Rada Naukowa FutureLab PK podjęła decyzję o wyłonieniu projektów studenckich zgłoszonych w ostatnim naborze. Po długich obradach i szczegółowym zreferowaniu wszystkich wniosków, postanowiono przyznać granty 19 projektom skupiającym 188 studentów Politechniki Krakowskiej, na łączną kwotę 470 000 zł.
W ocenie projektów uwzględniano przede wszystkim zdefiniowany cel projektu i innowacyjność, oryginalność pracy, nowatorskie podejście do zagadnienia, studium wykonalności i możliwość praktycznego wykorzystania wyników projektu, zakres przeprowadzonego projektu i przyjęta metodologia.
Rada oceniała także zaproponowany budżet. Niektórym z projektów przyznano dofinansowanie na część zgłoszonego zapotrzebowania. Na początku 2022 roku FutureLab będzie się kontaktował z każdą z grup, by przedyskutować plany pracy oraz optymalne wydatkowanie środków.
Dziękujemy za zgłoszenia wszystkim grupom projektowym, studentom i opiekunom naukowym.
Zwycięzcom gratulujemy i życzymy powodzenia w osiąganiu naukowych celów wspólnie z FutureLab!
Oto lista laureatów:
- Systemy transdermalne z personalizowaną dawką substancji terapeutycznej w leczeniu nekrozy. / Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki PK
Celem projektu jest opracowanie hydrożelowych systemów transdermalnych wzbogaconych aloesem, witaminą C oraz antybiotykiem (cefaleksyną) do leczenia nekrozy (martwicy skóry) spowodowanej poparzeniem lub infekcją bakteryjną. Jest to schorzenie przewlekłe, uporczywe dla pacjenta, wiąże się z dużym bólem, a nieleczone może prowadzić do amputacji kończyn. Innowacyjność tych systemów polega na ich wielofunkcyjności- tworzą one barierę dla drobnoustrojów, nie przywierają do rany oraz pochłaniają wysięk z rany i dostarczają substancji o działaniu bakteriobójczym i wspomagającym gojenie ran. Opracowane systemy będą otrzymywane metodą fotopolimeryzacji, która jest krótkotrwała, bezodpadowa z jednoczesną sterylizacją produktu. Zakres projektu obejmuje syntezę systemów transdermalnych, analizę ich właściwości fizykochemicznych, biologicznych i mechanicznych.
- Polimerowe systemy do kontrolowanego uwalniania retardantów wzrostu roślin dla potrzeb ogrodnictwa. / Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej PK
Hamowanie wzrostu roślin ozdobnych jest celowym zabiegiem powodującym, że rośliny mają atrakcyjniejszy wygląd, posiadając większą liczbę kwiatów oraz gęstsze ulistnienie. Zyskują w ten sposób na wartości, co przyczynia się do zwiększenia dochodów z działalności ogrodniczej. Celem projektu jest opracowanie sposobu otrzymywania materiałów polimerowych, uwalniających do gleby, pod wpływem wilgoci, wybrane, komercyjne retardanty wzrostu roślin (CCC).
- Nietrombogenne materiały wielowarstwowe dedykowane do elementów systemu wspomagania serca, immobilizowane oligo-prolinami opracowywane w oparciu o biomechaniczny system „sztucznego pacjenta – SERCE”. / Wydział Mechaniczny PK
Celem projektu są nietrombogenne materiały wielowarstwowe, minimalizujące ryzyko tworzenia skrzeplin na elementach pulsacyjnych komór wspomagania serca. Zastosowanie powierzchni immobilizowanych oligo-prolinami, peptydami, pozwala na efektywne i trwałe zapobieganie adsorpcji białek i adhezji komórek. Protezy serca wspierają pacjentów z późnymi stadiami chorób serca w procesie powrotu do zdrowia lub stanowią pomost do transplantacji, a w najnowszych zastosowaniach pomost do wspomagania permanentnego. Projekt został zdefiniowany w celu zaspokojenia pilnej potrzeby medycznej, jaką jest zwiększenie skuteczności leczenia niewydolności serca (zmniejszenie śmiertelności) oraz zapewnienie poprawy jakości życia osób wymagających mechanicznego wspomagania serca w trakcie leczenia zagrażających życiu chorób serca. Wspomaganie serca za pomocą pulsacyjnych pozaustrojowych urządzeń wspomagających pracę komór (ang. Ventricle Assist Devices- VAD) jest dobrze znaną metodą przedłużonego wspomagania serca w schyłkowej niewydolności serca w okresie kilku miesięcy w kierunku odzyskania lub przeszczepienia serca. Jest to jedyna metoda, która może być stosowana u dzieci. Ostatnio została wskazana do stosowania u pacjentów wymagających krótko-/średnioterminowego wspomagania serca podczas wysokodawkowej radioterapii w leczeniu nowotworów, a w przyszłości może wspomagać terapię genową w leczeniu zawału serca. Jednak głównym problemem medycznym pulsacyjnych VAD jest tworzenie się skrzeplin z powodu nieodpowiedniej dynamiki przepływu krwi wynikającej z mechanicznej niestabilności polimeru, z jakiego wykonana jest komora wspomagania w środowisku tkankowym.
- Hybrydowe ogniwa fotowoltaiczne nowej generacji z kropkami kwantowymi. / Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej PK
Poszukiwanie tanich, odnawialnych źródeł energii jest obecnie bardzo popularne. Szczególnym zainteresowaniem cieszy się energia słoneczna, która niesie ze sobą nieograniczony potencjał. Cienkowarstwowe, hybrydowe ogniwa fotowoltaiczne, które dzięki swojej funkcjonalności nie tylko produkują ekologiczny prąd ale również mogę stanowić element dekoracyjny budynków, odzieży czy nawet powierzchni użytkowych.
Głównym celem projektu jest opracowanie koncepcji i wykonanie w warunkach laboratoryjnych prototypów hybrydowych ogniw fotowoltaicznych zawierających w swojej warstwie aktywnej polimery przewodzące oraz perowskitowe kropki kwantowe.
- Zaawansowane metody obliczeniowe w diagnostyce medycznej opartej o sekwencjonowanie genów. / Wydział Informatyki i Telekomunikacji PK
Cele projektu:
Innowacyjne i efektywne metody diagnostyki chorób nowotworowych oparte na zaawansowanych metodach obliczeniowych.
Wykorzystanie metody składowych głównych PCA i funkcjonalnej analizy danych FDA do wyodrębniania cech powodujących nowotworzenie.
6. Projekt nowych rozwiązań dla protez kończyn górnych drukowanych w 3D technologią MJF – współpraca z Glaze Prosthetics. / Wydział Mechaniczny PK
Celem działania jest zaprojektowanie alternatywnych rozwiązań dla protez pasywnych. Zdefiniowanie potrzeby, nadanie funkcjonalności, wykorzystywanie technologii druku 3D. Dostępne protezy pasywne mają ograniczoną mobilnością w obrębie nadgarstka, palców, śródręcza. Rezultatem prac będą produkty, które będą służyły osobom po amputacji ramienia/przedramienia, zwiększą ich sprawności ruchową i poprawią kondycję psychiczną po zabiegu oraz wzmocnią przynależność do swoich grup wiekowych. Projekt ma spore znaczenie dla społeczeństwa (grupy docelowej) – zwiększenie jakości życia dla osób po amputacji i zdolności do pracy, podniesienie jakości wykonywania czynności codziennych dla osób po amputacji, ogólne zwiększenie funkcjonalności protez kończyny górnej.
- Podniesienie poziomu technologicznego TRL konstrukcji modułów biomimetycznego pojazdu pływającego. / Wydział Mechaniczny PK
Projekt ukierunkowany jest na rozwoju i zwiększenie potencjału naukowo-dydaktycznego Laboratorium Podwodnych Robotów Mobilnych Katedry Inżynierii i Automatyzacji Produkcji Wydziału Mechanicznego Politechniki Krakowskiej. W ramach projektu zostaną opracowane między innymi rozwiązania konstrukcyjne systemu monitorowania linii brzegowej. Opracowanie i wykorzystanie dodatkowe modułów rozszerzających zakres działania podwodnych pojazdów hybrydowych jest współbieżny z zainicjalizowanym projektem międzynarodowym SABUVIS II. Przedsięwzięcie ma na celu stworzenie i przetestowanie prototypów, innowacyjnych w skali świata, rozwiązań pozwalających na zwiększenie bezpieczeństwa obszarów infrastruktury portowej oraz statków. Opracowanie modułu wyrzutni latającego drona będzie wspierać realizację zadań związanych z monitoringiem linii brzegowej. Zastosowanie systemu odrzucania segmentu bateryjnego pozwoli na zwiększenie zasięgu i czasu operacyjnego pojazdu podwodnego. Opracowanie modelu oraz konstrukcji napędu MPF pozowali na identyfikację wad i zalet systemu napędowego płetw bocznych opartych na mechanizmie prostowodowym Peaucelliera-Lipkina. Testy oraz prace badawcze pozwolą na określenie kierunku rozwoju technologii konstrukcji systemów biometycznych naśladujących zwierzęta morskie.
- PARKLET-EKO-MYSLOVIC – generator aktywności w nowoczesnym mieście. / Wydział Architektury + Wydział Mechaniczny PK
Głównym celem projektu ma być wykonie opracowania standardów parkletów dla miasta Mysłowice odpowiadających na potrzeby różnych grup interesariuszy, będących reakcją na współczesne wyzwania ekologiczne miast związanych ze zrównoważonym rozwojem oraz cyrkularną ekonomią. Dodatkowym aspektem są poszukiwania rozwiązań lokalnych społecznych problemów. Pierwszym etapem będzie określenie celów projektowych związanych z analizą problemów miasta, jak również analiza obecnych rozwiązań w innych krajach w Europie – etap ten odbywać się będzie przy współpracy z miastem, w którego efektem będzie opracowanie wytycznych wraz z proponowanymi lokalizacjami, scenariuszami, optymalizacją przyjętych rozwiązań i projektami koncepcyjnymi.
Potencjalnym zastosowaniem, finalnym efektem (realizowanym w przyszłości), będzie wykonanie parkletów przez miasto Mysłowice na podstawie stworzonych projektów. Innowacyjnym stanie się połączenie nowoczesnych technologii z potrzebami społecznymi poprzemysłowego miasta. Cały proces będzie również zaadaptowany do wirtualnej rzeczywistości, którą wykorzysta się jako czynnik komunikacji między grupą projektową, a miastem, wsparciem dla jego odrodzenia. Jednym z ważnych podstaw badań będzie zdobycie przez studentów wiedzy specjalistycznej związanej z tworzeniem parkletów, nowych technologii mogących znaleźć zastosowanie w ich konstruowaniu (np. przy zastosowaniu kompozytów geopolimerowych). Efektem końcowym będzie stworzenie makiety projektowej z przedstawionymi rozwiązaniami, jak również animacją produktową.
- Analiza wykonalności interpretatora gestów przy pomocy sztucznej inteligencji do sterowania modelem 3D inteligentnego domu. / WIiT+ WIEIK + WA + WIL + WIŚiEn PK
Celem projektu jest opracowanie, wykonanie i przebadanie modelu 3D inteligentnego domu dla osób niepełnosprawnych, w którym wybrane elementy sterowane są przy pomocy gestów interpretowanych z wykorzystaniem algorytmów sztucznej intencji.
Przeprowadzona zostanie analiza danych pomiarowych w chmurze, w oparciu o technologie Big Data. Wykonane zostaną prace integrujące nowe rozwiązania z dziedziny architektury, budownictwa, informatyki, automatyki i energetyki.
- Lizard. / Wydział Mechaniczny PK
Głównym efektem pracy będzie zbudowanie pojazdu zasilanego energią elektryczną przeznaczonego dla osób niepełnosprawnych jeżdżących na wózkach inwalidzkich oraz będzie posiadał następujące innowacje i udogodnienia:
Regulowane elektrycznie zawieszenie tylnie w celu zapewnienia komfortowego wjazdu na najazd
Dzielone tylnie drzwi dzięki czemu uzyskamy platformę najazdową dla wózka inwalidzkiego
System autonomicznej jazdy w określonym stopniu
Silniki elektryczne napędzające pojazd wbudowane w piastę koła
Nadwozie pojazdu będzie wykonane z materiałów kompozytowych
- Zintegrowana konstrukcja 2 lub 3 głowic dla drukarek 3D pracujących w technologii FFF. / Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej PK
Celem projektu jest opracowanie nowej, zintegrowanej konstrukcji 2 lub 3 głowic drukujących w jednym zespole konstrukcyjnym. Spodziewany efekt realizacji tego projektu to innowacyjne rozwiązanie, które będzie mogło być stosowane przez producentów drukarek 3D. Takie rozwiązanie pozwoli na zwiększenie liczby głowic drukujących (dzisiaj liczba ta wynosi N=1 – dla drukarek jednogłowicowych lub N=2 dla drukarek dwugłowicowych). Aktualnie stosowane rozwiązania oferują swoją funkcjonalność opartą na zmianie głowicy znajdującej się na tej samej wysokości (ale przesuniętej w płaszczyźnie ruchu głowicy o zadaną wartość), co stwarza realne zagrożenie zahaczania głowicy (która w danym momencie wydruku nie podaje filamentu) o świeżo wydrukowaną warstwę. Celem uniknięcia danego zagrożenia należy opracować innowacyjny mechanizm oparty na mechanicznej, zautomatyzowanej zmianie wysokości dwóch (lub trzech) głowic w zależności od wymagań danego modelu drukarki. Rozwiązanie to nie zostało jeszcze wprowadzone, zaś dwugłowicowe drukarki dostępne na rynku dotychczas nie wyeliminowały danego problemu. Zdaniem zespołu projektowego możliwe jest zbudowanie zintegrowanej konstrukcji dla 3 głowic. Pozwoli to na drukowanie trzema różnymi kolorami filamentu, lub zastosowanie materiału podporowego w jednej z głowic, a w dwóch pozostałych materiał właściwy. Ponadto proponowane rozwiązanie eliminuje wadę aktualnych rozwiązań, które powodowały uszkadzanie wydruku przez głowicę, która w danym momencie nie podaje filamentu.
- Urządzenie przetwarzające tekst na alfabet Braille’a z możliwością wykorzystania detekcji obrazu i funkcjonalnością nauczania alfabetu. / Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej PK
Cel projektu:
Stworzenie urządzenia, które będzie przetwarzało tekst na alfabet Braille’a, umożliwiając osobie niewidomej jego odczytanie. W dalszej części projektu urządzenie zostanie wzbogacone o detekcję obrazu (rozpoznawanie tekstu), opartego na sieci neuronowej umożliwiającą tłumaczenie tekstu w czasie rzeczywistym.
Spodziewane efekty:
Opracowanie innowacyjnego urządzenia na poziomie technologicznym TRL przynajmniej 6. Przyczyniając się jednocześnie do zwiększenia dostępności powszechnej literatury i edukacji.
Zastosowanie:
System umożliwi edukację osoby niewidomej, tworząc literę zapisaną w alfabecie Braille’a poprzez wysunięcie odpowiednich wypustek i odczytując ją głosowo. Docelowo urządzenie będzie umożliwiało przetworzenie kilku liter jednocześnie w celu czytania całych słów. Zastosowanie modelu rozpoznawania tekstu pozwoli na przetwarzanie w przyszłości tekstu książek w sposób umożliwiający ich płynne czytanie. Rozszerzając tym samym ograniczony dostęp do literatury dla osób niewidomych, co jest znaczącym problemem dla tej grupy społecznej. Natomiast dla osób, które utraciły wzrok prototyp oferuje zintegrowany program do nauki.
- Innowacyjna komora UV-FPT do obróbki poprodukcyjnej wydruków z żywic fotoutwardzalnych dla sektora biodruku 3D. / Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej PK
Celem projektu jest opracowanie innowacyjnej komory UV-FPT do obróbki poprodukcyjnej bio-struktur oraz bio-wydruków 3D znakowanych sensorami luminescencyjnymi m.in. na potrzeby ich wykorzystania w technikach obrazowania luminescencyjnego. Obróbka poprodukcyjna w sektorze biodruku 3D jest bardzo wymagającym zadaniem, dlatego obecnie na rynku dostępność takich urządzeń jest niewielka. Dodatkowo urządzenia te cechuje niewielka uniwersalność. Dzięki wykorzystaniu zaproponowanych przez studentów innowacyjnych rozwiązań, opracowany produkt będzie miał wysoce uniwersalny charakter. Etapy prac projektowych obejmują wyposażenie komory w trzy niezależne źródła światła (365nm, 405nm, 450nm), tryb fotoutwardzania w atmosferze gazu obojętnego oraz system monitorujący w czasie rzeczywistym postęp procesu utwardzania wydruku przy pomocy techniki FPT (ang. Fluorescent Probe Technology). Połączenie tych rozwiązań w jednym urządzeniu stanowi innowację w skali światowej i sprawia iż zaplanowany do opracowania produkt może zainteresować poza sektorem bio-druku 3D również firmy z innych sektorów rynku druku 3D.
- PROJEKT SYNCHRONIZACJA – RAZEM CZY OSOBNO W PRZESTRZENI MIASTA / Wydział Architektury PK
Celem projektu jest diagnoza przestrzeni publicznej w Krakowie, w zakresie identyfikacji miejsc wykluczających i niesprzyjających tworzeniu się lokalnych więzi społecznych, zbadanie cech jakościowych wskazanych miejsc, które odróżniają te miejsca od miejsc lubianych przez mieszkańców i uznawanych za miejsca sprzyjające kontaktom społecznym, oraz wskazanie modelowych rozwiązań projektowych, które mogą stać się prototypem architektury miejsca spotkań, integrującej różne formy społecznego współistnienia w miejskim środowisku. Jednym ze spodziewanych efektów realizacji projektu jest propagacja idei prospołecznej rewitalizacji miejsc w przestrzeni publicznej miasta. Projekt w innowacyjny sposób łączy badania naukowe z dziedziny nauk społecznych (psychologia) i humanistycznych (teoria sztuki, estetyka) z projektowaniem architektonicznym.
- Mata sensoryczna modułowa dla dzieci o specjalnych potrzebach edukacyjnych. / Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki PK
Wykonanie modułowej maty sensorycznej dla dzieci i młodzieży o specjalnych potrzebach edukacyjnych. Produkt zostanie wykonany za pomocą technik addytywnych, które będą odporne na warunki atmosferyczne oraz łatwe w dezynfekcji. Mata ma walory edukacyjne oraz poznawcze. Pozwala na rozwój zmysłów i kształtowanie harmonijnego postrzeganie świata. Dzieci i młodzież o specjalnych potrzebach edukacyjnych, mają bardziej wyczulony zmysł dotyku i dlatego też mata ta pozwoli na stymulacji percepcji dotykowej.
Mata sensoryczna pozwoli na stymulację sensoryczną, rozwijanie zmysłów, poznawcze dzieci i młodzieży o specjalnych potrzebach edukacyjnych. Pozwoli zapoznać się z różnymi fakturami oraz rodzajami materiałów wykorzystanymi do wykonania mat. Projekt pozwoli na rozwój edukacyjny oraz na rehabilitację.
Produkt będzie uzupełniać wyposażenie edukacyjne w “specjalnych ośrodkach szkolno-wychowawczych lub szkołach specjalnych”.
- Opracowanie innowacyjnych biotuszy do druku przestrzennych struktur 3D wspierających wzrost i proliferację materiału biologicznego w postaci wyselekcjonowanych linii komórkowych. / Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej PK
Celem projektu jest opracowanie nowych tuszy hydrożelowych z udziałem materiału biologicznego dedykowanych do druku 3D. Wśród potencjalnych zastosowań biodruku 3D można wymienić np. wytwarzanie trójwymiarowych modeli tkanek, w tym modeli nowotworowych, umożliwiających badanie skuteczności danej terapii metodą bezpośrednią na komórkach pacjenta, co pozwala na skrócenie czasu i dobór spersonalizowanej terapii, czy też tworzenie i drukowanie dopasowanego do pacjenta skafoldu pozwalającego na zastąpienie nawet całej kości. Innym zastosowaniem biodruku 3D jest wytwarzanie systemów lab-on-a-chip czy też organ-on-a-chip, czyli miniaturowych urządzeń analitycznych, które mogą wykrywać pasożyty i wirusy we krwi lub stymulować funkcje, mechanikę i reakcje fizjologiczne całych narządów. Do planowanych efektów projektu zaliczyć można opracowanie optymalnych nośników hydrożelowych przeznaczonych do biodruku 3D, gwarantujących uzyskanie najlepszych warunków dla komórek począwszy od etapu hodowli, poprzez drukowanie, aż do momentu uzyskania produktu końcowego. Główne etapy projektu będzie stanowiło opracowanie nośnika hydrożelowego o optymalnych właściwościach pod kątem hodowli komórkowych, jak i parametrów optymalnych dla druku 3D, określenie wpływu poszczególnych dodatków do biotuszu na właściwości mechaniczne wydruku i stan komórek oraz przeanalizowanie wpływu modyfikacji technicznych drukarki na rozdzielczość druku. Innowacyjność projektu polega na opracowaniu funkcjonalnych biotuszy do biodruku 3D, gdzie komórki byłyby immobilizowane w strukturze w momencie wydruku.
- Analiza ilościowa strumienia wyjść separatora urobku rud szlachetnych za pomocą obrazu z kamery 3D. / WIiT + WIEIK + WA + WIL PK
Celem projektu jest opracowanie systemu analizującego przepustowość pracy separatora urobku górniczego niezależnie dla strumieni wyjść: produktu i odpadu. Efektem projektu będzie układ pomiarowy (z możliwością kontroli nastaw separatora w pętli sprzężenia zwrotnego w zależności od rzeczywistego podziału strumienia) analizujący przepustowość wynikowych strumieni pracy separatora w czasie rzeczywistym.
- Projekt i wykonanie urządzenia przetwarzającego butelki typu PET na filament do druku 3D / Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej PK
Celem projektu jest opracowanie i zbudowanie prototypuzautomatyzowanej wytłaczarki do filamentu wykorzystującej jako materiał bazowy zużyte butelki PET. Urządzenie będzie się składało z bloku grzewczego z dyszą, do której paski z pociętych wcześniej na paski (wstążki) butelek będą wsuwane a następnie doprowadzone do odpowiedniej temperatury w celu ich uplastycznienia oraz przeciągane przez dyszę o określonej średnicy w celu uzyskania pożądanego kształtu i rozmiaru filamentu. Oprócz modułu grzewczego zastosowany zostanie również moduł chłodzenia i moduł kontroli średnicy filamentu. Po wyjściu z dyszy gotowy produkt będzie nawijany na szpulę obracaną za pomocą silnika krokowego. Całość będzie sterowana za pomocą mikrokontrolera, który będzie monitorował i zarządzał procesami kontroli temperatury oraz szybkości obrotu szpuli. Proponowane urządzenie pozwoli na stosunkowo tanią i prostą produkcję filamentu z zużytych butelek co pozwoli znacznie obniżyć koszty drukowania elementów, a przede wszystkim dobrze wpisuje się filozofię dbania o środowisko naturalne.
- Technologia do samodzielnego budowania ścian domów o powierzchni do 70 m2 / Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej PK
Celem projektu jest opracowanie kompletnej technologii do samodzielnego
budowania lekkich ścian domów o powierzchni do 70 m2. Główne etapy projektu opierają się zaprojektowaniu bloczków budowlanych, a następnie ich wykonaniu zarówno z kompozytów polimerowych, jak i materiałów drewnianych, zawierających w swoim rdzeniu bio-ekologiczną piankę termoizolacyjną. Równolegle opracowana zostanie receptura spoiny polimerowej do tychże bloczków oraz sposób otrzymywania w 100% ekologicznej sztywnej pianki termoizolacyjnej. Wynikiem prac badawczych będzie kilka finalnych konstrukcji bloczków budowlanych o zdefiniowanych parametrach fizykochemicznych, które dzięki odpowiedniemu ułożeniu i wzajemnemu dopasowaniu, będą mogły stanowić zewnętrzną ścianę budynku. Innowacją tego rozwiązania jest kształt
i konstrukcja bloczków budowlanych, ich sposób łączenia oraz nowy hybrydowy materiał łączeniowy, a także bio-ekologiczna pianka termoizolacyjna.
