Motori elettrici e robot saltellanti per pianeti lontani

I progetti focus degli studenti dell'ETH rappresentano due semestri di esperienza pratica in tutte le aree dell'ingegneria meccanica - dalla costruzione di veicoli e motori classici alla tecnologia medica e alla robotica. "Qui possiamo realizzare le nostre idee e applicare le conoscenze acquisite durante le lezioni", afferma Marco Job, uno dei circa 100 studenti del Bachelor che negli ultimi nove mesi hanno lavorato a un totale di dodici progetti diversi. I progetti focus sono offerti dal Dipartimento di ingegneria meccanica e dei processi agli studenti del quinto e sesto semestre. Con la supervisione di professori, dottorandi e postdoc, gli studenti devono sviluppare le loro idee in un prodotto, compresa la gestione del progetto e del tempo, il marketing e la ricerca di sponsor.

Un motore elettrico sviluppato internamente

Il team di Marco Job del progetto focus Ethec si è posto l'obiettivo di sviluppare una moto elettrica agile e veloce, in grado di percorrere fino a 250 chilometri prima di dover essere ricollegata per la ricarica. Gli studenti volevano sviluppare la loro moto elettrica da zero, preferibilmente senza parti prefabbricate. "Credo di conoscere ormai ogni singolo componente, fino alle 1.200 celle della batteria, che devono essere tutte monitorate e programmate singolarmente", afferma sorridendo il collega di squadra Samuel Renggli.

Il team è composto da un totale di 16 studenti, due dei quali provenienti dalla Scuola universitaria di Zurigo (ZHdK) e uno dal Dipartimento di elettrotecnica dell'ETH (D-ITET). La particolarità della loro moto è la presenza di un motore in ciascuno dei due mozzi delle ruote. Gli studenti sperano di migliorare l'accelerazione e di recuperare l'energia dalla ruota anteriore quando si frena.

Per affrontare questo compito mastodontico, gli studenti si sono divisi in quattro gruppi tematici: motore, batteria, software e tecnologia di controllo. "Se ci si divide in compiti diversi, si è più efficienti e c'è meno attrito", dice Niklaus Schaffner. "Allo stesso tempo, è più difficile tenere d'occhio il progetto complessivo e sapere a che punto sono gli altri".

Combinare ingegneria meccanica e medicina

In generale, la comunicazione in un team e con altre discipline è una delle competenze che gli studenti devono apprendere in aggiunta alle loro conoscenze specialistiche durante i progetti focus. Georg Brunner del progetto Cardex ha dovuto rendersene conto: "Nonostante il nostro team relativamente piccolo di sei persone, la comunicazione tra le interfacce e una ragionevole divisione del lavoro sono probabilmente le cose più difficili".

Il progetto, che prevedeva lo sviluppo di un dispositivo di addestramento per la chirurgia cardiaca minimamente invasiva, ha richiesto incontri regolari con gli esperti dell'Ospedale Universitario di Zurigo. "All'inizio abbiamo dovuto imparare a capire di cosa avessero bisogno i medici", racconta Brunner, che per molto tempo ha esitato tra medicina e ingegneria meccanica nella scelta del suo campo di studi. Con "Cardex", ora può combinare le due cose.

Robot da salto per lo spazio

Il team di pagina esternaSpazio Bok. Ha progettato un robot che può essere utilizzato per le missioni spaziali su pianeti a bassa gravità. L'unico input fornito dalla cattedra prima dell'inizio del progetto era che un robot saltatore poteva essere una possibile soluzione. "Abbiamo dovuto decidere insieme quante gambe avrebbe dovuto avere il robot o se sarebbe stato meglio scegliere una forma a palla", spiega lo studente del Bachelor Radek Zenkl.

Per saperne di più sulle sequenze di movimento, gli studenti hanno studiato, tra l'altro, gli animali. Solo dopo una lunga fase di progettazione al computer hanno deciso di realizzare un robot a quattro zampe, che hanno assemblato con quasi 500 pezzi. Ciascuna delle gambe è dotata di due motori. Il robot può camminare normalmente o saltare con tutte e quattro le zampe contemporaneamente, come lo springbok sudafricano, che ha anche ispirato il nome del progetto "Space Bok". Questo dovrebbe consentirgli di superare in futuro ostacoli come le rocce su pianeti stranieri.

Del team fanno parte dodici studenti, tra cui due studenti di ingegneria elettrica del D-ITET e due studenti della Scuola universitaria di Zurigo (ZHAW). "Il contributo degli studenti della ZHAW è stato particolarmente prezioso per noi, poiché hanno molta più esperienza manuale di noi", spiega lo studente di Bachelor Philip Arm. Imparare facendo è una delle esperienze principali per gli studenti dei progetti focus. "Si viene gettati nella mischia e si deve vedere come si riesce a gestirla", dice Jan Hinder di "Space Bok".

Se necessario, sono stati utili i turni di notte fino alle 3 del mattino, le chiacchierate con i professori e i supervisori o le visite alle aziende che i team sono riusciti a conquistare come sponsor. In linea di principio, però, tutte le squadre hanno cercato di affrontare la sfida nel modo più indipendente possibile. "Ho imparato molto su come lavorare in squadra e su come comportarmi al lavoro", dice Radek Zenkl. E Marco Job dice: "? molto più bello del previsto!".