„A tudományban és az iparban is egyre nagyobb értéke van az innovációnak”

Újszerű tudományos és innovatív mérnöki eredményei elismeréseként részesült Akadémiai-Szabadalmi Nívódíjban Wohlfart Richárd, a BME Gépészmérnöki Kar mérnöke.

„Megtiszteltetés számomra ez az akadémiai elismerés, különösen azért, mert a gyakorlati eredményeket szem előtt tartó tanszéki mérnökként nem a ’tipikus’ tudományos pályát jártam be. Arra helyeztem a hangsúlyt, hogy az időm jelentős hányadában a saját szakmai érdeklődésemnek megfelelő témákkal és projektekkel foglalkozzam tudományos igényességgel. Az évek során komoly saját laborhátteret is kiépítettem, amely az egyetemi projektekben is nélkülözhetetlenek bizonyult” – nyilatkozta a bme.hu-nak a nemrégiben Akadémiai-Szabadalmi Nívódíjat nyert Wohlfart Richárd, a BME Gépészmérnöki Kar (BME GPK) Műszaki Mechanikai Tanszékének tanszéki mérnöke. Az MTA egyedülálló és több éves kitartó laboratóriumi munkája elismeréseként adományozta e kitüntetést a BME munkatársának, aki meghatározó szerepet játszott négy olyan hazai és európai szabadalom, illetve mintaoltalom megvalósításában, elfogadtatásában és azok hasznosításában, amelyek későbbiekben az Európai Kutatási Tanács további kutatási projektjeihez szolgáltak alapul. Wohlfart Richárdot szakmai pályatársa, a BME GPK korábbi dékánja, Stépán Gábor professzor javasolta a díjra.

Wohlfart Richárd már az egyetemi évei előtt is érdeklődéssel vetette bele magát a kihívásokkal járó műszaki feladatok megvalósításába: az 1980-as évek elején megtervezett és megépített egy olyan kerékpárra szerelhető digitális kilométerórát, ami akkoriban még nem volt kereskedelmi forgalomban elérhető termék. Emellett elektronikusan vezérelt járműmodelleket és léptetőmotoros szerkezeteket is épített. Egy olyan programot írt az első ZX Spectrum személyi számítógépére, ami lehetővé tette, hogy az eszköz emberi hangon „szólaljon meg”. Ugyanehhez a számítógéphez fotódigitalizáló perifériát és dobgépet is fejlesztett.

Továbbtanuláskor a Műegyetem mellett döntött, ahová géptervező mérnök szakra jelentkezett. Akkoriban a Műszaki Mechanika Tanszék és a Gépszerkezettani Intézet szakmai felügyelete alá tartozott a géptervező mérnök szak. Előbbi tanszék a mechanikai kísérleti módszerei (például rezgésmérés, feszültségoptika, nyúlásmérés stb.) és a végeselem-módszer miatt tűnt vonzónak, míg az intézet a mesterséges intelligenciával kapcsolatos kutatások lehetőségével kecsegtetett számára. „Negyedéves koromban hallgattam a ’Gépek dinamikája’ című választható tárgyat Stépán Gábor előadásában, ami meghatározó élmény volt a tanulmányaim során. Újszerű és inspiráló dolgokról tanultunk, az órák hangulata rendkívül jó volt. Ekkor hallottunk először a modálanalízis kísérleti, mérési módszerről, amelynek elméleti hátterét csak kevesen ismerték, ráadásul a megfelelő mérőeszközök hiányában a módszer gyakorlati kipróbálása akkoriban szinte lehetetlen volt Magyarországon. A téma olyannyira érdekelt, hogy az egyik évfolyamtársammal és egyben barátommal egy egész nyarat szántunk arra, hogy megtervezzünk és meg is építsünk egy teljes, PC bázisú kísérleti modálanalízis rendszert. Mindent mi csináltunk az impulzuskalapácstól és rezgésmérő szenzoroktól kezdve az erősítőkön és adatgyűjtő hardveren át, a grafikus megjelenítő felületű PC szoftverig. A 90-es évek elején nagyon figyelemreméltó megoldásnak számított ez. Némi oktatói ’unszolásra’ jelentkeztünk a legközelebbi TDK-ra, ahol ezzel a témával az első helyezés mellett a Rektori Különdíjat is elnyertük, a készüléket pedig megvásárolta egy magyarországi cég. Lényegében ekkor kezdődött a szorosabb együttműködésünk a Műszaki Mechanikai Tanszékkel és Stépán Gáborral” – emlékezett vissza pályája meghatározó eseményeire a díjazott szakember.

Impulzusgerjesztő-egység és optikai kapu a lövedék impulzusváltozásának méréséhez. (A berendezést egy CNC marógép munkaterének közelében állították fel. A gép főorsójában lévő szerszámon jön létre a rövid impulzusszerű erőhatás a lövés által. A konstrukció kidolgozásában Wohlfart Richárd is részt vett.)

Végzett szakemberként Wohlfart Richárd fő érdeklődési területe többek között a mechanikai mennyiségek mérése elektromos módszerekkel (például rezgésmérés, dinamikai mérések, nyúlásmérés). Emellett gépészeti szerkezeteket, kísérleti berendezéseket, egyedi mérőeszközöket és vezérléseket is tervez. Munkáját az elektromosságtan, az elektronika és a gépészet határterületén végzi. Együtt dolgozott a BME GPK Műszaki Mechanikai Tanszék nagyobb kutatás-fejlesztési projektjeiben többek között Stépán Gábor professzorral (szerszámgéprezgések témája előbb egy European Research Council – ERC, majd ERC Proof of Concept, majd Kutatási Kiválósági Program keretében), Insperger Tamás professzorral (emberi egyensúlyozás témája, Lendület Program, majd OTKA pályázatok), valamint Dombóvári Zoltánnal, a tanszék egyetemi docensével (szerszámgépekbe integrálható dinamikus erőcellák kifejlesztésének témája Eurostars, InterQ és Lendület Programokban).

A Stépán Gábor által elnyert ERC projekt keretében megvalósított forgácsolási folyamatok nemlineáris dinamikai vizsgálata során használható HIL (Hardware-in-the-loop) kísérleti berendezés. A konstrukció kidolgozásában Wohlfart Richárd is részt vett.

A BME GPK elismert tanszéki mérnöke az elmúlt 20-25 évben társalkotója volt több hazai és európai úttörő jelentőségű műszaki szellemi tulajdonnak is. Az egyik tanszéki irányítású kutatási projektben mennyezeten kapaszkodó és lépkedő, lengő robotokat fejlesztettek. A gyakorlatorientált tudományos munka során két elfogadott PCT (Patent Cooperation Treaty) európai szabadalom született. Wohlfart Richárd részvételével megoldást dolgoztak ki a projektben fejlesztett robotok lengőegységének ventilátorokkal történő pozícionálására és stabilizálására, továbbá egy újszerű kábelvezetési módot is alkalmaztak a robotfelfüggesztő mechanizmus kialakítása során.

A korábbi Acroboter projekt keretében megvalósult, mennyezeten kapaszkodó és lépkedő, lengő robot. A konstrukció kidolgozásában Wohlfart Richárd is részt vett.

Hazai eredményei közül kiemelkedik egy olyan mérési eljárás, amellyel az egymással érintkező testek közötti mechanikai állapot jellemezhető az elektromos vezetőképesség mérése alapján. Az eljárás révén az egymással érintkező gépelemek mechanikai kapcsolata írható le a kontaktfelület nagysága, alakja, illetve a kapcsolat merevsége és csillapítása szempontjából. Néhány hónapja fogadták el azt a közreműködésével létrejött hazai szabadalmat, amely egy rezgésdiagnosztikai rendszerbe integrálható, minden eddiginél pontosabb, szélesebb frekvenciatartományban működő, számítógéppel vezérlet, automatizált impulzusgerjesztő-egység megvalósítását teszi lehetővé. E műszaki fejlesztés megoldást kínál a vizsgált testnek átadott impulzus nagyságának és irányának pontos meghatározására is. A kutatás a már említett ERC Proof of Concept (PoC) projekt eredménye, a Műegyetem pedig támogatja az eredmények benyújtását európai szintű PCT szabadalomként.

A bme.hu kérdésére válaszolva Wohlfart Richárd elmondta, hogy örömmel vesz részt a jövőben is a tanszéken zajló izgalmas kutatásokban, ahol jelen lehet egy ötlet megszületésétől kezdve egészen egy mérnöki megoldás kivitelezéséig. Folytatja a fémalkatrészek mechanikai érintkezésének elektromos úton történő vizsgálatát, emellett foglalkoztatják a szenzorokkal felszerelt szerszámgépekben rejlő lehetőségek is. Az egyik e téren megoldandó probléma a szerszámgép-munkadarab rendszer véges statikus merevsége miatti gyártási pontatlanságok csökkentése. Erre alternatíva lehet a forgácsolás közben fellépő erőhatások mérése és a hibák vezérlésen keresztüli szoftveres korrekciója. Újabb fejlesztési irány lehet egy megfelelő sávszélességű, a szerszámgépbe integrált erőmérő rendszer kialakítása, amely folyamatosan kontrollálja a forgácsolási folyamat időkéséssel összefüggő nemlineáris dinamikai jelenségeit. „Jelenleg azon dolgozom, hogy elektromágneses zavarokkal terhelt ipari környezetben hogyan lehet aránylag nagy sávszélesség mellett, az említett erőméréshez kapcsolódóan, csak igen kis változásokat mutató elektromos jeleket mérni” – mondta el Wohlfart Richárd az egyik aktuális tanszéki kutatási munkájával kapcsolatban. Örömmel vesz részt az Insperger Tamás professzor vezette emberi egyensúlyozással kapcsolatos vizsgálatokban is. Kutatótársával, Miklós Ákossal (tudományos munkatárs, Műszaki Mechanikai Tanszék, BME GPK) egy olyan virtuális környezet létrehozásán dolgoznak, amelyben az egyszerű egyensúlyozási és az emberi idegrendszer működésével kapcsolatos különböző tesztfeladatokat végzik majd el. A megoldás különlegessége, hogy a kísérletek során az idegrendszer működéséből adódó időkésés kismértékű csökkentését is lehetővé teszi a biomechanikai vizsgálatok számára.

Képaláírás: „Egykerekű gördeszka” – a 2022. évi mesterképzés Projektfeladat c. tárgy egyik, Kiss Ádám által vezetett csoportjának munkája, amelynek megvalósításában több kollégájával együtt Wohlfart Richárd is segített.

Wohlfart Richárd a Műegyetemen végzett feladatai mellett közel 30 éve részt vesz olyan, főként biológiai, ökológiai és etológiai projektekben is, amelyekben védett vagy valamilyen szempontból a tudományos érdeklődés fókuszába kerülő kisemlősöket, madarakat, hüllőket és rovarokat vizsgálnak. A viselkedésüket, az élőhelyüket és a szokásaikat veszik górcső alá valamilyen tervezett vagy már megvalósított emberi beavatkozással összefüggésben. „Rádiótelemetriás eszközöket fejlesztek és készítek ezekhez a vizsgálatokhoz. Olyan berendezéseket, amelyekkel meghatározható a rádióadókkal felszerelt állatok helyzete, követhető mozgásuk, és mérhetőek az állatokkal kapcsolatos más környezeti és élettani jellemzők. Az általam fejlesztett és elkészített kisméretű rádióadóból és egy mikrokontroller köré szervezett szenzorokból álló eszközt a biológusok az állatok testén rögzítik, vagy egy kisebb műtét során beültetik a vizsgált egyedekbe.”

Wohlfart Richárd egykori hallgatói munkája, amellyel TDK 1. helyezést és Rektori Különdíjat is nyert.

A díjazott szakember kifejtette, hogy az innovációnak és az újszerű tudományos eredményeknek egyre nagyobb jelentősége és értéke van az iparban és az akadémiai világban egyaránt. A Műegyetemen is egyre nagyobb mértékben karolják fel az ígéretes, eredeti és a megvalósítás lehetőségével minél inkább kecsegtető kezdeményezéseket. Wohlfart Richárd az ilyen feladatokban tud igazán kiteljesedni. „Alapvetőnek tartom a munkámban, hogy kritikusan közelítsek meg minden megoldásra váró műszaki problémát, és alaposan körbejárjam elméleti és kísérleti oldalról is. Igyekszem mindig szem előtt tartani a realitásokat, végiggondolom a lehetséges forgatókönyvet, és azt a problémát, amire éppen nem sikerül megoldást találni, egy ideig pihentetem, és majd később térek rá vissza. Ezt a szemléletet igyekszem átadni azoknak a diákoknak is, akikkel a kutatásokban vagy egy-egy tudományos diákköri pályamunka elkészítése során dolgozom együtt” – fogalmazott Wohlfart Richárd, aki szerint a gépészet, a mechanika és az elektronika, valamint a villamosságtan képezte határterület sok új kutatási lehetőséget kínál a fiatal mérnök-, illetve gépészmérnök generáció számára. „Bátorítom a hallgatókat, hogy érdemes némi plusz energiabefektetéssel a saját szűkebb témájukon kívül eső mérnöki területeket is megismerni, és integrálható tudásra szert tenni.”

TZS-KJ

Fotók forrása: BME GPK Műszaki Mechanikai Tanszék, mta.hu/Szigeti Tamás