Biologia i informatyka, te dwie nauki wydają się tak różne od siebie, że aż trudne do połączenia. Jest jednak zupełnie inaczej. Jak połączyć to wszystko w całość? Okazuje się, że nie jest to trudne, a czasami wręcz jest to konieczne.
Autor: Jarek Brodecki
Prowadzenie badań naukowych wielokrotnie wymaga nietuzinkowego podejścia do napotkanych problemów. Brak czasu, problemy z rejestracją danych czy trudności w prowadzeniu obserwacji. W tym wszystkim pomóc mogą właśnie roboty bądź automatyczne urządzenia pomiarowe. Na rynku jest szereg firm zajmujących się sprzedażą zaawansowanej aparatury badawczej. Po co jednak wydawać tysiące złotych jeżeli posiada się w domu lutownicę, mikrokontroler, wiedzę w zakresie programowania i parę czujników. Tak właśnie powstał robot do monitoringu zbiorników wodnych i cieków.
Niesamodzielna sznurkowa jednostka pływająca
Jak obejrzeć fragment dna zbiornika, który znajduje się 20 metrów od brzegu lub zbadać jakie jest tam Ph wody? Z tymi wszystkim problemami mierzyłem się jeszcze trzy lata temu, gdy rozpocząłem projekt monitoringu zbiorników wodnych. Pierwsza myśl, strój kąpielowy i maska z rurką do pływania. Jednak po stwierdzeniu pijawek w stawie mój zapał zmalał. Musiałem wpaść na inny bardziej praktyczny pomysł. Wracając z terenu intensywnie myślałem o rozwiązaniach. Pod nogami co chwilę widziałem plastikową butelkę. Była to inspiracja do stworzenia pierwszego tymczasowego rozwiązania. Dwie plastikowe butelki, kawałek deski, sznurek i kilka śrub. Tak powstała „niesamodzielna sznurkowa jednostka pływająca”. Plan był prosty, umieścić kamerę na tej pływającej tratwie i wciągnąć ją za pomocą sznurka na środek zbiornika. Łatwo wymyślić, trudniej zrobić. Gałęzie, trawy, szuwary, plan ten mógł skończyć się tylko jednym – zupełną klęską.
Samodzielna, krótkodystansowa jednostka pływająca
Przychodzi kolejny pomysł do głowy, tym razem bardziej skomplikowany. W domu przeliczam moje oszczędności i siadam przed komputerem. Czas zrobić zakupy! Tak powstaje pierwszy pływający robot z możliwością sterowania za pomocą smartphona. Na etapie projektowania oprócz robotyki i informatyki przyda się żeglarstwo. Podstawowe doświadczenie na temat pracy steru było tu konieczne. Tak po kilku tygodniach powstaje „samodzielna, krótkodystansowa jednostka pływająca”. Testy w wannie przechodzi na 5 z plusem. Wydaje się, że w warunkach tego specyficznego symulatora sprawdziłem kilka niekorzystnych scenariuszy, jak się jednak okaże nie wszystkie. Test na badanym przez mnie zbiorniku. Świeci słońce, brak wiatru tylko się cieszyć. Robot początkowo płynie, ale nagle staje i słychać tylko dźwięk „wrwyyyyyyy! wrwyyyyyyy!”. Tego dnia poznałem mojego największego wroga, a mianowicie glony. Wplątywały się one w śruby kolejnych kilku wersji robota za każdym razem uniemożliwiając jego płynięcie.
Jeszcze lepszy robot
Kolejne dni i tygodnie mijały na rysowaniu projektu robota na marginesach zeszytów. Rozważałem różne rodzaje napędów, sklejałem modele. Wszystko po to, aby opracować rozwiązanie, które będzie idealne dla moich potrzeb. W końcu powstał… dwa razy większy, czterokrotnie większa wyporność. Plastikowe butelki zostały zamienione na styrodurowe pływaki (styrodur to taki trwalszy styropian). Płyta pilśniowa na pokład z tworzywa, zmieniłem zupełnie system napędu inspirując się napędem statków parowych. Wyposażony w dwa akumulatory żelowe o pojemności 4Ah, silnik o momencie obrotowym 12kg/cm i moduł radiowy z zasięgiem do kilometra stał się świetną bazą do różnych projektów. Żaden glon nie jest już dla niego problemem. Umożliwia on filmowanie z nieuchwytnej dotąd dla mnie perspektywy. Służy mi jako aparatura badawcza, która mierzy temperaturę wody, mętność oraz ilość rozpuszczonej w niej substancji. Robot pomagał mi badać skalę zanieczyszczeni wód mikroplastikiem czy pozwala mi na obserwację dna zbiorników wodnych.
Takie wykorzystanie nowoczesnych technologii w biologii to dopiero sam wierzchołek góry lodowej. Każdy może stworzyć takiego robota, potrzebne jest dużo chęci, sporo czasu a z porażek należy wyciągać wnioski.
Jeżeli masz już jakąś pasję nie zamykaj się na inne dziedziny. Interdyscyplinarne podejście do napotykanych problemów pozwala tworzyć niesamowite i bardzo skuteczne rozwiązania. Szerokie spojrzenie jest podstawą życia w nowoczesnym świecie i tak dynamicznie rozwijającej się cywilizacji.
