Studenci Politechniki Białostockiej zbudowali rękawice symulujące chorobę Parkinsona

Studenci z Koła Naukowego Alios na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej stworzyli innowacyjne rękawice symulujące drżenie rąk charakterystyczne dla choroby Parkinsona. Dzięki tej technologii ponad 200 uczniów z podlaskich szkół mogło na własnej skórze doświadczyć wyzwań, przed którymi stają osoby cierpiące na tę chorobę. Projekt łączy zaawansowaną inżynierię z edukacją przez doświadczanie.

Lekcja empatii w szkolnej ławce

W jednej z podlaskich szkół ponadpodstawowych uczeń zakłada na dłonie niepozornie wyglądające rękawice. Chwilę później jego ręce zaczynają drżeć w sposób, nad którym nie ma kontroli. Próbuje wysłać prostego SMS-a lub zawiązać sznurówkę, ale każdy ruch jest walką z własnym ciałem. To zderzenie z rzeczywistością, w której żyje około 100 tysięcy Polaków cierpiących na chorobę Parkinsona.

„Zdecydowaliśmy się na edukację przez doświadczanie, bo to bardziej trafia do wyobraźni młodych ludzi” – mówi Sergiusz Jakuszewicz, student studiów magisterskich na kierunku automatyka i robotyka na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej z Koła Naukowego Alios. „Młodzież rzadko ma okazję zobaczyć świat z perspektywy osób przewlekle chorych. Moment, w którym uczeń zakłada naszą rękawicę i odkrywa, że najprostsza czynność staje się dla niego ogromnym wyzwaniem, to prawdziwe zderzenie z rzeczywistością. Taki eksperyment zostaje w pamięci na bardzo długo.”

„Hasło 'inżynieria uczy empatii’ zrodziło się tak naprawdę z charakterystyki naszych studiów na inżynierii biomedycznej, gdzie przy projektowaniu urządzeń czy wymyślaniu konstrukcji należy pamiętać, że odbiorcą jest człowiek” – mówi Amelia Jeneralczuk, studentka inżynierii biomedycznej I stopnia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej i członkini Koła Naukowego Alios. „Oprócz tego, że urządzenie musi być funkcjonalne, to także musi odpowiadać potrzebom ludzi. Chcemy pokazać młodym osobom, że inżynieria buduje świadomość, ucząc empatii, otwartości i zrozumienia.”

Zaawansowana technologia w służbie edukacji

To, co dla uczniów było emocjonalnym doświadczeniem, dla konstruktorów było zaawansowanym wyzwaniem mechatronicznym. Sercem systemu jest minikomputer Raspberry Pi 5, który pełni rolę serwera głównego. Za drżenie odpowiadają mikrosilniki wibracyjne sterowane przez mikroprocesory ESP32.

„Silniki są umiejscowione na dłoni i palcach” – opowiada Dawid Pietrzykowski, współtwórca rękawic, student automatyki i robotyki II stopnia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. „Dzięki możliwości sterowania oddzielnie każdym silnikiem, możemy nadać rękawicom odpowiednią częstotliwość oraz intensywność, co powoduje odzwierciedlenie bardziej rzeczywistego drżenia rąk.”

Pracą rękawic steruje dedykowana aplikacja webowa, która komunikuje się z nimi całkowicie bezprzewodowo. Przesyła ona precyzyjne komunikaty do poszczególnych rękawic, gdzie sygnały są natychmiast interpretowane i przekładane na odpowiedni ruch mikrosilników wibracyjnych.

Studenci zrealizowali projekt w ciągu 2 miesięcy, przeprowadzili 10 interaktywnych, 45-minutowych spotkań w 4 szkołach ponadpodstawowych w województwie podlaskim, angażując ponad 200 uczniów.

„W części teoretycznej przybliżyliśmy uczniom naturę choroby Parkinsona, jej objawy oraz metody leczenia” – wyjaśnia Alicja Choszczyk, studentka inżynierii biomedycznej na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. „Z kolei podczas warsztatów młodzież mogła na własnej skórze doświadczyć drżenia parkinsonowskiego i przekonać się, jak ogromnym wyzwaniem staje się wykonywanie prostych, codziennych czynności pod wpływem symulowanych obciążeń.”

Warsztaty składały się z części teoretycznej i praktycznej, gdzie młodzież używała nie tylko rękawic, ale i kamizelek obciążeniowych symulujących ogólne osłabienie organizmu. Badania ankietowe przeprowadzone przed i po zajęciach potwierdziły, że poziom empatii i wiedzy uczniów znacząco wzrósł.

Dla samych twórców projekt był przyspieszonym kursem rynkowych realiów. Poza szlifowaniem umiejętności programowania systemów IoT (Internet of Things), musieli nauczyć się zarządzać budżetem, harmonogramem i pracą zespołu.

„Wsparcie grantowe to dla nas nie tylko środki, które pozwalają zakupić komponenty. To też swego rodzaju poligon doświadczalny, na przykład w dziedzinie zarządzania projektami, z którą rzadko mamy styczność na studiach” – sumuje Sergiusz Jakuszewicz. „Musieliśmy się zgrać jako zespół, ustalić harmonogram prac, budżet, później trzymać się terminów i wyciągnąć wnioski z całego projektu i zdać sprawozdanie. Uczymy się dopełniania formalności w praktyce.”

Trzy prototypy rękawic nie trafią do szafy. Zostały one trwałym majątkiem Koła Naukowego Alios i będą dalej służyć jako narzędzia edukacyjne podczas Dni Otwartych Politechniki Białostockiej czy Podlaskiego Festiwalu Nauki i Sztuki. Studenci planują przekazać projekt młodszym kolegom, aby system był stale rozbudowywany, ucząc kolejne pokolenia, że inżynieria to nie tylko maszyny, ale przede wszystkim pomoc drugiemu człowiekowi.

Studenci pozyskali finansowanie projektu w ramach konkursu grantowego „Młodzieżowe Podlaskie Lokalnie”. Opiekunami Koła Naukowego Alios są naukowcy z Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej: dr inż. Ewa Kulesza, dr hab. inż. Kanstantsin Miatluk, prof. PB, dr inż. Żaneta A. Mierzejewska.