Odbyła się premiera łazika marsjańskiego Phoenix III

Nieco ponad rok temu zespół Silesian Phoenix powrócił po pandemicznej przerwie i przedstawił oficjalnie całkowicie nową mobilną platformę robotyczną – łazika marsjańskiego.

Phoenix III jest dziełem zespołu studentów wspólnie działających w ramach Międzywydziałowego Studenckiego Koła Naukowego Zastosowania Metod Sztucznej Inteligencji AI-METH.

Łazik marsjański Phoenix III to kolejny projekt zespołu

Zespół Silesian Phoenix rozpoczął swoją działalność w 2018 roku od pomysłu zaprojektowania i zbudowania łazika marsjańskiego w celu wzięcia udziału w zawodach European Rover Challenge. Miał to być sprawdzian, w jaki sposób wiedza zdobywana w trakcie studiów ma się do praktyki inżynierskiej i realizacji faktycznego projektu. W taki oto sposób powstał pierwszy w historii Politechniki Śląskiej łazik – Phoenix I.

Konstrukcja Phoenix I oparta była na wykorzystaniu gąsienicowej platformy jezdnej stworzonej w ramach innego projektu, co dało ówczesnym członkom zespołu bazę do dalszych działań. Mając gotową część odpowiedzialną za poruszanie się, zespół skupił się na zaprojektowaniu ramienia robotycznego, potocznie nazywanego manipulatorem. To jeden z kluczowych układów całego robota. W trakcie zawodów ramię wykorzystywane jest między innymi do operowania na tablicy przełączników, czy do pobierania próbek ziemi do dalszych analiz. Do pobierania cząsteczek gleby zaprojektowano również wiertnicę, która ze względu na czas nie została w pełni wykorzystana w trakcie zawodów.

Z tak przygotowaną platformą zespół zakwalifikował się do zawodów ERC 2018 gdzie jako debiutanci zajęli wysokie 19 miejsce. Należy tutaj dodać, że w rywalizacji brało udział 65 zespołów z całego świata. Pierwszy sukces dodał skrzydeł zespołowi i uzbrojeni o nową wiedzę i doświadczenia studenci zaczęli prace nad nową platformą, która miała być już całkowicie zaprojektowana i wykonana od podstaw przez nich.

I tak o to rozpoczął się proces projektowania łazika Phoenix II. Zgodnie z założeniami ta platforma miała się całkowicie różnić od poprzednika. Główną różnicą była zmiana napędu, który został zastąpiony sześciokołowym układem z zawieszeniem typu rocker-buggy. Dodatkowo zespół zaprojektował nowy manipulator oraz poprawił i wykonał wcześniej zaprojektowany system do pobierania próbek gleby. Jedną z unikatowych, jak na tamte czasy, rozwiązań było zastosowanie sterownika przemysłowego PLC jako głównej jednostki obliczeniowej. Z nowym robotem zespół zakwalifikował się na zawody ERC 2019, z celem poprawienia wyniku z poprzedniego roku.

Nauczeni doświadczeniem mechanicy zaprojektowali zupełnie nowe – tym razem czterokołowe, nadwozie, zapewniające większą sztywności i stabilność w czasie pokonywania trudnego terenu. Postanowiono również zrezygnować ze sterownika PLC, który okazał się być zbyt wolny, do zastosowania w platformie mobilnej i opracowanie zupełnie nowych rozwiązań obliczeniowych opartych na komputerach firmy Raspberry. Z początkiem 2020 r. zakończono wstępną fazę projektowania i powoli zaczęto przymierzać się do ruszenia z produkcją poszczególnych elementów.

I tutaj niestety prace zostały mocno wstrzymane z powodu pandemii wywołanej wirusem SarsCov2, które całkowicie uniemożliwiły prowadzenie jakichkolwiek prac fizycznych związanych z budową łazika. Czas mijał, pierwotny zespół powoli się kurczył o kolejne osoby, które kończyły studia, a projekt Phoenix III trafił na półkę, gdzie zbierał kurz aż do 2022 roku.

W momencie zniesienia obostrzeń można było wrócić do prac, ale najpierw trzeba było zebrać nowy zespół, zadanie to powierzono Jakubowi Gurgulowi – Studentowi Wydziału Matematyki Stosowanej. Już na początku 2022 roku, udało się pozyskać nowych studentów chętnych do sprawdzenia się w budowie nowego robota. Swoim zapałem zespół nadrabiał braki w doświadczeniu i zaczął porządkować to co pozostało z pierwotnego projektu Phoenix'a III. Poza nowym liderem oraz członkami zespołu, udało się również pozyskać nowego opiekuna projektu – mgr inż. Andrzeja Jałowieckiego, który wspierał merytorycznie zespół i wspomagał swoim doświadczeniem nabytym podczas realizacji innych studenckich projektów naukowych.

Już na samym początku realizacji projektu, zespół postawił sobie wysoko poprzeczkę chcąc zaprojektować i zbudować łazik, który będzie inny niż wszystkie i który będzie stanowił wizytówkę Politechniki Śląskiej. W celu zrealizowania postawionych sobie celi postanowiono potraktować projekt jak start-up i podejść do problemu kompleksowo. Jednocześnie z fazą projektowa rozpoczęto intensywne działania w celu pozyskania nowych sponsorów projektu, bez których nie da się realizować tak złożonego projektu.

Dzięki zaplanowanej strategii promocyjnej udało się szybko pozyskać kluczowych partnerów takich jak Extral Aluminium, który od początku wspierał projekt finansowo czy SolidExpert, który dostarczył światowej klasy oprogramowanie do wspomagania projektowania. Poza tym, udało się nawiązać współpracę z międzynarodowymi firmami takimi jak Alten Group czy Polskim oddziałem firmy Lenovo. Budując bazę partnerów można było się skupić na części związanej z projektem i nie martwic się o finansowanie kolejnych etapów produkcji.

Jeśli chodzi o fazę projektową, to zespół postanowił zrezygnować z klasycznej formy stosowanej w konstrukcjach łazików i zaproponować kształt bardziej nowoczesny i przyciągający wzrok. Ze względu na przyjęty kształt wykorzystanie aluminium na poszycie stało ze względu na koszty niemal niemożliwe. W związku z tym po konsultacjach z firmą Cosmotech zdecydowano się, aby jak głównym tworzywem opracowywanej platformy był kompozyt węglowo-epoksydowy. Rozwiązanie to nie tylko dawało większą swobodę w kształtowaniu poszycia, ale również znacząco pozwoliło na zredukowanie masy całej konstrukcji, co w sektorze kosmicznym jest niezwykle istotnym czynnikiem branym pod uwagę na etapie projektowania.

I tak wysiłkiem całego zespołu udało się nie tylko zaprojektować, ale również wykonać wszystkie elementy potrzebne, aby złożyć platformę w całość. Jednocześnie w celu przetestowania nowego robota, prowadzono proces kwalifikacji do zawodów Anatolian Rover Challenge, które odbywają się w lipcu w Turcji. Po przygotowaniu drobiazgowych raportów technicznego, finansowego oraz naukowego i przygotowaniu odpowiednich nagrań wideo, zespół zakwalifikował się do finałów zawodów, które będą miały miejsce w Ankarze w połowie lipca.

Będzie to pierwszy bojowy test nowej platformy, dzięki któremu studenci będą mogli zebrać dane o nowej platformie co pomoże w już planowanych na semestr zimowy poprawkach. Głównym celem poza oczywiście zajęciem wysokiej lokaty, jest pokazanie odbudowanego po pandemii zespołu, któremu w rok udało się pozyskać fundusze, zaprojektować oraz wykonać nowego robota. Zespół ma nadzieję, że drobne braki w autonomii robota oraz inne mniejsze błędu uda się przysłonić niezwykłą historią oraz zastosowanymi technologiami.