne?
Niestety nie. Testy przeprowadzałem osobiście przy współudziale kolegów z akademika. To pozwoliło dopracować sposób sterowania, także pod względem kierującego i otoczenia.
Z jakich materiałów wykonany jest prototyp urządzenia?
Z takich, jakie były ogólnie dostępne. Wykorzystałem zepsute krzesło obrotowe. Do sterowania służy mały moduł - płytka umieszczona na głowie, zamocowana do zwykłych słuchawek. Komunikacja pomiędzy modułem na głowie a sterownikiem wózka jest bezprzewodowa, co eliminuje problem plączących się kabli. Na głowie znajduje się również czujnik ciśnienia, do którego przymocowane są słomki, służące do wdmuchiwania powietrza. Dwa silniki napędzają przednie koła, pochodzące z taczek ogrodowych.
Drogi jest taki prototyp?
To konstrukcja niskobudżetowa. Całkowity koszt szacuję na ponad 2500 złotych.
Skąd pomysł, by skonsturować wózek dla osób niepełnosprawnych?
Stwierdziłem, że praca magisterska powinna dotyczyć czegoś, co będzie działało w rzeczywistości. Żeby nie były to jedynie symulacje. Musi być to coś namacalnego, elektronicznego i przydającego się ludziom – takie rzeczy zawsze mnie fascynowały. Sam pomysł udoskonalenia wózka inwalidzkiego podsunął mi mój promotor - doktor inżynier Marcin Pawlak.
Od roku jest pan doktorantem na Wydziale Elektrycznym. Czy będzie pan dalej pracował nad prototypem wózka inwalidzkiego?
Zdecydowałem się zostać na uczelni na studiach doktoranckich. W planach mam budowę podobnego urządzenia, jednak już z nowocześniejszymi, bezszczotkowymi silnikami. Wszystko jeszcze się kształtuje i zobaczymy, co uda mi się zrobić. Przed ewentualnym wprowadzeniem do produkcji konstrukcja musiałaby zostać ujednolicona. Chciałbym położyć większy nacisk na bezpieczeństwo.
Rozmawiała Małgorzata Jurkiewicz

Mgr inż. Marcin Skóra jest doktorantem Wydziału Elektrycznego. Zajmuje się techniką mikroprocesorową i pojazdami elektrycznymi. Prowadzi zajęcia ze studentami z podstaw techniki mikroprocesorowej. Jego praca magisterska pt. „Zastosowanie czujników MEMS do sterowania napędu elektrycznego wózka inwalidzkiego” powstała pod kierunkiem doktora inżyniera Marcina Pawlaka. Była nagradzana również w konkursie Transition Technologies Hi-Tech, konkursie „Odkrywca”, zorganizowanym przez firmę ELEKTROTIM S.A, konkursie na najlepsze prace dyplomowe z dziedziny automatyki i elektroniki zorganizowanym przez firmę DP System oraz w konkursie Młodzi Innowacyjni 2013, zorganizowanym przez PIAP. Wszędzie zdobyła pierwsze miejsca.
Prototyp elektrycznego wózka inwalidzkiego, sterowanego przy użyciu  czujników MEMS znajduje się na wyposażeniu Laboratorium Automatyki Przemysłowej na Wydziale Elektrycznym Politechniki Wrocławskiej. Trwa jego dalsza rozbudowa i badania nad różnymi algorytmami sterowania.