Témata
Reklama

ATRAKTIVNÍ PROJEKTY Inteligentní rosničky v Alpách

Ta myšlenka visela ve vzduchu po celá desetiletí, ale její čas přišel až nyní. Její koncept je jasný – využijme precizní předpovědi počasí k perfektnímu řízení budovy. To především znamená, že když se blíží ochlazení, automaticky se dům začne vytápět tak, aby se v interiéru vytvořila příjemná tepelná pohoda, a přitom se šetřilo energií.

Tento článek je součástí seriálu:
Atraktivní projekty
Díly
Karel Sedláček

Celý život se věnuje popularizaci vědy a techniky. Promoval na Fakultě sociálních věd UK v Praze. 
V letech 1960 až 1968 pracoval v plzeňském rozhlasovém studiu, potom až dokonce roku 1989 byl nejprve redaktorem pro vědu a techniku a později zástupcem šéfredaktora deníku Svobodné slovo. Po krátkém působení jako šéfredaktor nakladatelství Melantrich byl redaktorem a hlasatelem Rádia Svobodná Evropa až do ukončení vysílání české redakce v roce 2002. Externě spolupracoval s celou řadou českých a slovenských odborných časopisů a s Českým rozhlasem.  
Vědeckotechnická témata popularizoval v knihách Laser v mnoha podobách (Praha, 1982), Pod šifrou 2001 (Praha 1984), Atom skrývá naději (Praha 1987 - spolu s Janem Tůmou). Historii unikátní rozhlasové stanice shrnul v knize Volá Svobodná Evropa (Praha 1993). Vzpomínky na konec komunistického režimu ve Svobodném slově a vydavatelství Melantrich obsahuje publikace Balkon, fenomén listopadu 1989 ( Praha 2010 - spoluautor Milan Nevole). Události okupace Československa v srpnu 1968 přibližuje publikace Vzpomínky na Plzeň – Čas lámání chleba a charakterů (Praha 2011). V roce 2018 vydal soubor cestopisných reportáží a fejetonů Toulky s Karlem Amerikou.

Současná automatizační zařízení, která řídí vytápění budov, chod klimatizace nebo stahování rolet, vycházejí z momentální venkovní teploty a podle ní stanovují tepelný režim. Domovník ručně nastaví řídicí program jednak podle vlastní zkušenosti a jednak podle předpovědi, kterou zaslechne v rádiu nebo zahlédne v televizi. To je sice chvályhodný přístup, ale málo přesný. A nelze zautomatizovat.

Reklama
Reklama
Futuristická Monte Rosa ve výši 2 882,7 metrů
Nádherné scenerie masivu Monte Rosa

Futuristická Monte Rosa

Jako první vyzkoušejí nový projekt s „inteligentními rosničkami" vysoko nad Zermattem ve švýcarských Alpách.

Báječné lyžařské a v létě turistické možnosti zde nabízí okolí horské chaty Monte Rosa, pojmenované podle stejnojmenného horského velikána. První boudu zde postavili horalé už před 120 lety. Od té doby dodneška zde přenocovalo více než 332 tisíc lidí.

Vloni vykázalo toto zařízení, které patří Švýcarskému alpskému klubu, přes nestabilní povětrnostní podmínky 4 650 přenocování, což je téměř o 10 % víc než v předchozím roce. Tři čtvrtiny těchto pobytů se odehrály v létě. Odtud vede například nejkrásnější cesta na Dufour, nejvyšší horu Švýcarska.

Letos v létě zde začali s realizací atraktivního projektu - výstavbou nového horského hotelu. Tento plán se vyznačuje nejen zajímavým architektonickým řešením, ale především energetickým konceptem.

Před pěti lety spojili své síly prof. Andrea Deplazes z oddělení architektury na Vysoké škole technické ETH v Curychu a prof. Meinrad K. Eberle, rovněž z ETH, a založili Studio Monte Rosa v rámci vyučování architektury a konstrukce. Během čtyř semestrů vznikaly různé návrhy a řešení vysokohorské chaty, jež nakonec vyústily do podoby horského krystalu. Interdisciplinární projekt zahrnuje spolupráci průmyslu, vysoké školy a expertů Švýcarského alpského klubu. K tomu musíme přičíst vynikající spolupráci se švýcarskými meteorology. Výsledný návrh lze považovat za průsečík tradice a moderní technologie, jež se skloubily do pregnantní formy. Řešení odpovídá potřebám turistů i ekologickým nárokům.

Takto se bude využívat vodní rezervoár.

Důraz na ekologii

I když nová chata bude mít větší spotřebu energie než ta původní, přesto bude produkovat výsledné emise CO2 nižší o více než dvě třetiny - vztaženo k přenocování. Jde o výsledek využívání obnovitelných zdrojů energie. Důležitá role patří také sezonnímu uskladnění vody z tajícího sněhu a jejímu vícenásobnému využití. Voda se bude shromaždovat v podzemní taverně nad chatou.

Asi 90 % energetické potřeby bude saturováno sluneční energií a přebytky budou ukládány do baterií, jež se budou využívat při zatažené obloze nebo v noci.   Základem je především fotovoltaika.

Celý energetický systém budovy bude řídit speciální program propojený s předpovědí počasí. Odtud tedy přirovnání s rosničkami předpovídajícími počasí. V dostatečném časovém předstihu budou zpracována meteorologická data a podle nich automaticky optimálně upravována energetika budovy.

Komfortní chata se 120 lůžky přivítá první nocležníky už příští podzim.

V lyžařském ráji

Zermatt se může pochlubit ještě jednou ekologickou stavbou, a to v oblíbeném lyžařském areálu Matterhorn glacier paradise, což je bez přehánění lyžařský ráj.

Z údolí je přístupný velkokapacitní lanovkou končící pod vrcholem Klein Matterhornu (3 883 m). A právě zde na výstupní stanici uvedou koncem letošního roku do provozu Glacier restaurant se 120 místy a ubytováním pro 40 alpinistů. Důmyslným technickým řešením je i uzavřený vodní okruh s čističkou.

Elektrické zásobování zajistí výlučně fotovoltaické zařízení pokrývající fasádu budovy směrem k jihu. Ve vysokohorském klimatu dosahuje toto zařízení díky čistému vzduchu a reflexi světla od sněhového povrchu vyšší účinnosti než běžně v údolí.

Karel Sedláček

Foto: Zermatt Turismus, Kurt Miller

Vizualizace: Studio Monte Rosa

UMĚLÁ RUKA ŘÍZENÁ MYŠLENKOU

Na 11. září roku 2005 Christian Kandlbauer nikdy nezapomene. Tehdy sotva osmnáctiletý automechanik byl zasažen elektrickým proudem o napětí 20 000 V. Zázrakem tuto nehodu přežil, ale lékaři mu museli amputovat obě ruce.

Podstoupil několik dalších operací a místo pravé ruky získal běžnou myoelektrickou protézu. Koncem roku nastoupil na pětiměsíční pobyt do rehabilitačního ústavu.

Christian Kandlbauer se stal prvním Evropanem s umělou rukou, kterou řídí svými myšlenkami.

Vědecká a technická senzace

Christian sice dostal protézu místo pravé ruky, ale měl smůlu v tom, že mu lékaři museli amputovat s levou rukou také levý ramenní kloub, takže klasická náhrada nepřicházela v úvahu.

Univerzitní profesor Dr. Oskar C. Aszmann z klinického oddělení plastické a rekonstrukční chirurgie vídeňské Všeobecné nemocnice (AKH) se proto obrátil na vídeňskou pobočku německého koncernu Otto Bock s nápadem, jak mladíkovi pomoci.

Svou představu umělé ruky řízené lidskou myšlenkou neadresoval této firmě náhodnou. Naopak. Firma Otto Bock zaujímá ve světovém měřítku jedno z vedoucích míst ve výzkumu, vývoji a výrobě protéz. Má v tomto oboru dlouholeté zkušenosti a dosáhla zde také významných úspěchů při nasazování elektroniky a dalších moderních technologií.  

Prof. Aszmann přišel se svým návrhem na výrobu umělé ruky řízené impulzy, protože zjistil, že některá nervová spojení vedoucí z mozku k ruce zůstala intaktní a byla „převedena" k určitým svalům hrudního koše.

Vznikl multidisciplinární tým lékařů vídeňské nemocnice AKH, vývojových specialistů firmy Otto Bock a dalších expertů. Nastalo šest měsíců usilovných lékařských vyšetření a technických rešerší, přípravných testů, pokusů a modelování, až se podařilo vyrobit první prototyp.

Schematické znázornění propojení nervů

Návrat do života

V prosinci roku 2006 provedli plastičtí chirurgové vídeňské AKH šestihodinovou operaci a zasloužili se o evropskou premiéru. Po prvních podobných operacích v USA se Christian Kandlbauer stal třetím člověkem na světě a prvním Evropanem s protézou ruky, jež je řízená jeho myšlenkou!

Cílem operace, na níž se podíleli prof. Frey, prof. Aszmann, prof. Kuiken a jako konzultant prof. Dumanian z Chicaga, byl selektivní transfer nervů.

Lékaři lokalizovali na hrudním koši pacienta ty svaly, do nichž vedly nervy z mozku a jež korespondovaly s pohyby levé paže. Na ně umístili senzory, které vysílají signály do protézy. Následoval mnohaměsíční trénink - svaly musely zesílit, aby mohly generovat dostatečně silné signály a posílat je do protézy. Delší čas si také vyžádal růst nervů. Výsledkem je fakt, že Christian dokáže svým myšlenkami řídit pohyby levé ruky.

„Po nehodě jsem byl odkázán jen na cizí pomoc," říká mladík. „Nyní jsem se mohl vrátit do autodílny."

Protéza se skládá ze sedmi pohyblivých kloubů, šesti řídicích senzorů, 18 elektrod a osmi elektrických mikropohonů.

Vývoj však pokračuje a předpokládá se, že sériová výroba bionických protéz by mohla začít za tři čtyři roky.

Umělá ruka Airic

Vojáci mají zájem

Podobně jako v mnoha jiných oblastech, i v protetice se na výzkumu a dalším vývoji podílejí především vojáci.

Americké ministerstvo obrany finančně podporuje prostřednictvím agentury DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) největší světový projekt protetiky, tzv. Revolutionizing Prosthetics. V jeho rámci vyvíjí firma Otto Bock Healthcare Products v Rakousku společně s dalšími partnery novou generaci umělých rukou.

První fáze programu byla dotována 30,4 milionu dolarů Laboratoří pro užitnou fyziku  (APL) univerzity Johns Hopkins (JHU) ve městě Laurel ve státě Maryland.

Byla ustavena dvě konsorcia, v nichž se spojila nejlepší vědecko-výzkumná centra. Patří k nim také Arizona State University, Northwestern University a University of South California. Mezi dalšími jsou Johns Hopkins Medical Institutions a Oak Ridge National Laboratory.

Jejich úkolem je podstatně zlepšit technologii protetiky s důrazem na umělé náhrady rukou. Uvažuje se o protéze s 22 klouby a o velkém nasazení senzoriky.

Příroda jako inspirátorka

Kombinace mechatroniky a biologie slibuje nové možnosti automatizace pohybů, což v budoucnu výrazně přispěje i ke zdokonalování protetických výrobků.

Robot firmy Festo vypadá jako postava ze světa budoucnosti. Torzo postavy se dvěma antropomorfními pažemi s pěti prsty může rukou různě pohybovat.

Osvědčuje se například jako prodloužená ruka montéra nebo může být nasazen do prostředí, které je pro člověka nebezpečné. Nemusí jít jen o mořské dno nebo kosmický prostor, ale třeba o místnost zamořenou jedem.

Klíčovým elementem jsou pneumatické svaly. Festo je vyrábí pod názvem Fluidic Muscle. Jejich základem je membránový systém připomínající lidské svaly, jež pohybují kostní strukturou. Kosti umělé ruky jsou konstruovány počítačem a vytvářeny z polyamidu. Centrálním nositelem energie je přitom stlačený vzduch s pneumatickým efektem. To je i principem umělé ruky Airic, která má svalů třicet. Koordinaci pohybů umožňují nejmodernější mechatronické systémy a speciální software. Nyní se uvažuje o nasazení senzorů a kamer.

-ks-

Foto: Otto Bock, Festo

pressin@iol.cz

Reklama
Vydání #11
Kód článku: 81114
Datum: 19. 11. 2008
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Seriál
Firmy
Související články
Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 7. díl: Bezpečnost trakčních baterií

V tomto díle se zaměříme na další problematickou stránku elektromobilů, na jejich bezpečnost. Oč nám půjde především, jsou rizika spojená s možným vzplanutím trakční baterie. Jak totiž v rozhovoru pro KdeNabíjet.cz uvedl plk. Mgr. Rudolf Kramář, mluvčí Hasičského záchranného sboru ČR, pokud požár elektromobilu nezasáhne trakční baterii, pak neexistuje významnější rozdíl mezi požárem bateriového elektrického vozidla a toho s klasickým spalovacím motorem. Jakmile však baterie vzplane, ať už jsou toho příčiny vnější anebo vnitřní, vyžaduje si uhašení elektromobilu rozdílné, a nutno říct, že komplikovanější a nákladnější hasičské techniky a další navazující postupy.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Související články
Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Made in Česko - Vodu nejen pro poušť

S.A.W.E.R. To je název vskutku geniálního zařízení na hranici skutečnosti a sci-fi, které bude ve velmi suchých oblastech generovat ze vzduchu vodu a posléze kultivovat místní půdu v úrodnou zemi. Zařízení již existuje a veřejnosti bude představeno na výstavě Expo 2020 v Dubaji. A stejně jako další neuvěřitelné patenty, které vám představujeme v tomto seriálu, i S.A.W.E.R. je výhradně dílem českých hlav a českých rukou.

Vyvíjí se nový solný reaktor

Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

Jízdní kola z vesmírného inkubátoru

V České republice existuje celá řada firem, které se svými produkty prosadily po celém světě. Často nejsou ani tak známé doma jako spíš za hranicemi naší země, kde v ojedinělých případech vytvořily dokonce nový segment trhu. Seriál formou stručného příběhu představuje čtenářům cestu, po které se podnikatel se svojí firmou vydal, jaké milníky jej provázely a jakých úspěchů a uznání na světovém trhu dosáhl.

Knižní tipy

Knižní tipy pro čtenáře MM Průmyslového spektra

Česká trsátka rozeznívají struny na celém světě

V České republice existuje celá řada firem, které se svými produkty prosadily po celém světě. Často nejsou ani tak známé doma, jako spíš za hranicemi naší země, kde v ojedinělých případech vytvořily dokonce nový segment trhu. Seriál formou stručného příběhu představuje čtenářům cestu, po které se podnikatel se svojí firmou vydal, jaké milníky jej provázely a jakých úspěchů a uznání na světovém trhu dosáhl.

Jaderné elektrárny ze zakonzervovaných stavenišť

S projekty výstavby jaderných elektráren, které byly na několik let, někdy i desítek let zakonzervovány, se můžeme setkat po celém světě. Některé z nich se podařilo dokončit a mohou tak plnit svou roli v nízkoemisní výrobě elektřiny.

Najít dveře do budoucnosti

Již 20. ročník Ceny Wernera von Siemense vyvrcholil 22. února slavnostním večerem v pražské Betlémské kapli. Za své práce zde převzalo ocenění celkem 25 nejlepších mladých vědců, studentů a pedagogů. Werner Siemens prý řekl: „Lepší než bušit hlavou do zdi je najít v ní očima dveře.“ Z mladých lidí, kteří převzali ocenění nesoucí jeho jméno, by měl jistě radost. Všichni totiž dokázali nejen najít dveře, ale otevřít je do budoucnosti.

Hokejové puky z Kateřinic zamířily na olympiádu

V České republice existuje celá řada firem, které se svými produkty prosadily po celém světě. Často nejsou ani tak známé doma, jako spíš za hranicemi naší země, kde v ojedinělých případech vytvořily dokonce nový segment trhu. Seriál formou stručného příběhu představuje čtenářům cestu, po které se podnikatel se svojí firmou vydal, jaké milníky jej provázely a jakých úspěchů a uznání na světovém trhu dosáhl.

Reaktor Argus-M - fénix jaderné medicíny

Díky stárnutí jaderných reaktorů, které produkují nejpoužívanější radiofarmaka, dochází k obnovení zájmu o polozapomenutý typ reaktorů, které mají palivo rozpuštěné ve vodě. Ruská korporace Rosatom vstupuje na mezinárodní trh s reaktory Argus-M.

Letem technickým světem

Každý den nás překvapuje zprávami z vědeckotechnické sféry, která je nám sice ve své podstatě blízká, ale přesto někdy v detailech vzdálená, protože stačíme sledovat pouze svůj obor. V tomto letošním seriálu stíráme hranice úzkého zaměření a zlehka se dotkneme překvapivých novinek odjinud. Kdo chce vědět víc, snadno si podrobnosti najde.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit