Elevi suceveni, în Dallas, în arena celui mai mare concurs de știință, cu un proiect de inginerie biomedicală

Aproape 2.000 de tineri ingenioși de pe întreg mapamondul, 80 de țări reprezentate, sute de proiecte de cercetare, premii de până la trei milioane de dolari - sunt câteva dintre coordonatele celui mai mare concurs internațional de știință de nivel preuniversitar din lume – ISEF (The International Science and Engineering Fair) – competiție care se va desfășura în Dallas, Statele Unite ale Americii, între 14 și 19 mai.

Cu această destinație, doi elevi ai Colegiului Național „Petru Rareș” Suceava - Antonie Rareș Grigoraș și Mihai Hulubeac, din clasa a XI-a, respectiv clasa a XII-a - pornesc pentru a reprezenta România în cadrul competiției mamut din Statele Unite ale Americii, un spațiu al cercetării, al provocărilor tehnice, al ingeniozității, într-un cuvânt, al viitorului.

Proiectul elevilor suceveni se numește „MotionShift” și reprezintă o suită de dispozitive biomedicale, realizate cu scopul de a ajuta oamenii cu anumite probleme ale membrelor inferioare.

Dispozitivul este constituit dintr-un tălpic inteligent care culege datele legate de caracteristicile mersului, o rețea neuronală artificială care calculează mișcările unui pas artificial complementar cu cel realizat de persoană și o orteză/ proteză care realizează pasul calculat de rețeaua neuronală. Proiectul a vizat realizarea unui dispozitiv protetic ieftin și intuitiv care învață caracteristicile pasului purtătorului și evoluează pentru a-i oferi persoanei cea mai bună experiență de pășire.
„Am descoperit o problemă mare pe piața protezelor și anume faptul că cele realizate de marile companii sunt destul de costisitoare. O proteză de pe piață, în genul celei realizate de noi, ar costa undeva la vreo 50.000, chiar 100.000 de euro. Și nu vorbim despre o proteză mobilă, care ți-ar acorda un anumit grad de libertate, ci de una imobilă, personalizarea adăugând sume foarte mari la costul protezei.

Astfel, am vrut să facem o proteză ieftină și ușor de personalizat, care să și confere un anumit grad de libertate, o proteză bionică. Mersul este un proces simetric, automat. Dacă putem să identificăm caracteristicile mersului unui singur picior, putem practic să deducem care este mișcarea pe care ar trebui să o efectueze celălalt picior. Cu ajutorul unui tălpic culegem caracteristicile mersului unui picior existent și prin intermediul rețelelor de inteligență artificială se compune, se <inventează>, pasul pe care ar trebui să-l facă celălalt picior, care este un fel de complement pe care l-a făcut piciorul sănătos”, au explicat cei doi coechipieri.

42 de ore de lucru neîntrerupt pentru acest proiect

MotionSwift este un proiect interdisciplinar, cu conexiuni în fizică, informatică, medicină, fiecare dintre cei doi coechipieri având sarcini bine delimitate, însă complementare în echipă.

”Un astfel de proiect cere multă muncă, timp, determinare. De regulă, lucrăm câteva zile împreună, lucrăm un prototip de la zero, refacem, facem teste, tragem concluzii. Sunt zile intense, solicitante, zile în care sacrificăm somnul sau alte preocupări, e un pic dus la extrem totul. Cel mai mult am stat 42 de ore neîntrerupt să lucrăm la acest proiect, dar e o muncă ce ne face și plăcere.

E un pic de suspans să zicem, după ce scrii o linie de cod și apeși Enter și aștepți să vezi dacă toate rezultatele sunt corecte.

Sunt părți care merg smooth și sunt entertaining, captivante, dar sunt și părți care ne displac, munci anoste, pe care nu ai vrea neapărat să le faci, dar proiectul de dezvoltare le impune. Poartă numele de implementation hell – când toate lucrurile funcționează separat, dar nu funcționează împreună, aia e zona în care munca devine grea și consumatoare”, au explicat tinerii.

Lucrări de nivelul tezei de licență sau doctorat

Adolescenții lucrează la acest proiect de circa doi ani, au îmbunătățit succesiv dispozitivele la care au lucrat, au testat și au experimentat. Totodată, au prezentat proiectul și în cadrul unor competiții naționale, clasându-se pe podium.

De altfel, locul I la Olimpiada Națională de Creativitate Științifică le-a asigurat accesul în arena celei mai mari competiții de știință, pentru tinerii până la 21 de ani.

”Am avut patru prototipuri ale protezelor și șase prototipuri ale tălpicului. Am vrut să facem de la zero acest proiect, nu ne-am inspirat, dar asta a însemnat ca implementarea să fie destul de costisitoare și complexă. Cât despre costurile la care a ajuns acest prototip, estimăm că acesta ar fi 1000 – 1500 de dolari. Folosirea altor materiale, titan sau anumite aliaje de aluminiu, ar putea duce proteza într-un cost maxim de 5000 de dolari”, au explicat tinerii.

În demersul lor, elevii au fost coordonați de prof. Anca Greculeac, directoarea adjunctă a unității.

„ISEF este cea mai mare competiție de inventică a lumii, o competiție foarte dură, proiectele prezentate având cel puțin nivelul unei lucrări de licență, nivel de facultate sau chiar nivelul unei lucrări de doctorat. Cât privește juriul, sunt  evaluatori exigenți, somități internaționale din domeniul respectiv, prietenoși, dar și obiectivi și duri în evaluare”, a menționat aceasta.