Pomocna dłoń i Dotknij opactwo, zrozum je w 3D

W Polsce jest wiele inicjatyw i wielu ludzi, którzy na co dzień działają na rzecz wykorzystania nowych technologii w edukacji. W ramach drugiej edycji Fajnych Grantów chcieliśmy ich wesprzeć i dać im sprzęt, który pozwoliby zrealizować projekt z zakresu edukacyjnego wykorzystania projektowania i druku 3D. Poniższe projekty powstały w ramach programu grantowe Fajne Granty T-Mobile 2018. To piąty artykuł z cyklu prezentującego laureatów konkursu.

Spis treści:

 

 

“Pomocna dłoń”

 

 

to projekt realizowany przez grupę uczniów z Samorządowej Szkoły Podstawowej nr 6 im. Jana Pawła II we Wrześni. Za cel postawili sobie skonstruowanie nakładki na dłoń, która pomoże osobom z jednostronnym porażeniem, chorym po przebytych operacjach lub mającym trudności z mówieniem.

Rękawica za pomocą ruchów palców sprawnej dłoni pomaga w komunikacji z otoczeniem, odpowiadaniu na pytania i udzielaniu informacji. Jest wyposażona w czujniki, aby ruch każdego palca wywoływał inny komunikat w zależności od tego, co chce przekazać użytkownik.

Całym systemem steruje Arduino, a komunikaty wyświetlają się na wyświetlaczu LCD widocznym dla opiekuna.

Uczniowie projekt zaczęli od spotkania się z osobami chorymi na jednostronny paraliż ciała oraz lekarzami. W ten sposób poznali ich potrzeby i zebrali dane potrzebne do realizacji projektu.

W obecnej wersji rękawicy poprzez ruchy palców dłoni można wydawać 4 komunikaty:

  • Tak
  • Nie
  • Źle się czuję
  • Pić

Dodatkowo został dodany moduł informowania za pomocą sygnału dźwiękowego, że na wyświetlaczu wyświetla się nowy komunikat. Elementy konstrukcyjne pomocnej dłoni zostały wydrukowane na drukarce 3D.

Co jest ujmujące w tym projekcie? To że w młodych ludziach są tak duże pokłady empatii, które pozwoliły im wykreować i zrealizować ten projekt. No i nowe technologie w służbie medycyny, to brzmi jak przyszłość, a jest teraźniejszością. Krzepiące.

 

 

Dotknij opactwo, zrozum je w 3D

 

 

To kolejny projekt niesamowity w swoich założeniach. Celem projektu był wydruk modeli 3D budynków znajdujących się na terenie byłego opactwa cysterskiego w Pelplinie.

Budynki miały utworzyć makietę, która umożliwiłaby osobom z niepełnosprawnością wzroku dotknięcie i zapoznanie się z wyglądem opactwa. Projekt został zgłoszony przez Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych w Pelplinie.

Otrzymany od nich raport, był co najmniej jak case study działań małego startupu z opisem wszystkich przeciwności, z jakimi przyszło im się borykać.

Zaczyna się słowami: „skupiamy się przede wszystkim na fragmentach, które sprawiły nam najwięcej trudności […]. Wiedzą tą dzielimy się po to, aby kolejne grupy grantobiorców uniknęły przykrych niespodzianek i kłopotów już na etapie projektowania i wcześniej realizacji projektu”.

Dalej czytamy o pierwszym wyzwaniu, jakie staje przed zespołem. W momencie rozpoczęcia projektu okazuje się, że podpisano umowę z kolejnym wykonawcą remontu katedry. Znaczna część budynku zostaje zamknięta dla zwiedzających, jak i dla personelu zatrudnionego w Diecezjalnym Centrum Informacji i Muzeum. Powodem są względy bezpieczeństwa.

Prawdopodobny termin zakończenia pierwszego etapu remontu dopiero w styczniu. Harmonogram programu Fajne Granty T-Mobile przewidywał rozpoczęcie projektu w październiku i zrealizowanie do końca marca.

Budynek z zewnątrz zostaje obstawiony rusztowaniami, a więc planowane obmiary trzeba odłożyć w czasie lub poszukać innych metod. W pierwszej kolejności pojawia się pomysł skorzystania z dokumentacji. Członkowie zespołu udają się do biura wykonawcy. Tam dowiadują się, że owszem dokumentacja jest, ale nie mogą z niej skorzystać ze względu na prawa autorskie.

Kolejny krok prowadzi ich do archiwum diecezjalnego. Pytają o dokumentację, szkice, obmiary. Wszystko, co pozwoliłoby rozpocząć prace projektowe. Niestety, taka dokumentacja nie istnieje.

Zespół odbywa naradę: co można w takiej sytuacji zrobić. “Skoro nie można zacząć projektowania, to zobaczmy jak najlepiej wydrukować efekt ceglanej powierzchni.”

Udają się do Specjalnego Ośrodka Wychowawczego w Pelplinie, gdzie przekazują próbki wydruków z prośbą o przekazanie do niewidomych i opinię. Projekt zakłada wydruk modelu, który ma być przede wszystkim dotykany. Dowiadują się, że gładkie powierzchnie są gorzej odbierane przez osoby niewidome.

To pozytywna wiadomość dla projektantów. Chropowatość można uzyskać przez zwiększenie grubości warstwy wydruku, a grubsza warstwa wydruku to krótszy czas jego trwania. Wydruk ma mieć około 40 cm długości – pozwoli to oddać część szczegółów architektonicznych. Tych najważniejszych – w tej skali piękne detale będą musiały zostać pominięte.

Skoro jest decyzja co do sposobu wydruku, wraca problem określenia wymiarów. Zostaje zgromadzona dokumentacja fotograficzna bez wymiarów. Ktoś wpada na pomysł liczenia cegieł i określenia w ten sposób wysokości. Pomysł nie jest zły, znana jest wielkość pojedynczej cegły w rzeczywistości wraz z fugą. Jest dokładne zdjęcie katedry, zatem wystarczyłoby sprawdzić ile pixeli to jedna cegła. Następnie zmierzyć miarką w gimpie wysokość budynku w pikselach.

Voila – gotowe.

Niestety, to proste rozwiązanie nie działa. Przyczyna jest prosta – perspektywa. Zespół zaczyna szukać alternatyw. Kolejna metoda zakłada skorzystanie ze skanerów laserowych. To technika, która pozwala na odwzorowanie powierzchni bez jej dotykania. Do wykonania skanu laserowego należy posiadać skaner laserowy. Proste. Cena profesjonalnego skanera 3D – kilkadziesiąt tysięcy złotych.

Alternatywa? Wykorzystanie smartfona oraz oprogramowania komputerowego Photoscan i Blender. Zostaje wykonane kilkadziesiąt zdjęć obiektów pod różnymi kątami. Zdjęcia następnie są wprowadzone do Photoscan, który przygotowuje mesha – cyfrowy model fotografowanego budynku.

Rozwiązanie działa zwłaszcza dla małych obiektów, które łatwo da się oddzielić od tła. Jakość nie powala, ale zawsze coś.

Pomysł drugi. Wykorzystanie produktu, który nie był raczej przewidziany do takich rzeczy – Kinect 360 firmy Microsoft. Użycie wymaga pewnych przygotowań. W międzyczasie okazuje się, że wtyczka wyglądająca jak USB, o rozmiarach wtyczki USB nie jest wtyczką USB.

Trzeba przygotować adapter zasilający – Kinect wymaga zasilania 12 V o natężeniu przekraczającym możliwości portów USB. Na szczęście w pobliżu jest lutownica i przypadkiem zasilacz o zbliżonych parametrach. Po miesiącu okaże się, że był to zasilacz od szkolnych mikrofonów.

Sprzęt działa, jako oprogramowanie zostaje wykorzystany Scanect. Rozwiązanie dużo lepsze od Photoscanu. Efekt skanowania jest od razu widoczny na ekranie.

Maturzyści otrzymują zadanie. Przygotować przeliczniki pozwalające na wymierzenie budynku pomimo perspektywy na zdjęciach. Przybliżenie jest liniowe, ale wystarczające. Skanowanie obiektów ze względu na remont nadal jest niemożliwe. Za to jest przygotowany profesjonalny sprzęt do pomiarów.

Na dalszym etapie projektanci napotkali problemy związane z oprogramowaniem do projektowania 3D, utraceniem części modeli. Zakończenie remontu też się opóźniło.

Na koniec perełka. Wszystkie zdjęcia z realizacji działań znikają bez ostrzeżenia – ktoś sformatował kartę w szkolnym aparacie.

Mimo, że nie udało się zrealizować zakładanego efektu w czasie, projekt przyniósł młodym ludziom ogromną wiedzę: o zarządzaniu projektami, rozwiązywaniu sytuacji kryzysowych i o nich samych. To nieoceniony walor edukacyjny.