Drukarka 3D do produkcji ciast z jadalnych mas, ogrody deszczowe, system dostarczania substancji czynnej w leczeniu atopowego zapalenia skóry, robot kroczący, a także rozwijanie przedsięwzięć, które w pierwszej fazie realizacji okazały się wielkim sukcesem, a więc HABSat2 i PKanoe 2.0 – to kilka z 20 studenckich projektów (1 projekt rezerwowy) z Politechniki Krakowskiej, które uzyskały dofinansowanie w ramach konkursu organizowanego przez FutureLab. W czwartym naborze przyznano granty na łączną kwotę 506 400 zł.
– Z roku na rok zgłoszeń przybywa, dlatego wybór najlepszych stanowi nie lada wyzwanie. W ocenionym właśnie naborze grupy studenckie zgłosiły rekordową liczbę 43 projektów – mówią pracownicy FutureLab, jednostki będącej studenckim laboratorium innowacji, które powstało kilka lat temu, by umożliwić żakom z Politechniki Krakowskiej, przy wsparciu finansowym uczelni i pomocy merytorycznej mentorów z PK i otoczenia biznesowego, realizację naukowych i projektowych pasji.
Rada Naukowa FutureLab PK – składająca się z przedstawicieli 8 wiodących dyscyplin naukowych, wokół których prowadzona jest działalność badawcza na PK, przedstawicieli FutureLab, a także otoczenia społeczno-gospodarczego – przy ocenie projektów uwzględniała przede wszystkim innowacyjność, zdefiniowany cel projektu, oryginalność pracy, nowatorskie podejście do zagadnienia, studium wykonalności i możliwość praktycznego wykorzystania wyników projektu, zakres przeprowadzonego projektu i przyjętą metodologię. Uwzględniono także potencjał komercjalizacyjny i promocyjny. Rada oceniała także zaproponowany budżet i zweryfikowała wydatki. Niektórym z projektów przyznano dofinansowanie na część zgłoszonego zapotrzebowania.
Teraz przed studentami i ich opiekunami naukowymi czas intensywnej i kreatywnej pracy naukowej. Poprzednie edycje konkursu FutureLab zaowocowały m.in. takimi przedsięwzięciami, jak budowa łodzi z betonu tekstylnego (projekt „PKanoe – budowa łodzi z betonu tekstylnego ze spoiwem o obniżonym śladzie węglowym”) czy opracowanie i udana misja sondy stratosferycznej (projekt HABSat), o których głośno było w mediach.
LISTA NAGRODZONYCH PROJEKTÓW
1. „AUGMENTUM – rozszerzenie zakresu percepcji architektonicznej”
(realizują studenci z WA, WIiT, WM; opieka naukowa: dr inż. arch. Maciej Skaza, mgr inż. arch. Anna Marek)
Nazwa projektu nawiązuje do określenia rzeczywistości rozszerzonej (ang. Augmented Reality). Intencją autorów projektu była sugestia, iż możliwe jest rozszerzenie metod analizy i postrzegania architektury. Bezpośrednim celem przedsięwzięcia jest przeprowadzenie analizy wybranych projektów współczesnej architektury o prostej funkcji, pochodzących z XX i XXI w. Zakres przedmiotowy odnosić będzie się do analizy kompozycji danego obiektu. Celem poznawczym projektu jest synergia różnych technik oraz współczesnych technologii służących do ich implementacji w zakresie warsztatu projektowego architektów, a w aspekcie praktycznym – wprowadzenie ich do procesu dydaktycznego.
2. „Biomateriały kompozytowe do zastosowań medycznych”
(realizują studenci z WIMiF; opieka naukowa: prof. dr hab. inż. Agnieszka Sobczak-Kupiec, mgr inż. Dagmara Słota, mgr inż. Karina Piętak)
W ramach projektu planowane jest opracowanie kompozycji oraz analiza fizykochemiczna i biologiczna bioaktywnych materiałów kompozytowych o charakterze nośnika leku, do zastosowań w medycynie regeneracyjnej tkanki kostnej i chrzęstnej. Rozwiązanie łączy aż cztery branże: chemiczną, biotechnologiczną, medyczną i farmaceutyczną. Nowatorstwo projektu polega nie tylko na unikatowym składzie nośnika, ale również sposobie zamykania oraz uwalniania substancji czynnej w środowisku organizmu.
3. „Budżetowa drukarka 3D do produkcji wypieków z jadalnych mas znakowanych barwnikami spożywczymi”
(realizują studenci z WIiTCh; opieka naukowa: mgr inż. Maciej Pilch)
Głównym efektem projektu oraz innowacją będzie opracowanie drukarki 3D do produkcji żywności, wyposażonej w system dozowania barwników oraz system dezynfekcji i wizualizacji w świetle UV. Drukarka będzie mogła znaleźć zastosowanie w przemyśle spożywczym i piekarniczym, np. do wytwarzania efektowanie wyglądających ciast okolicznościowych.
4. „CanSat – Nanosatetlita, Cylindryczny ładunek naukowy do rakiety”
(realizują studenci z WIiT i WM; opieka naukowa: mgr inż. Katarzyna Smelcerz)
Celem projektu jest budowa sondy zgodnie ze standardem CanSat (małego urządzenia pomiarowego wielkości puszki po napoju gazowanym), z wykorzystaniem innowacyjnego środowiska dla systemów wbudowanych, w języku Rust, który jest językiem programowania skupiającym się na niezawodności i bezpieczeństwie. Realizacja tego projektu ma charakter pilotażowy. Studenci chcą zdobyć doświadczenie niezbędne do budowy niezawodnych systemów sterowania oraz uzyskanie wiedzy na temat samej konstrukcji nanosatelit typu cansat, aby w przyszłości móc wziąć udział w międzynarodowych zawodach dla konstruktorów CanSat’ów.
5. „Cykl życia polimerowych nośników leków – od projektowania do utylizacji”
(realizują studenci z WIiTCh; opieka naukowa: dr inż. Katarzyna Bialik-Wąs, mgr inż. Paulina Sapuła, dr inż. Artur Bukowczan, dr Konstantinos Raftopoulos, mgr inż. Przemysław Zaręba, dr inż. Tomasz Majka, dr inż. Małgorzata Miastkowska)
Młodzi naukowcy chcą zbadać pełny cykl życia polimerowych nośników leków, począwszy od projektowania do utylizacji. W tym interdyscyplinarnym projekcie, żacy z PK mają kilka celów, m.in. związanych z modyfikacją substancji czynnych o charakterze hydrofobowym, a następnie ich wprowadzeniem do nośników polimerowych. Głównym celem jest opracowanie metody utylizacji wyrobów medycznych.
6. „PK – Nanosatelita cubesat, sonda stratosferyczna”
(realizują studenci z WIiT i WM; opieka naukowa: mgr inż. Katarzyna Smelcerz)
HABSat2 jest kolejną odsłoną sondy stratosferycznej HABSat, czyli uniwersalnej platformy do przeprowadzania eksperymentów naukowych w stratosferze. Studenci docelowo planują budowę w pełni funkcjonalnego satelity typu CubeSat i umieszczenia go w przestrzeni kosmicznej (orbicie okołoziemskiej).
7. „Mała cząsteczka w wielkiej bitwie – poszukiwanie kandydata na lek w spersonalizowanej terapii raka jelita grubego”
(realizują studenci z WIiTCh; opieka naukowa: mgr inż. Damian Kułaga, mgr inż. Anna Drabczyk)
Spodziewanym rezultatem projektu jest otrzymanie związków o działaniu przeciwnowotworowym, które w przyszłości mogą stać się „kandydatami” do spersonalizowanej terapii onkologicznej. W przypadku leków celowanych typu small-molecules w kierunku leczenia raka jelita grubego, nie udało się do tej pory opracować skutecznego i bezpiecznego związku. W pierwszym etapie projektu studenci zamierzają otrzymać bibliotekę kilkunastu związków innowacyjną metodą polegającą na prowadzeniu reakcji w obecności mikrofal lub ultradźwięków.
8. „Nowe metody zwalczania IGO – na przykładzie Rdestowca Ostrokończystego Reynoutria Japonica”
(realizują studenci z WA; opieka naukowa: dr inż. arch. kraj. Wojciech Bobek)
Żacy z Koła Naukowego ARBORIS będą poszukiwać nowej metody zwalczania gatunku inwazyjnego, a więc Rdestowca Ostrokończystego Reynoutria Japonica.
9. „Nowoczesne biosensory z kropkami kwantowymi dedykowane medycynie”
(realizują studenci z WIiTCh; opieka naukowa: dr hab. inż. Katarzyna Matras-Postołek, prof. PK, mgr inż. Beata Szreniawa, mgr inż. Alicja Szymska)
Nieustanny rozwój medycyny oraz wzrost zapotrzebowania na nowoczesne rozwiązania do obrazowania struktur komórkowych sprawiają, że obecnie bardzo popularne stają się badania z wykorzystaniem nanomateriałów, a coraz większe zainteresowanie wzbudzają nanostrukturalne materiały półprzewodnikowe. Z uwagi na takie cechy jak: wysoka wydajność fluorescencji, doskonała odporność na degradację chemiczną oraz wysoka stabilność fotochemiczna, niosą one za sobą ogromny potencjał pod kątem możliwości zastosowania ich w biomedycynie, np. w biodetekcji i bioobrazowaniu, m.in. komórek rakowych. Głównym celem projektu jest opracowanie w warunkach laboratoryjnych elementu biosensora do oznaczania aktywnie biologicznie czynnych molekuł, m.in. modelowanego antygenu (białka CRP), zawierającego nanocząstki siarczku cynku domieszkowanego manganem.
10. „Opracowanie procesu usuwania wiecznych chemikaliów z zastosowaniem zielonego utleniacza”
(realizują studenci z WIiTCh w WIŚiE; opieka naukowa: dr inż. Joanna Kuc, dr inż. Maciej Thomas)
Celem projektu jest opracowanie innowacyjnego procesu usuwania związków perfluorowanych (PFAS) zwanych „wiecznymi chemikaliami” z wody, z zastosowaniem żelazianu(VI) potasu, jako wysoce efektywnego utleniacza przyjaznego środowisku naturalnemu.
11. „Optymalizacja doboru parametrów pracy komory wspomagania serca w oparciu o biomechaniczny system sztucznego pacjenta – SERCE”
(realizują studenci z WM; opieka naukowa: dr hab. inż. Grzegorz Milewski, prof. PK)
Innowacyjność projektu wynika z wieloskalowego podejścia do opracowania skutecznej metody doboru parametrów pracy sztucznego serca i jego wpływu na organizm człowieka. Dotychczas analizy takie nie były przeprowadzane ze względu na brak odpowiedniego urządzenia. W ramach prac rozbudowany zostanie układ „Sztucznego pacjenta”, aby dostosować jego możliwości do zbierania danych dotyczących parametrów ciśnienia i przepływu.
12. „PKanoe 2.0 – budowa łodzi z cienkościennego, ultra-wysokowartościowego kompozytu cementowego, zbrojonego tekstyliami”
(realizują studenci z: WIL, WA, WM, WIŚiE; opieka naukowa: dr hab. inż. Izabela Hager, prof. PK, dr inż. Mateusz Sitarz)
Celem projektu jest budowa łodzi z betonu pn. PKanoe 2.0. Projekt stanowi interdyscyplinarne przedsięwzięcie studentów kilku wydziałów, realizujących prace w ramach działalności SKN Footprint. W wyniku projektu opracowana zostanie technologia wytwarzania cienkościennych elementów z kompozytu mineralnego zbrojonego tekstyliami i zbrojeniem rozproszonym (włókna). W ramach działań badawczych studenci opracują skład betonu, wykonają elementy cienkościenne, określą właściwości fizyczne i mechaniczne matrycy cementowej i kompozytu. Zadaniem badawczym będzie dobranie składu i rodzaju wzmocnienia w celu zapewnienia odpowiednich parametrów wytrzymałościowych przy jak najmniejszej grubości elementu. Konieczne będzie też zaprojektowanie kształtu łodzi oraz sposobu jej wykonania, a także zapewnienie szczelności kadłuba.
13. „Podwawelskie ogrody deszczowe”
(realizują studenci z WA; opieka naukowa: dr hab. inż. arch. Patrycja Haupt, prof. PK, dr hab. inż. arch. Katarzyna Hodor, prof. PK, dr inż. arch. Elżbieta Kusińska)
Zamierzeniem projektu jest podniesienie jakości przestrzeni sąsiedzkich poprzez wprowadzenie rozwiązań sprzyjających retencji wody deszczowej – ogrodów deszczowych. W większości polskich zespołów mieszkaniowych woda opadowa jest odprowadzona do kanalizacji burzowej, co powoduje obciążenie tej sieci i brak wykorzystania potencjału estetycznego i użytkowego wody. Celem badania jest określenie potencjału i korzyści płynących z takiego rozwiązania w zespole wielorodzinnym na podstawie jednego z krakowskich osiedli. Efektem projektu będzie katalog rozwiązań z wytycznymi dotyczącymi realizacji takiego zamierzenia z użyciem konkretnych elementów, systemów i roślin.
14. „Polimerowy system dostarczania substancji czynnej w leczeniu atopowego zapalenia skóry (AZS)”
(realizują studenci z WIMiF; opieka naukowa: dr inż. Sonia Kudłacik-Kramarczyk, dr inż. Anna Drabczyk, mgr inż. Magdalena Bańkosz)
Atopowe zapalenie skóry to przewlekła choroba dermatologiczna, której towarzyszy m.in. przesuszenie skóry, a także nasilony świąd, przy czym miejscowo dochodzi także do infekcji bakteryjnej oraz wystąpienia stanu zapalnego. Proponowane systemy polimerowe zostały zaprojektowane tak, aby wspomagać procesy regeneracyjne zmienionej chorobowo skóry poprzez pochłanianie wysięku z rany, chronienie rany przed środowiskiem zewnętrznym, a także uwalnianie do rany substancji terapeutycznych o działaniu antybakteryjnym, przeciwwirusowym, nawilżającym oraz odżywczym. Dodatkową zaletą proponowanych systemów jest metoda ich otrzymywania – bezodpadowy i szybki proces fotopolimeryzacji – podczas której ma miejsce jednoczesna sterylizacja za pomocą promieniowania UV.
15. „Robot kroczący”
(realizują studenci z WM; opieka naukowa: dr inż. Waldemar Małopolski)
Studenci dążą do opracowania robota kroczącego, sterowanego zdalnie bądź autonomicznie, którego głównym zastosowaniem polega na zastąpieniu człowieka w sytuacjach zagrażających zdrowiu lub życiu.
16. „SmartGels”
(realizują studenci z WIMiF; opieka naukowa: dr hab. inż. Bożena Tyliszczak, prof. PK, mgr inż. Magdalena Bańkosz)
W ramach projektu planowane jest otrzymanie żeli polimerowych SmartGels wrażliwych na bodźce zewnętrzne. W zależności od substancji jakimi będą modyfikowane, mogą znaleźć zastosowanie jako materiały fotochromowe lub biomateriały opatrunkowe. Przejście fazowe inteligentnych żeli może być wywołane przez szereg bodźców fizycznych (temperatura, światło) lub chemicznych (pH, obecność ściśle określonych cząsteczek chemicznych).
17. „Wentylacja zapewniająca Zdrowy Mikroklimat (WZM)”
(realizują studenci z WA i WIL; opieka naukowa: dr hab. inż. arch. Patrycja Haupt, prof. PK, dr inż. Małgorzata Fedorczak-Cisak, dr hab. inż. Alicja Kowalska-Koczwara, prof. PK, dr inż. Jarosław Müller, prof. PK)
Zespół studentów z Wydziału Architektury i Wydziału Inżynierii Lądowej chce zaprojektować i wykonać innowacyjny systemu wentylacji dedykowanej dla budynków zeroenergetycznych. Innowacyjność projektu będzie polegała na zaprojektowaniu geometrii wszystkich elementów systemu, tak, aby zapewniały one komfort użytkowy, w szczególności akustyczny. Elementy zostaną wydrukowane na drukarce 3D, co jest kolejną innowacją. Mieszanka do druku zostanie dobrana specjalnie tak, aby dodatkowo system oczyszczał wprowadzane powietrze. Dodatkowo, w ramach projektu zostaną przeprowadzone badania sposobu wpływu roślin na poprawę mikroklimatu w obiekcie.
18. „Zbrojona masa kompozytowa na bazie materiałów odpadowych do zastosowania zwłaszcza w konstrukcjach mostowych”
(realizują studenci z WIiTCh i WIL; opieka naukowa: dr inż. Krzysztof Adam Ostrowski)
Celem przedsięwzięcia jest zaprojektowanie i objęcie ochroną prawną zbrojonej masy kompozytowej na bazie materiałów odpadowych. W dzisiejszych czasach, w inżynierii lądowej kładzie się duży nacisk na odpowiedzialną gospodarkę odpadami oraz ich ponowne zastosowanie w nowych produktach (konstrukcjach), co wpisuje się w trendy budownictwa zrównoważonego i przyczynia do zmniejszenia śladu węglowego. W mieszance kompozytowej zostaną zastosowane włókna pochodzące z zużytych elementów farm wiatrowych (łopat turbin wiatrowych) oraz odpadowa mączka bazaltowa, które zostaną połączone z lepiszczem (żywicą epoksydową) w różnych proporcjach. Pozwoli to na uzyskanie optymalnej pod względem wytrzymałościowym i reologicznym masy naprawczej, która będzie mogła być stosowana w inżynierii lądowej – szczególnie w konstrukcjach mostowych – jako wypełnienie spękań, kotwa chemiczna i nawierzchnia chodników. Rozwiązanie ma charakter innowacyjny z uwagi na brak stosowania mikrozbrojenia w powszechnie stosowanych masach naprawczych.
19. „Zdalny system indywidualnej oceny stanu zdrowia pracowników przemysłu drzewnego”
(realizują studenci z WIEiK; opieka naukowa: dr inż. Anna Romańska, inż. Maciej Gibas, dr inż. Marek Dudzik)
Co roku wśród drwali i pilarzy odnotowuje się wiele wypadków śmiertelnych oraz powodujących stały uszczerbek na zdrowiu. Celem studentów z PK jest opracowanie systemu w formie opaski, badającego podstawowe funkcje życiowe takie jak puls, tętno, saturacja krwi i częstotliwość oddechu, na podstawie których można stwierdzić aktualny stan zdrowia osoby która ją nosi. W sytuacji, gdy jeden z parametrów znacząco odbiegnie od ustalonej normy, system automatycznie wysyła komunikat powiadamiający odpowiednie służby lub osobę, której pracownik podlega.
20. „Zielona synteza i zastosowanie nowej generacji biodegradowalnych preparatów dla rolnictwa”
(realizują studenci z WIiTCh; opieka naukowa: dr hab. inż. Radomir Jasiński, prof. PK)
Przedmiotem projektu jest opracowanie ogólnej metody selektywnej syntezy pochodnych nikotyny. Związki tego rodzaju są obecnie stosowane w roli środków ochrony roślin, jednak charakteryzują się pewnymi wadami, które postara się wyeliminować zespół z Politechniki.
Projekt rezerwowy
21. „Mobilna stacja diagnostyczno-pomiarowa”
(realizują studenci z WIEiK i WM; opieka naukowa: mgr inż. Łukasz Sołtysek)
Projekt zakłada zaprojektowanie oraz zbudowanie „Mobilnej stacja diagnostyczno-pomiarowej” wraz z infrastrukturą przynależną do niej w laboratorium stacjonarnym. Wszystko po to, by poszerzyć jej możliwości dla złożonych systemów zasilająco-sterujących w energetyce oraz przemyśle ciężkim. Mobilna stacja będzie miała formę walizki z układami do monitorowania odbiorów elektrycznych.
FutureLab PK wyróżnił też w konkursie dwa projekty-inicjatywy, w które chciałby zaangażować się jako patron: EKOkampus i OpenInnovationLivingLab.
(bk, FutureLab)