Badatelé ze školy

Týdeník Květy | 27.4.2017 | Rubrika: Sonda - Věda | Strana: 20

Ještě nedokončili studia, ale už se pustili do praktického bádání. Ve volném čase pracují na pozoruhodných inovacích, které jednou možná změní svět.

Vědce si většinou vybavujeme jako zkušené profesory s řadou titulů před a za jménem s tím, že už překročili alespoň čtyřicítku. Jak ale žijí ti, kteří výzkum začali už na studiích? Práci jim částečně ulehčují moderní technologie a internetové propojení vědeckého světa, kde je možné sdílet jednotlivé projekty. Motivují je také různé dotace na výzkum či stipendia.
A samozřejmě jejich vyučující.
Větší prostor v následujícím textu mají dvě ústřední témata: získávání elektřiny z chůze, které může v budoucnu potěšit všechny uživatele smartphonů, a vytvoření levné a funkční alternativy bionické ruky, což ulehčí život lidem s těžkým poraněním.

VYMÝŠLÍ, JAK VYTĚŽIT ENERGII Z CHŮZE

Mladý doktorand Ondřej Rubeš se zabývá tím, jak získávat co nejvíce elektřiny z vibrací. Ačkoli je množství této energie zatím malé, není vyloučeno, že si tak jednou budeme dobíjet smartphony.

„Možnost, že by si člověk nabíjel mobil chůzí, je ještě samozřejmě vzdálená, ale ta varianta tu je. Kdo by si představil před 20 lety, že se počítač vejde do mobilu, že?“ říká Ondřej Rubeš, student Fakulty strojního inženýrství na Vysokém učenítechnickém v Brně (VUT) a ukazuje model jakéhosi držáku s chvějící se destičkou a dvěma drátky. Když k nim připojí diody a se zařízením zatřese, připojené LEDky se rozsvítí.
„Toto zařízení se jmenuje energy harvester,“ vysvětluje Ondřej Rubeš. „Pojem se dá přeložit jako zařízení pro sběr nebo získávání energie. No, a tahle věc umí z deformace, která vzniká při pohybu, udělat elektrickou energii. Za pomoci takzvaného piezoelektrického jevu, který známe třeba ze zapalovačů. To, že to takto funguje, je už vykoumané. Jedna z prvních aplikací se objevila třeba na vlakové nápravě nebo v letecké dopravě a podobné systémy fungují tak od roku 2000. Metoda je poměrně mladá, té energie se získává málo.“
Je to také důvod, proč se Ondřej Rubeš výzkumem zabývá. Aby zařízení energii dodávalo, musí být přítomno kmitání o určité frekvenci. Problém je, že v praxi se při chůzi nebo při jízdě (v případě, že bychom energy harvester využili v autě) kmitání bude lišit a energii vždy nedodá. „V rámci diplomové práce jsem ale zkusil vymyslet, že by se použil magnet, který způsobí zajímavé chování soustavy,“ pokračuje mladý badatel. „Nosníku se rozšíří pole využitelného kmitání, a otázkou je, jakým magnetem a jak moc to jde rozšířit. Zatím nikdo nezpracoval, jak tam přidat magnet, aby to bylo co nejlepší.
Tedy aby generátor fungoval pro více vstupních vibrací, čímž by se zvýšil jeho výkon.“ Ondřej Rubeš si vytvořil model na počítači a hledá optimální řešení. Pak by aplikace technologie byla použitelná i při běžných činnostech.

* FASCINOVÁN TECHNIKOU

Mladý vědec se s tímto výzkumem, který oficiálně zní „návrh takzvané přidané nelinearity k vibračnímu generátoru“, dostal mezi dalších 19 doktorandů. Uspěl totiž v soutěži Brno Ph. D. Talent, kam se přihlásilo dalších asi 120 studentů. Vítězové na své bádání dostali stipendium ve výši 300 000 Kč s tím, že peníze čerpají postupně a každého půl roku musí podat monitorovací zprávu, vykazovat publikační činnost a hlavně musí dospět k nějakému výsledku. Téma zdrojů energií zajímá širokou veřejnost a byl to i jeden z důvodů, proč byl vibrační generátor vybrán.
Prostor pro získávání energie Ondřej Rubeš vidí ještě u menších vodních elektráren. I zde se zabývá tím, aby byly co nejvíce efektivní při různých průtocích.
Kromě toho na VUT učí Technickou mechaniku a předmět Regulace a pohony. Dovede si představit, že zůstane ve výzkumu i v budoucnu a bude předávat zkušenosti dál.
„Když jsem byl malý kluk, hrozně mě fascinovala technika. Všechny stroje, když se něco hýbe, svítí a bliká. Hrál jsem si s vláčky a s dědou jsem se na zahradě motal kolem traktorů. V pubertě jsem zase stavěl RC modely letadel a chodil jsem na halové akrobacie a soutěžil.
Tam jsem získal praktickou představu o technice a baví mě sledovat principy funkčností a hledat další.“

***

I když se to nikdy nedostane do stadia, že si z chůze dobijeme všechno, vidím tu prostor do budoucna.

Vizitka Ing. ONDŘEJ RUBEŠ
* 25 let, ženatý, čtyřměsíční dcera.
* Je v 1. ročníku doktorandského studia na VUT v Brně: na Fakultě strojního inženýrství (získávání elektrické energie z vibrací) a na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií (získávání energií z malých vodních elektráren).
* Baví ho cyklistika a lezení po horách, hraje na kytaru a na bicí.

Václav Ryšlink
ČESKÉ HLAVIČKY
Talentovaní studenti do věku 19 let jsou každoročně oceňováni v soutěži České hlavičky. Název je odvozen od mateřského projektu Česká hlava, který je zaměřen na popularizaci vědy v České republice. V posledním ročníku (za rok 2016) zaujal například projekt Václava Ryšlinka, studenta Gymnázia Kladno, který experimentálně otestoval jednu z možných hypotéz pro objasnění role oxidu dusnatého v obraně proti ptačím motolicím, či nápad Štěpánky Grunové z Gymnázia Moravský Krumlov zkoumat naše předky z poloviny 17. a 18. století z pohledu účetnictví a statistiky. Jakub Dostál ze Slovanského gymnázia Olomouc zase hledá nový způsob simulace šíření epidemie ve společnosti za pomoci počítačů.