Még a korlátozások közelgő oldása miatt támadt eufóriában is felüdítő tapasztalni, hogy egy teljes egészében a hagyományoktól eltérően, online módon megtartott esemény – mint a 35. OTDK április 22-24. között a Széchenyi István Egyetem által megrendezett Műszaki Tudományi Szekciója – lehet térben és gondolatban is ennyire szabad és határoktól mentes; gondolatban az előadók és versenyzők kreativitása és akaratereje, térben pedig a szervezők leleményessége folytán. Ennek eredményeképp az egyedi, háromdimenziós VR térben tartott előadásokat a korábbi években nem látott részvétel, figyelem és érdeklődés övezte.
A megváltozott körülmények eltérő megoldásokat szülnek: a személyes jelenlét helyébe a könnyű közvetíthetőség, a kiscsoportos élő beszélgetések és viták helyébe nagyobb ívű, átfogó előadások kerültek. Szemlátomást a lehetőségekkel jól élni tudó szervezők munkája nyomán az idei rendezvény nem szegényebb lett, hanem máshogy vált gazdaggá. Ahogy Szendrő Péter, az OTDT elnöke nyitóbeszédében kiemelte, a két évvel ezelőtti konferenciához képest is több pályamunka mérkőzött meg a különböző Szekciókban. Új területek nyíltak meg: doktori tanulmányaikat folytató diákok a Roska Tamás előadássorozatban a fakultatív programokat tették változatosabbá, míg a korábbiaknál számosabb, külhoni magyar hallgatók által tartott prezentáció a szokásos tagozatokat színesítette.
Földesi Péter, a Széchenyi Egyetem rektora köszöntő beszédében hangsúlyozta, hogy „azt a generációt ünnepeljük, ami megtalálta a szépet”, mert közös a fiatalabb és idősebb elmékben, akik ezt a rendezvényt látogatják, hogy a tudományos kutatást – Kanttal szólva – érdek nélkül találják szépnek, és művelik hasonló lelkesedéssel. Van tehát érték és tartalom, ami marad változatlan.
Emberek a térben – Kortárs problémák építészeti megközelítésben
Winkler Márk Gergely (BME-ÉPK) előadásában, mellyel az Építészettörténet tagozat II. helyezését érdemelte ki, a szociális lakásépítés második világháború utáni történetét vizsgálta London Camden nevű negyedének mintaszerű és élenjáró projektjein keresztül. A jelentkező népességrobbanást és lakásínséget kezelni igyekvő (ön)kormányzati intézkedések eredményeiről keleten elsőként a panelháztömbök személytelen és uniform légköre juthat az ember eszébe, ám az angol kerületi önkormányzat progresszív elképzelései néhány nagy tudású építész terveivel kiegészülve valódi minőséget és élhető tereket teremtettek ezeken a lakótelepeken. Összhangban a modernista építészet emberközeli szemléletével kicsi, vizuálisan felfogható környezeteket igyekeztek alkotni, melyek antimonumentálisak és nem stilizáltak, hanem egyszerűen az emberek igényeit szem előtt tartva készültek.
A projekt egyik jeles tervezője, a brit Neave Brown az alacsonysűrű beépítéssel kísérletezett és alkotott lakótelepeket, ahol a privát, fél-privát és publikus terek elhatárolható funkcióval, mégis szerves összhangban képesek kiszolgálni az emberek mindennapi cselekvéseit. Brown lakásaihoz, melyek szociális lakásként nem nagy méretűek, tágas teraszok vagy előkertek tartoztak, velük faltól-falig érő tolóablakok teremtettek szoros vizuális kapcsolatot. Különös szerepet töltöttek be az utcák is lakótelepein: mint a közösségi élet egyik elsődleges terei, a lakások nyitottak voltak feléjük, meghagyva a lehetőségét változatos használatuknak.
Az előadás során hangsúlyozásra került, hogy a pozitív külföldi példák szemlézése azért is különösen fontos ma – a jó magyar példákkal együtt, hasonlóan a Wekerle vagy a Budafoki kísérleti lakótelephez –, hiszen ezeknek az előremutató gyakorlatoknak mai viszonyokban való helyes alkalmazása nem kerülhető el, ha a hazai lakhatási helyzeten haladó módon szeretnénk javítani. Ahogy Neave Brown jegyezte meg: „Egyik esetben sem gondoltam arra, hogy szociális lakásokat tervezek, csupán lakásokat. Jó londoni lakásokat”.
A városi terek minősége és a társas szocializáció, szűkebben a gyermekjátékok kapcsolatát és egymásra hatását tárta elénk Kovács Laura és Győrfi György Dániel (BME-ÉPK) prezentációja. Kutatásuk fő mondanivalója, hogy a kortárs építészet placemaking nevű módszere segítségével – mely a közös terek közösségi tervezésével és létrehozásával teremt építészeti környezeteket – szükség van a sűrű belvárosi településszövetek egy részének felszabadítására, ahol a gyermekeknek lehetősége nyílik játszani.
Szocializációnkat alapvetően meghatározzák azok a normák, melyekkel gyermekkorunkban találkozunk, s ennek egyik fő terepe a közös játék, aminek feltételei városi terekben nem vagy csupán kevéssé adottak. A probléma természetesen nem új: a századforduló előtt azonban a beépítetlen telkek grundjai, majd a világháborúk között az utcák, sőt az ’50-es években az egyenesen játszóutcának kinevezett közterek próbálták ezt orvosolni. Nyugat-Európával ellentétben, ahol korábban megindult a közterek visszahódítása a gyermekek számára, itthon jószerint bérházudvarokba és körbezárt játszóterekbe szorult vissza a bejátszhatóság, mint tulajdonság.
Az előadásban fény derült a kutatás által azonosított kritériumokra és a gyermekek bevonásának szempontjaira is, melyek segítségével a placemaking folyamata elindítható: hangsúlyt kell fektetni a gyermekek kori és nemi sajátosságaira, a szülők és a társadalmi háttér által támasztott követelményekre, valamint a segítő szakemberek szempontjaira. Mivel a folyamat főszereplői a gyerekek, az ő bevonódásuk érdekében érdemes szem előtt tartani, hogy a bevonódás legyen bizalmas, a gyermekek által irányított, kétoldalú; legyen játékos és kreatív, továbbá a gyermekek saját környezetéhez tartozó. Ezen koncepció alapján a hallgatók Józsefváros tágas és jó helyen lévő utcasarkait vonnák be először az újjáalkotási folyamatba, melynek jótékony társadalmi hatásaiból mindenki részesülne.
Autonóm járművek, Ionhajtóművek – Tervezés és optimalizáció
Az OTDK Műszaki Tudományi Szekciója természetesen nem mentes a bravúros technikai újításokhoz köthető kutatásoktól, fejlesztésektől sem.
Lindenmaier László (BME-KJK, az Autonóm járművek 1 tagozat I. helyezettje) előadása az autonóm járművek achilles-ín problémájára kínál újfajta megoldást. A híreket nagyobb gyakorisággal követők bizonyára értesültek egy Tesla önvezető módban bekövetkező karamboljáról múlt héten, mely tragédiával végződött. Sajnos kijelenthető, hogy a hasonló járművekben alkalmazott egyes szenzorok (kamera, lidar) önmagukban sokszor nem elégítik ki azokat az észlelési követelményeket, melyek megóvnák az autót irányító számítógépet a fatális tévedésektől. Erre a problémára jelenthet megoldást a szenzorfúzió néven ismert technológia, mikor a különböző szenzorokból érkező adatfolyamokat és a belőlük nyert információt ’összedolgozzák’ és így sokkal pontosabb képet kapnak a környezetről annál, mintha a különböző forrású adatokat külön kezelnék. E fúzió a nyers adat (például pixelek) szintjétől, a környezeti tulajdonság (objektumok) szintjén át a döntési logika szintjéig bárhol megvalósulhat, azonban a felsőbb logikai szintek nagyobb modularitása kisebb robosztussággal párosul. Így mérnöki döntés eredménye, hogy egy szenzorfúziós rendszert milyen szinten alkotnak meg.
Lindenmaier László egy új szenzorfúziós rendszert fejlesztett, ami kétlépcsős architektúrán alapszik: a szenzor az adatokat először egy algoritmuson keresztül fuzionálja, mely képes olyan adatok rekonstruálására, melyek az adatokból közvetlenül nem kinyerhetők, majd egy detekció szintű architektúra végzi el az objektumasszociációt és követést a fuzionált adatokon.
A módszer legfőbb előnye, hogy az eddigi megoldásokhoz képest pontosabb környezetreprezentációt és objektumkövetést tesz lehetővé. Hatékonyságát az is bizonyítja, hogy egy önvezető tehergépjárműben éles körülmények között az M6-os autópályán 1000 kilométeren át hiba nélkül működött.
Idén idősebb testvéréhez hasonlóan zökkenőmentesen újabb magyar műhold állt pályára SMOG-1 néven. Bár saját hajtóművekkel nem rendelkezik, az őt megalkotó műhelyből érkezett Makara Árpád László (BME-VIK) kutatása éppen a kis műholdakon alkalmazható ionhajtóművekhez viszi a technológiát közelebb. Az ionhajtómű elektródokon keresztül feszültség hatására gyorsított ionokból álló nyaláb segítségével hajtja meg az űreszközt, tehát a hagyományos égésen alapuló rakétáktól gyökeresen eltérő módon ér el meghajtó erőhatást. Kis méretekben való alkalmazásuk eddig nem nagyon merült fel, mivel a megfelelő gyorsító erő eléréséhez szükséges feszültségszintet a kisebb műholdak nem nagyon voltak képesek előállítani.
A prezentációban bemutatott szimuláció ezt a problémát is célozza megoldani. Felvetésében egy 4000 voltig működő hajtómű modelljét veszi alapul, melyben a geometria, a felhasznált ion típusa és a gyorsító elektródák száma és potenciálja alapján gépi tanulással optimális meghajtást lehet elérni. Mivel a modell egyszerű matematikai módszert vesz alapul, a legkisebb négyzetek módszerét, egyik fő előnye, hogy az optimalizáló mesterséges intelligencia roppant rövid idő alatt betanítható, az eredmények számítása pedig nem vesz igénybe sok időt. Az előadó elmondta, hogy a számítások könnyen tovább is fejleszthetőek bonyolultabb hajtóművek vagy más 3D modellek számítására, sőt akár a szakirodalomban már bevett ütközéses ionmodellekkel való összehasonlításra is.
A mérnöki tervezésnek elengedhetetlen lépése a szimuláció és optimalizáció, mellyel ez a pályamunka is operál, ezeknek az eredményeknek köszönhetően pedig egy lépéssel közelebb kerülhetünk jobb és fejlettebb műholdak létrehozásához, ami akár az egyre jobban benépesülő űrben a veszélyes ütközések elhárítására is alkalmas lesz.
Cserepes növények és tengeralattjárós kutatások – Megvalósítás a gyakorlatban
Rengeteg cserepes növényt tulajdonoltam életemben, talán már össze sem tudnám számolni mennyit, s rengeteg közülük, talán már össze sem tudnám számolni mennyi, élte volna túl gondoskodásomat, ha rendelkeztem volna egy KO-pottal. A Kovács Róbert-Jenő (KDOSZ) által feltalált és elkészített okoscserép, ami kitalálójának a Méréstechnikai eszközök tagozat különdíját szerezte meg, minden elképzelhető funkcióval fel van szerelve, amire egy nagyravágyó növénynek csak szüksége támadhat. Az eszköz automatikusan szabályozza a talajnedvességet, az öntözéshez használt víz ásványianyag tartalmát, ráadásul a vizet a levegőből való kondenzációval is elő tudja teremteni – bátran el lehet felejteni tehát az öntözést. Kényesebb palánták persze nem csak a víz hiányát vagy bőségét veszik zokon, fontos tényező a fény mennyisége, amit a cserép szintén képes a növény szükségleteihez mérten pótolni.
Okos azonban valójában attól lesz az eszköz, hogy mindezen szenzorai és beavatkozásai adatait képes egy felhőmegoldáson és okostelefonos appon keresztül a tulajdonos tudomására is hozni és riasztani őt, amennyiben növényére fenyegető veszély leselkedik.
A teljes megoldás különlegességét azonban főként az adja, hogy mindez egy diák keze munkája a cserép 3D nyomtatott vázán keresztül a diagnosztikus mobilalkalmazás kódjáig. Hogy a kész eszközből lesz-e piaci termék még a jövő zenéje, a készítése során összegyűjtött ötletkészlet és tudás viszont önmagában figyelemreméltó és jó kiindulás lehet hasonló fejlesztések számára.
Azt hiszem keveseknek adatik meg, hogy teljes, működő készülékeket, kütyüket építsenek, mióta a tranzisztoros rádiókat kiszorították a forgalomból az integrált áramkörös társaik. Ám a szekció különböző tagozatai bőven tartalmaztak ilyen munkákat bemutató prezentációkat. Kertész Domokos (OE-KVK, 9. osztályos gimnazista, Autonóm járművek 2 tagozat különdíjas) hazai természetes vizekben folyó történelmi és biológiai kutatásokhoz használható autonóm tengeralattjárót valósított meg.
Az eszköz, mely képes önálló merülésre, emelkedésre és manőverezésre élő kameraképet tud továbbítani egy saját rádiós interfészen keresztül az irányító egységének. Nyomásállósága szerint akár 50 méter mélységbe is merülhetne, melyhez egy saját fejlesztésű, sűrített levegővel és szelepekkel működtetett ballasztrendszer segíti hozzá. Az irányítórendszereket a széles körben népszerű Raspberry Pi 4 számítógép és egy Arduino mikrokontroller felügyeli, melyek az éles környezeti teszt – a budapesti Naplás tóban való merülés – során is jól vizsgáztak. A továbbfejlesztési tervek között elhangzott egy strapabíróbb, külön gyártatott tengeralattjáró test készítése, mely még mélyebb merülést tesz lehetővé. Távlati tervek között szerepelt a tengeralattjáró, mint kutatási eszközhöz kapcsolódó szolgáltatás árusítása különböző vízalatti projektek számára.
A Szekció madártávlatból
A Műszaki Tudományi Szekciót különleges problémafelvetés–tervezés–megvalósítás íve teszi számomra kivételesen érdekessé, ahol a problémák különböző feldolgozottsági fázisában más és más képességekre van szükség a továbblépéshez.
Földesi Péter nyitóbeszédében fogalmazta meg, hogy a műszaki tudomány nem létezhet önmagában. Ember és gép, humán és mesterséges intelligencia egy ponton túl már nem választhatóak szét, így tudományterületek közti összefogásra, interdiszciplináris kutatásra van szükség a tudomány előreviteléhez, melyre sok jó példát kínált az OTDK ezen Szekciója is.
Javában robog a 35. OTDK „érdemi része” , szerkesztőségünk pedig az idei évben is beszámol mind a 16 – jelenleg rendhagyó módon online megrendezésre kerülő – Szekcióról. Kövessétek tehát a TudományON-t és az OTDK rovatunkat, a rengeteg már elérhető cikkünk mellett újabb tudósítások következnek!
A cikk írója Csertán Tamás, a BME-VIK hallgatója, a Szent Ignác Jezsuita Szakkollégium tagja.
A fotók az online Szekció során készültek.
A 35. OTDK előkészítésével kapcsolatos központi feladatok ellátására a Nemzeti Tehetség Program és a Miniszterelnökség 17.000.000 Ft támogatást biztosított 2020. július 1. és 2021. június 30. között.
