Mentionsy

Sponsorem audycji jest Fundacja Jamesa Dysona, organizator 20. edycji konkursu Nagroda Jamesa Dysona.

Ze mną jest Filip Budne, doktorant z Politechniki Warszawskiej, który właśnie zwyciężył w kategorii zrównoważonego rozwoju w prestiżowym międzynarodowym konkursie Nagroda Jamesa Dysona za projekt WaterSense, o którym dzisiaj porozmawiamy.

Cześć, dzień dobry.

Skąd w ogóle wziął się pomysł na ten projekt?

Co cię zainspirowało do połączenia akurat technologii

Z ekologią, nakreślę tylko, WaterSense to takie urządzenie, które monitoruje jakość wody w rzekach i jeziorach.

Był jakiś moment, że pomyślałeś, ej, dlaczego tego jeszcze nikt nie wymyślił?

Tak to działa u wynalazców?

Myślę, że w pewnym stopniu jak najbardziej.

Całą inspiracją de facto do tego rozwiązania jest de facto dziedzina nauki zwana elektroniką drukowaną, która charakteryzuje się drukowaniem elektroniki, dosłownie w uproszczeniu.

Jest taki dosyć popularny wynalazek w tej dziedzinie, który nazywa się paskami glukometrycznymi, które są powszechnie dostępne i znane od lat.

One charakteryzują się tym, że te paski glukometryczne są bardzo tanie i produkowane masowo.

Będąc w trakcie doktoratu, patrząc też na wydarzenia, które towarzyszyły katastrofie ekologicznej na Odrze w 2021-2022 roku, zacząłem się zastanawiać dlaczego albo jakim cudem dane o jakości wody nie są powszechnie dostępne.

I wtedy zauważyłem pewną lukę, że obecne dostępne systemy po prostu będące na bieżąco w wodzie bardzo szybko zarastają biofilmem, przez co pojawiają się artefakty.

Ta dokładność pomiarowa jest bardzo niska.

No i zainspirowałem się tymi paskami glukometrycznymi, które są jednorazowe i precyzyjne.

I chciałem przenieść tą innowację do właśnie wody, czyli wykorzystanie troszeczkę kompletnie innego podejścia pomiarowego, czyli dosłownie wsadzić takie paski glukometryczne do pływającego elementu, wymieniać takie paski automatycznie raz dziennie, tylko oczywiście nie mierzyć poziomu glukozy, tylko na przykład poziom pH, czy przewodności, czy innych parametrów wody.

Dla osób, które nie są inżynierami, jak opisałbyś, jak działa WaterSense?

Jakie są czujniki w środku, co mierzą i jak działa pomiar na trzech głębokościach?

Generalnie chcemy docelowo mierzyć ponad 25 parametrów fizykochemicznych.

Obecnie pracujemy nad tym, żeby je wszystkie wdrożyć.

W dużym uproszczeniu, to jest taka pływająca boja, dosłownie na wodzie, która w środku w sobie ma pompy,

A jaka jest rola sztucznej inteligencji w tej boi, jak to określiłeś?

No może nie docelowo w boi, ponieważ sztuczna inteligencja u nas jest w rozwiązaniu chmurowym, czyli po mierzeniu już tych konkretnych parametrów, one są wysyłane z takiej stacji pomiarowej do naszej chmury, gdzie właśnie funkcjonuje nasz autorski model predykcyjny, który jest w stanie te parametry, które mierzymy, przewidywać na 72 godziny do przodu.

który jest po prostu wyłączonymi z danych z 10 lat z niektórych stacji pomiarowych, z miejsc pomiarowych, które były mierzone dosyć często.

Jest wyłączony globalnie, to jest model tak zwany deep learningowy, czyli on de facto rozumie pewne zależności, które dzieją się w wodzie i jest w stanie prognozować te parametry dla jednej stacji.

Właśnie zastanawiało mnie, w jaki sposób to urządzenie jest w stanie przewidzieć zmiany jakości wody nawet 72 godziny wcześniej, ale to rozumiem, że właśnie tutaj jest ta rola sztucznej inteligencji.

Tak, dokładnie tak.

I modelu stricte deep learningowego.

WaterSense jest zasilany hydrogeneratorem przez prądy wodne.

Zastanawia mnie, jak dokładnie działa ten system zasilania i jakie są jego ograniczenia, jeśli są oczywiście.

No i to jest w ogóle bardzo ciekawe, że to są prądy, ale w wodzie.

Powiem tak, też analizując rozwiązania jeszcze właśnie wcześniej, śmiałoby powiedzieć, że do takiej pływającej boi chyba niezbyt dobrym pomysłem byłoby prowadzenie kabla pod wodą, prawda?

Więc zastanawialiśmy się, jak można doprowadzić do niezasilania tak, żeby to było autonomiczne.

Oczywiście pierwszym elementem, który się nanosi, to są panele słoneczne.

Ale one generalnie w warunkach zimowych nie są zbyt efektywne, dlatego zaplanowaliśmy stworzenie, przetestowanie rozwiązania, czyli generowania prądu w inny sposób.

I to, co wiemy na pewno, to to, że woda w rzece płynie i zazwyczaj w jedną stronę, więc to też jest jakaś energia.

Więc inspirując się tak naprawdę dużymi elektrowniami wodnymi, pomyśleliśmy, dlaczego by pod taką stację pomiarową nie wbudować małej turbiny, która będzie się po prostu obracać zgodnie z płynącą wodą.

Czyli mówimy w sumie o urządzeniu, które samo się zasila i bada jakość wody.

Brzmi trochę jak taki minirobot.

Czy ty to urządzenie rozpatrujesz w kategoriach robota?

No myślę, że nie wygląda jak robot, natomiast pod kątem tego, co wykonuje, na pewno dzieje się w środku niego naprawdę sporo mechanizmów mechanicznych, robotycznych, tak?

Czyli woda jest pompowana, następnie woda jest wpompowana do zbiornika pomiarowego, wypompowywana ze zbiornika pomiarowego, sensory są zmieniane na nowe.

Także jest tam rzeczywiście sporo rozwiązań robotycznych, ale może nie tak patrząc na taki idealistyczny przykład robota, który ma dwie ręce i dwie nogi.

Tak, w Polsce generalnie narzekamy na czystość wód.

Nawet 99% nie spełnia standardów ekologicznych.

Czy twoim zdaniem takie rozwiązanie jak WaterSense może zmienić dotychczasowy sposób, model monitorowania jakości wody?

Co jest tutaj najważniejszą wartością dodaną?

Myślę, że to trochę tak jak generalnie z ludźmi, prawda?

Czyli jeżeli czujemy, że coś z nami jest nie okej, no to pierwsze co robimy, to mierzymy naszą temperaturę, prawda?

I to jest jakiś indykator, że coś dzieje się nie tak.

Oczywiście, jeżeli nie jesteśmy pewni, idziemy do lekarza, robimy rozszerzone badania, na przykład badania krwi.

WaterSense jest też takim rozwiązaniem, które nie tylko jest w stanie zmierzyć, czy jest źle, czy dobrze, ale właśnie dzięki temu, że mierzymy duży zakres parametrów, to jesteśmy w stanie od razu wyczytać, co może powodować tą sytuację, która obecnie jest.

I obecnie generalnie takim naprawdę ogromnym standardem to jest pobieranie próbek wody i badanie ich w laboratorium.

Ta metoda ma duży plus, dlatego że w laboratorium możemy wykonać mnóstwo badań i zmierzyć mnóstwo parametrów, w których sposób autonomiczny w powiązującej boi nie jesteśmy w stanie zmierzyć.

Natomiast charakteryzuje się tym, że takie badanie jesteśmy w stanie robić no raz na jakiś czas, bo jest to bardzo drogie, żeby specjalna ekipa wypływała na rzekę czy na jezioro, pobierała próbkę i jechała do laboratorium.

Nasze rozwiązanie, czy podejście w ogóle, monitoring autonomiczny jest w stanie dostarczyć nam dużo więcej zrozumienia, jak ekosystemy wodne wód śródlądowych funkcjonują i działają.

Ciekawi mnie, ile czasu zajęło ci dopracowanie pomysłu gdzieś tam od pierwszej notatki do momentu, gdy można go było pokazać światu.

Ile wersji prototypu musiało powstać, zanim uznałeś, że to jest to?

Generalnie z zasady tworzenie produktów to jest niekończąca praca na prototypach.

To nawet wiem, że sam SR James Dyson

Funkcjonuje w ten sam sposób i prototypowanie to jest podstawowy element, także nie powiedziałbym, że na tym etapie mamy już skończony produkt.

Zdecydowanie tak nie jest.

To są bardzo ciężkie warunki do funkcjonowania dla tego typu rzeczy, no bo zima, oblodzenie, kry, woda, warunki generalnie wody, która płynie, prawda, również po wodzie, są tutaj teoretyczną przeszkodą funkcjonowania takich urządzeń i praktyczną też.

Generalnie pracę nad projektem rozpocząłem właśnie już w 2022 roku, natomiast właśnie bardziej z kartką papieru i z wizją.

I wtedy też zacząłem współpracować z Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Polsce oraz właśnie z Centrum Zawansowanych Materiałów i Technologii Polityki Warszawskiej, gdzie robię doktorat w dziale elektroniki drukowanej, tekstroniki i montażu.

I tam razem zaczęliśmy opracowywać koncepcję rozwiązania tego problemu, więc można by powiedzieć, że no dosyć sporo to trwało.

Natomiast takie realne prace rozpoczęły się we wrześniu poprzedniego roku, gdzie udało nam się pozyskać dofinansowanie do realizacji dużej części tego projektu w ramach Konkursu Hydrostrateg II Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

I to bardzo mocno przyspieszyło nasze prace do tego momentu, że w tym momencie nasze prototypy już z pewnymi parametrami funkcjonują w Polsce.

Właśnie miałam pytać, czy ten projekt jest już wdrażany?

Czy może planujesz współpracę z samorządami albo startup?

Jesteśmy obecnie na etapie, w którym chcemy mieć jak najwięcej pilotaży, jak najwięcej testów, rozwiązań, które obecnie tworzymy po to, aby móc je testować, aby finalnie być może stworzyć właśnie ten finalny produkt, chociaż to praca projektowań, produktowań jest taka, że zawsze wszystko się rozwija i te iteracje produktów są.

Także myślę, że to będzie już niedługo.

Natomiast na tym etapie już można nasze rozwiązania podglądać, podglądać wyniki z ich pomiarów.

Oczywiście to są jeszcze stacje prototypowe.

Ja od zawsze byłem naukowcem, który bardzo szybko chce wychodzić i jakby zbierać ten feedback, nie tylko od strony klientów, bo to też jest bardzo ważne, potencjalnych klientów, ale też od środowiska, bo tutaj no my musimy współpracować z ekosystemem wodnym.

My musimy się z nim kochać, musimy się nim lubić, on musi też lubić nasze rozwiązanie, musi lubić nasz produkt, nie może dać mu się zatopić, prawda, czy utopić.

Także powiedziałbym, że na tym etapie to jeszcze nie jest etap wdrożenia.

Zdecydowanie nie.

Natomiast to jest etap, w którym już można korzystać z tych danych i starać się je wykorzystywać po prostu do tego, aby móc oceniać ten stan wód w pewnym stopniu.

I już współpracujemy z jednostkami, samorządami i instytucjami, które korzystają z tych danych.

A jak użytkownik końcowy, na przykład mieszkaniec miasta, może widzieć te dane, które wy będziecie zbierać?

Czy jest jakiś plan na aplikację albo jakąś inną platformę, gdzie będzie można je śledzić?

Jak najbardziej.

Platforma de facto prototypowa już istnieje.

Można wejść na www.watermap.pl, gdzie niektóre nasze stacje są publiczne dzięki umiłowania naszych partnerów.

Między innymi takim partnerem jest Zarząd Zieleni Miasta Warszawy, który też nas bardzo mocno wspiera, za co bardzo dziękujemy.

I takie dane wchodząc na platformie można podejrzeć śmiało, one są dostępne.

Oczywiście ich analiza wymaga na tym etapie jeszcze na pewno dogłębnej analizy eksperta.

Natomiast docelowo chcielibyśmy,

Czy oprócz Wisły, Odry, Jeziora Czerniakowskiego będziecie stosować WaterSense w jakichś innych rzekach, jeziorach, wodach poza granicami naszego kraju?

Tak, jak najbardziej.

My już na tym etapie z pilotażami wychodzimy poza granice Polski.

Już na początku przyszłego roku mamy pilotaż w kantonie St.

Gallen w Szwajcarii, ale też w drugim kantonie w Szwajcarii.

Także staramy się pracować jak najbardziej też od samego początku już globalnie.

Dowiadując się też jak pewne elementy tego rynku, tej gałęzi działają w innych krajach.

Jesteś laureatem w Konkursie Nagroda Jamesa Dysona.

Oczywiście oprócz prestiżu i satysfakcji pewnie.

Liczymy na to, że odbije się naprawdę głębokim echem i pomoże nam dotrzeć do wielu miejsc, do których byśmy bez tak ogromnego wyróżnienia nie dotarli.

Już to widzimy, bo na naszej platformie są zgłoszenia i prośby o pilotaże naszych rozwiązań, także już ten efekt widać, więc bardzo się z tego powodu cieszymy.

No i też zaczynamy powoli się przygotowywać do pierwszej rundy finansowania, która pozwoliłaby nam

Objąć w przyszłym roku naszymi stacjami całą Odrę i całą Wisłę w Polsce i też część rzeki Reny w Niemczech to jest bardzo ciężkie zadanie i bardzo ambitne i mamy bardzo dużo przeszkód przed sobą, ale taka jest moja ambitna wizja.

Musi się od czegoś zacząć.

Wierzę w to, że naprawdę będziemy w stanie to zrobić.

A co poradziłbyś młodym naukowcom albo nawet studentom, którzy myślą o opracowaniu własnego wynalazku?

Pierwszym elementem to jest rozglądanie się po świecie i szukanie inspiracji, szukanie swego rodzaju problemów, które za pomocą rozwiązań inżynierskich lub nie tylko można rozwiązać po to, żeby ułatwić czyjąś pracę, czyjeś życie, rozwiązać jakiś problem i po prostu zacząć to robić, a w przyszłym roku zgłosić się ze swoim zgłoszeniem do Konkursu Nagroda Jamesa Dysona.

A w kontekście konkursu, jakie tu miałbyś rady albo wskazówki?

Bo z tego, co powiedziałeś, myślę, że tutaj ten element praktyczny jest bardzo ważny.

To, aby ten wynalazek po prostu służył ludziom.

Zdecydowanie.

Myślę, że to jest konkurs, w którym zdecydowanie doceniane są rozwiązania, które są produktami fizycznymi, rozwiązania inżynierskie.

Także to w tym kierunku powinna iść myśl techniczna.

Wiadomo, że mamy w tym momencie

Zalew rozwiązań sztucznej inteligencji, różnych platform i aplikacji.

Natomiast nie odejdziemy nigdy od tych produktów fizycznych i mam wrażenie, że im dalej idziemy w kierunku sztucznej inteligencji, tym bardziej ludzie będą doceniać tą bliskość zarówno siebie nawzajem, jak i też tych produktów fizycznych.

Także myślę raczej o takich rozwiązaniach.

Trzymamy kciuki za wdrożenie tego wynalazku i za to, żeby polska innowacja popłynęła szerokim nurtem.

Ze mną był Filip Budny, doktorant z Politechniki Warszawskiej, laureat w Konkursie Nagroda Jamesa Dysona w kategorii Zrównoważonego Rozwoju.

Gratulacje Filip i dzięki, że wpadłeś.

Dzięki wielkie.

Sponsorem audycji jest Fundacja Jamesa Dysona, organizator 20. edycji Konkursu Nagroda Jamesa Dysona.