Evropská kosmická agentura podpoří 13 českých vědeckých experimentů, které poletí na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) v rámci připravované mise českého astronauta Aleše Svobody. Mezi vybranými projekty jsou i 2 výzkumy z Fakulty elektrotechniky a informatiky VŠB – Technické univerzity Ostrava, které propojují špičkové technologie v oblasti nanorobotiky, biomedicíny, umělé inteligence a senzoriky.
Oba projekty jsou součástí programu Česká cesta do vesmíru, který realizuje Ministerstvo dopravy ČR ve spolupráci s Evropskou kosmickou agenturou (ESA). Program má za cíl zapojit české univerzity, výzkumné instituce a firmy do prestižních vesmírných misí a inspirovat mladou generaci k vědecké kariéře. „Úspěch našich projektů potvrzuje, že české týmy dokážou realizovat výzkum na světové úrovni. A že i z Ostravy lze posílat vědecké experimenty až do vesmíru," řekl rektor VŠB – Technické univerzity Ostrava Igor Ivan. Z celkem 70 původně navržených experimentů bylo vybráno 13 nejlepších, které nyní čeká příprava finálních letových verzí pro integraci do systémů ISS.
CONREX: první nanoroboti ve vesmíru
Projekt Czech Orbital NanoRobots EXperiment (CONREX) bude prvním světovým experimentem v oblasti nanorobotiky, který bude realizován na oběžné dráze. Jeho cílem je testování magnetických nanorobotů a mikrorobotů jako inovativního nástroje pro odstraňování biofilmů, což jsou odolná společenství mikroorganismů představující riziko pro zdraví astronautů i bezpečnost kosmických misí. Projekt zároveň nabízí významný aplikační potenciál například při léčbě nádorových onemocnění, v průmyslu i ochraně životního prostředí.
„V prostředí mikrogravitace mají bakterie tendenci tvořit pevnější biofilmy, vykazovat vyšší virulenci a odolnost vůči antibiotikům. Odstranění těchto struktur je proto klíčové pro udržení zdravého a bezpečného prostředí na palubě ISS," vysvětlil profesor Martin Pumera, vedoucí výzkumné skupiny Advanced Nanorobots and Multiscale Robotics Lab na Fakultě elektrotechniky a informatiky VŠB-TUO a nejcitovanější vědec v ČR.
Nanoroboti dokáží biofilmy mechanicky narušovat a pomocí světlem řízených reakcí rozkládat bakteriální buňky. Experiment bude probíhat v zařízení ICE Cubes Facility (ICF), kde budou umístěny malé kazety s vodním roztokem obsahujícím biofilm a nanoroboty. „Kazety budou vybaveny cívkami vytvářejícími řízené elektromagnetické pole, které umožní pohyb robotů, a LED diodami pro aktivaci fotosenzitivních mikrorobotů. Celý automatizovaný proces bude snímat kamera a data budou analyzovat vědci na Zemi. Na základě výsledků potom upraví algoritmy řídící činnost nanorobotů," uvedl profesor Radek Martinek, vedoucí výzkumné skupiny Signal Lab na Fakultě elektrotechniky a informatiky VŠB-TUO a univerzitní koordinátor pro výzkum vesmíru.
Projekt CONREX propojuje nanorobotiku, biomedicínu, umělou inteligenci i kvantové výpočty. „Představuje rozšíření našich poznatků do prostředí mikrogravitace a první experimentální ověření chování mikrorobotických systémů ve vesmíru. Experiment může zásadně ovlivnit nejen budoucnost vesmírných misí, ale i oblast medicíny, průmyslu či ochrany životního prostředí," doplnil profesor Pumera.
Na projektu spolupracuje také česká inženýrská firma TRL Space, která zajišťuje vývoj hardwaru a přípravu systému pro nasazení ve vesmíru. „Odborníci z VŠB-TUO přesně vědí, co a jak chtějí sledovat. Naším úkolem, jako firmy z kosmického průmyslu, je potom vzít celý laboratorní experiment a upravit ho tak, aby prošel všemi testy a splňoval podmínky pro realizaci na ISS, což vyžaduje zkušenost a pečlivost," řekl Václav Havlíček z TRL Space, který vedl přípravu projektu pro ESA.
Projekt CONREX představuje unikátní propojení dvou špičkových vědeckých laboratoří Fakulty elektrotechniky a informatiky VŠB-TUO: Signal Lab a Advanced Nanorobots and Multiscale Robotics Lab s předním lídrem českého kosmického průmyslu - společností TRL Space. Tato spolupráce propojuje excelentní výzkum v oblasti nanorobotiky, senzoriky a pokročilých metod řízení s technologickým know-how potřebným pro realizaci experimentů ve vesmíru, a představuje tak významný krok k posílení české pozice v evropském i světovém kosmickém výzkumu.
ISS T-shirt: chytré tričko pro sledování stresu astronautů
Druhý projekt se zaměří na měření stresu astronautů pomocí analýzy dat ze senzorů. ISS T-shirt vyvíjejí společně výzkumníci z Masarykovy univerzity a VŠB-TUO s firmami EGMEDICAL a G.L. Electronic.
„Chytré tričko s integrovanými senzory dokáže v reálném čase snímat fyziologické parametry, sbírat a ukládat data, která se přenesou pro analýzu na Zemi. Technologie má široký aplikační potenciál, může nám pomoci lépe sledovat reakce člověka na stres a zátěž," uvedl profesor Radek Martinek, děkan Fakulty elektrotechniky a informatiky a vedoucí týmu Signal Lab.
„ISS T-shirt propojuje současnou fyziologii s technologiemi, které monitorují lidské tělo i jeho limity. Naším cílem je porozumět, kdy a proč se tělo dostává za hranici bezpečné zátěže v různých podmínkách, včetně vesmíru, a díky tomu pomoci lidem zvládat extrémní podmínky nejen ve vesmíru, ale i na Zemi," dodala profesorka Julie Vašků z Masarykovy univerzity, hlavní řešitelka projektu.
Ing. Bc. Jana Dronská, MBA