Cum au creat nişte puşti dintr-a zecea un robot cercetaş

Elevii de la Traian Lalescu uimesc, din nou, cu cinci proiecte inovatoare

Roboţi, perne pe aer, brațe robotice, circuite plastice, celule solare cu orientare automată, un alimentator wireless pentru calculator, un videomicroscop, o „fântână” reversibilă şi un robot hidraulic, dar şi aur din componente vechi de computer, aruncate la gunoi! O mică parte din inovaţiile unor puşti de gimnaziu şi de liceu! Toate, realizate într-un laborator modest de fizică, în care un profesor hunedorean a reciclat mii de obiecte, considerate, de alţii, bune de aruncat, dar pe care, împreună cu echipa lui, dascălul le-a transformat în invenții de ultimă oră și de maximă eficiență.

Cu roboţelul pe care l-au construit de curând au luat locul trei la First Tech Challenge, o competiţie națională de robotică, la care au participat peste 800 de elevi, din 33 de oraşe.

„Avea un echipament cu care colecta mingi şi le arunca la coş, plus un sistem cu gheruţe, cu care prindea mingea mare, ca s-o arunce. Acum, noi l-am transformat în ceea ce se numeşte robot cercetaş. Asta înseamnă că el are un catarg, cu o cameră video, care transmite în timp real pe telefon. Motoarele lui pot să ridice catargul la mai bine de un metru, pentru ca robotul să „vadă” pe unde să o ia. Roţile, compuse, sunt la 45 de grade, aşa că roboţelul se poate deplasa în orice direcţie, în faţă, dar şi pe lateral”, explică Mircea Nistor, profesorul inimos care i-a coordonat pe copiii din RobotX, echipa câştigătoare de la Colegiul Naţional de Informatică „Traian Lalescu” din Hunedoara.

Schelet robotic de top de la Ciorogârla

Pentru  a da viaţă robotului, aproape toţi copiii care vin în atelierul Fizitec au contribuit cu ceva: „Am început cu vreo 20, au rămas vreo 12 care s-au ţinut de treabă, iar la concurs am fost numai opt, pentru că a fost problemă cu transportul. Competiţia First Tech Challenge e un concurs american care se organizează de vreo 15-20 de ani. Încă din toamnă ţi se propun nişte teme de joc: nu poţi folosi orice fel de subansamble. De pildă, motoarele sunt dintr-o listă scurtă pe care o poţi folosi în concurs. Orice alt motor nu este permis. Electronica este dintr-o listă scurtă. Telefoanele, la fel. Nu ai voie să foloseşti altceva. Ce e bine, e că toate echipele au aceleaşi condiţii de participare. Ce e rău e că sunt produse în America şi sunt foarte scumpe”.

E drept, organizatorii le-au dat un kit de pornire, cu care hunedorenii au reuşit să facă prima jumătate a robotului. Însă, în momentul în care robotul a ajuns la 20 de kilograme, profilele de aluminiu care alcătuiau scheletul robotului au început să se îndoaie sub greutate. A fost momentul în care hunedorenii au început o cursă contra-cronometru pentru a-i construi un schelet mai rezistent robotului, care altfel ar fi intrat în colaps.

Au găsit ce le trebuia tocmai la Ciorogârla. „Cu doar o săptămână înainte am reuşit să facem rost de nişte profile industriale. Primii doi metri i-am luat din Polonia, o comandă online, plătită din banii mei, că atunci nu aveam alţi bani. Pe urmă am găsit la Ciorogârla, profile la jumătate din preţ, faţă de cele poloneze”, explică profesorul Mircea Nistor. Noile profile nu doar că erau mai rezistente, însă echipa de la Hunedoara a putut să facă perforaţiile necesare la milimetru, exact acolo unde avea nevoie, pentru a asambla robotul.

O „cârpitură” pentru cel mai bun robot baschetbalist

Au reluat de la zero robotul şi spun că multe lucruri ar fi vrut să le facă altfel dar, din cauza întârzierii banilor de la sponsori, care au completat necesarul financiar, au trebuit să facă totul pe ultima sută de metri.

„Multe soluţii au fost de compromis, numai cât să funcţioneze la competiţie. Nu e bine să te grăbeşti, dar nu am avut încotro”, recunoaşte profesorul. Până la urmă, robotul lor a fost cel mai bun „baschetbalist”. A reuşit să arunce la coş cele mai multe mingi, ratând doar trei aruncări din câteva zeci. Singurul motiv pentru care ai fi putut greşi, era orientarea greşită a robotului faţă de panou, însă precizia lui era una de expert.

Cât a durat construirea robotului? Prin noiembrie primiseră pachetul cu piesele de bază pentru robot, însă fără telefon. Au apelat la o „cârpitură” şi au  lucrat cu telefoanele lor. În ajun de Crăciun au primit şi restul pachetului: o imprimantă 3D şi consolele de joc: „Telefoanele, însă, n-au venit nici atunci. N-au venit niciodată. Însă, chiar şi aşa, am fost foarte bucuroşi! În America te descurci cum poţi şi trebuie să plăteşti şi taxă de concurs. Ce ne-a încurcat foarte tare a fost faptul că nu găseam în oferte modelul de telefon cerut, care era unul mai vechi. Cu foarte mare dificultate, prin februarie am primit nişte bani de la Combinat, sumă care a fost, de altfel, singura sponsorizare oficială pentru acest proiect, în condiţiile în care numai telefoanele din lista scurtă erau 2.000 de lei”.

 «Chirăială» cu vama, susţinere de la foştii elevi

Cu banii de la Combinat au avut de aşteptat enorm pentru a fi derulate licitaţiile necesare. Era vorba de 3.900 de lei, iar profesorul s-a grăbit să-şi comande materialele. Până nu au fost achitate, însă, produsele nu putea fi livrate aşa că hunedorenii încă mai aşteptau componentele, deşi erau în „buza concursului”.

„Prin intermediul organizaţiei «Naţie prin Educaţie» am primit componente… poate (în valoare) de 15.000 de lei! Numai cutiile de electronică sunt vreo 400 de dolari. Şi am mai luat şi noi, din banii noştri, un al doilea set. Pentru că nu poţi să ai o singură chestie dacă «crapă» în concurs, s-a terminat totul! Practic, le-am plătit cu banii câştigaţi la concursul ENEL, 6.000 de lei. La ediţia asta am luat locul doi la regională, iar anul trecut am luat premiul întâi. Cu vreo 2.600 am plătit o imprimantă 3D. Au fost câteva săptămâni de «chirăială» şi cu vama, pentru că a trebuit să dăm o mulţime de declaraţii că nu suntem… cu recomercializarea (râde amar). Una peste alta, robotul a ajuns să coste în jur de 1.000 de dolari. Ajutorul final, însă a venit de la foştii elevi ai liceului. „Vorbesc la telefon cu Cosmin Popovici, cu care începusem, prin anii 2.000, să facem roboţi aici. Şi, făcusem nişte roboţi extraordinari! Înainte de a termina facultatea, el s-a mutat cu toată familia în America. L-am sunat şi i-am spus: «Cosmine, sunt în plop!» Marea frustrare era că aveam banii în cont, dar profilele nu le puteam cumpăra prin SEAP.  A doua zi, după ce am vorbit cu el, aveam în cont 1.500 de lei, bani cu care am comandat profilele de care aveam nevoie. Ne-a mai ajutat şi o asociaţie de motociclişti din Deva, Achimoto. Ei au strâns 2.000 de lei, dar i-am rugat şi să comande pentru noi produsele. Nu ştiu cum au reuşit, dar au venit cu toate, absolut toate obiectele de pe listă!”, spune, încântat, Mircea Nistor. Cu roboţelul „baschetbalist pe care au reuşit să-l construiască, hunedorenii au luat locul trei în competiţia de la Bucureşti.

 Puştii de-a zecea, creatori de inteligenţă

„Este foarte important pentru noi că acum începem să construim roboţi. În viitor, asta va fi cheia succesului. A contat foarte mult, pentru că am lucrat, ne-am documentat, am primit şi nişte piese”, explică unul dintre liceeni, Darius Andrei Lorinczi.

„Noi asta încercăm să facem acum: aţi văzut că robotul are un braţ care se ridică, ca să poată transmite imagini de la locul unor accidente unde accesul uman ar fi prea periculos sau chiar imposibil”, vine şi Răzvan Vîrtan cu completarea.

„L-am pregătit pentru concursul Universul Einstein, de la Bistriţa. Am lucrat mult la partea de recunoaştere de imagini în timp real şi să îl fac să poată urmări o ţintă, autonom. Spre exemplu, eu îi «spun» ce sau pe cine anume să urmărească, iar el va face o analiză a datelor din mediul înconjurător, va repera persoana şi o va urmări”, adaugă Darius. Nu e vorba, aşadar, de o informaţie unică, ci de nişte corelaţii pe care roboţelul le face folosindu-şi „inteligenţa” cu care a fost înzestrat de puştii de clasa a zecea! „Spre exemplu, vreau să tai buruienile din grădină. Eu îi pot pune robotului o lamă şi îl programez să recunoască buruienile, ca să le taie. Florile, în schimb, le las să crească”, mai spune Darius.

Cinci proiecte pentru Einstein

Printre proiectele pe care le-au pregătit pentru concursul naţional de la Bistriţa, „Universul Einstein”, se numără un proiect de optică, un generator care încarcă telefonul mobil în timp ce stăm la birou dacă posesorul îşi mişcă picioarele, un panou solar autoreglabil şi un sistem de urmărire a maşinii, care poată să transmită informaţii prin telefon: fotografii şi videoclipuri în timp real, arătând cine este în maşină, ce  face sau unde duce maşina, de exemplu.

„În proiectul de optică Schlieren este vorba despre diferenţele de densitate din aer, care apar în diferite condiţii. Spre exemplu, toţi ştim că, atunci când facem focul sau când e foarte cald afară deasupra tablei încinse sau pe lângă foc, vedem foate neclar. Imaginea parcă începe să tremure. Noi încercăm să amplificăm lucrul ăsta, să vedem cum arată aerul de deasupra flăcării unei lumânări sau la un foehn. Chiar se foloseşte în aerodinamică, la avioane, unde e mai e nevoie să vezi cum este influențat avionul în aer, din cauza căldurii”, explică Răzvan Vîrtan.

Panou solar autoorientabil, dintr-o jucărie de 15 lei

Cristian Carol Budiul este un alt liceean care participă, începând chiar de astăzi, la concursul naţional Universul Einstein: „Panoul pe care l-am făcut şi cu care intru în concurs este capabil să se orienteze singur după soare, dar fără niciun control de la un calculator sau de la un procesor. Pur şi simplu, când lumina soarelui loveşte perpendicular pe el, panoul solar secundar este iluminat. El are un motor dedesubt, care îl roteşte după soare, folosind energia solară”.

Tot ce ai nevoie pentru a obţine un astfel de panou, zice Cristi, este o bază rotativă, un motor cu reductor şi un panou solar mai mic de o jumătate de palmă: „Eu am folosit, ca panou solar secundar, un mic panou, luat de la o jucărie de 15 lei. Am estimat costurile pentru un panou solar obişnuit, undeva la 100 de lei, cu tot cu montaj, pentru că mare parte a pieselor le-am recuperat din… gunoaie”.

Adolescentul spune că panoul ar putea fi făcut nu doar să se mişte de la est la vest, odată cu soarele, ci ar putea fi manipulat chiar şi să-şi amplaseze singur suprafaţa cât mai precis sub lumina şi căldura soarelui. În momentul de faţă îmbunătăţirile aduse panoului solar de Cristian cresc eficienţa acestuia cu 15 la sută.

Încărcător de telefon, împotriva problemelor cardio-vasculare

Un alt elev, Andrei Cunţan, a construit un încărcător de telefon, împotriva problemelor cardio-vasculare. A folosit, și el, piese recuperate: rotițe de la imprimantă, piese de la scanner şi alte încropeli de-ale lui.

„Avem un suport rotund, un motorul pas cu pas care alimeantăză un circuit şi ridică tensiunea la cinci volţi. În momentul în care platfoma e rotită, telefonul se încarcă. Dispozitivul creat de mine promovează un stil de viaţă mai sănătos. El poate fi folosit de oricine care stă la birou şi face mişcare, în acelaşi timp, mişcându-şi picioarele pe discul rotativ. Am văzut ceva similar pe internet. Însă aceea era o simplă platformă care permitea mişcarea picioarelor». Noi ne-am gândit: – «De ce să pierdem atâta energie?» Ce puteam face cu ea? Păi, de exemplu, să ne încărcăm telefonul mobil! Aşa recuperăm energia asta, care altfel s-ar pierde”. Andrei Cunţan spune că, adunate laolaltă, munca lui pentru realizarea încărcătorului însumează vreo două zile.

„Lovit” în inimă de… fizică

Răzvan Vîrtan spune că a venit pentru prima oară în laboratorul Fizitec a lui Mircea Nistor acum cinci ani, când era abia în clasa a şasea. „Ţin minte şi acum… Eram total zăpăcit când vedeam… câte chestii pot să fie într-un dulap! Nu mă gândeam că voi putea să fac cât sunt la şcoală şi nu la facultate, toate proiectele la care am lucrat”, recunoaşte Răzvan.

Alături de el, ceilalţi colegi vin la şcoală în fiecare luni, miercuri şi vineri, deşi sunt în plină vacanţă. „Ce să facem? Să stăm degeaba, să pierdem timpul acasă?! E ceva ce ne place! Nu am vrea să ne petrecem timpul altfel”, spun, la unison, tinerii?

Unii dintre ei chiar s-au mutat de la alte şcoli pentru a-i fi mai aproape lui Mircea Nistor. „Sunt foarte rari profesorii care să fie şi dedicaţi, să muncească benevol şi să pună şi în practică aplicaţiile din fizica teoretică”, zic băieţii. Nu degeaba încep să râdă când îşi amintesc cum domn’ profesor a fost nevoit în câteva rânduri să-i „dea afară” din atelier, pentru că tinerii nu mai voiau să plece acasă, iar şcoala trebuia închisă peste noapte. Şi adaugă că, de fapt, echipa de top mai cuprinde câteva nume: Emanuel Băncilă şi Daniel Stăncioi, dar şi două fete, Anca Muscalagiu şi Bianca Vulsan.

Cum să tipăreşti obiecte cu porumb!

Din banii pe care copiii i-au câştigat la concursurile de profil, printre altele, Mircea Nistor a cumpărat şi o imprimantă 3D. Una cu care poate „tipări”, din plastic, cam orice obiect îţi trece prin cap! „Aveam o imprimantă a mea, acasă, dar am zis să fie una şi aici. Pe de altă parte imprimanta mea lucra pe ABS, iar asta lucrează pe PLA (acid polilactic, din porumb). Cea pe ABS este considerată mai riscantă pentru sănătate. Plasticul este foarte încins, la 210 grade, aşa că imprimanta creează mici particule, care pot ajunge în plămâni, unde pot fi foarte dăunătoare. PLA este un material biodegradabil, făcut din porumb, iar temperaturile sunt un pic mai mici. Cu ea printăm la numai 190 de grade. O a treia imprimantă au primit-o de la First Tech Challenge. Şi, au printat  cu un fir de 0,4 milimetri, toate obiectele de care au avut nevoie: scripeţi, carcase şi sute de alte mici piese: bucăţi de catapultă, suporţi pentru microscop… Pentru un kilogram de plastic au plătit 140 de lei, dar sunt fericiţi că au cu ce îţi tipări piesele pentru care, altfel, ar trebui să achite câte o mică avere. Singurul regret al profesorului Mircea Nistor este că patentele pentru o mulţime de inovaţii împiedică enorm progresul. Şi, că în loc să colaborăm pentru marele bine al umanităţii, firmele „aleargă” numai după profit şi patentează, pe bandă, invenţii pe care nici nu au de gând să le realizeze vreodată.

Ada BERARU