Nejsilnější přenosný laser v Evropě vznikl na FEL ČVUT

Tags: ČVUT | FAB25 Czechia | FEL | Laser | Mi­chal Var­šá­nyi

Laser, který by i jen svým od­ra­zem mohl po­ško­dit zrak, a přes­to vzni­kl jako stu­dent­ský pro­jekt v rámci výuky. Na Fa­kul­tě elek­tro­tech­nic­ké ČVUT v Praze se v kurzu Jak vy­ro­bit (téměř) co­ko­li stu­den­ti a stu­dent­ky učí pře­vá­dět své ná­pa­dy ve sku­teč­nost – bez ohle­du na to, jest­li vý­sled­kem bude uži­teč­ný pro­dukt, osob­ní výzva nebo jed­no­du­še kuriózní tech­nic­ká hříč­ka.

Ve světě tech­ni­ky často sly­ší­me otáz­ku – k čemu to bude? Někdy je ale mno­hem dů­le­ži­těj­ší otáz­ka jiná – zvlád­nu to vůbec po­sta­vit? Právě tu si kla­dou stu­den­ti Fa­kul­ty elek­tro­tech­nic­ké ČVUT v Praze v rámci kurzu Jak vy­ro­bit (téměř) co­ko­li. V tomto vo­li­tel­ném před­mě­tu se učí pře­ta­vit vlast­ní nápad – ať už prak­tic­ký, osob­ní nebo úplně bláz­ni­vý – do fun­gu­jí­cí­ho pro­to­ty­pu. Jed­ním z pro­jek­tů le­toš­ní­ho roč­ní­ku je laser s vý­ko­nem 125 wattů – ak­tu­ál­ně druhý nej­sil­něj­ší pře­nos­ný laser na světě. Jeho spuš­tě­ní mimo la­bo­ra­toř je za­ká­zá­no, pro­dej ne­mož­ný. Ale vznik­lý pří­stroj je ukáz­kou toho, co se stu­du­jí­cí naučí, když má pro­stor tvo­řit bez ome­ze­ní běž­ných oče­ká­vá­ní.

Těsně za světovým rekordem

Stu­dent Mi­chal Var­šá­nyi po­sta­vil v rámci kurzu Jak vy­ro­bit (téměř) co­ko­li (zkrá­ce­ně JVC) na FEL ČVUT laser s op­tic­kým vý­ko­nem 125 wattů. Ten patří mezi nej­sil­něj­ší pře­nos­né la­se­ry na světě a v rámci Ev­ro­py drží pr­ven­ství. Jeho výkon je tak vy­so­ký, že by odraz pa­prsku od stěny mohl způ­so­bit oka­mži­té oslepnu­tí. I proto je možné ho pro­vo­zo­vat pouze v la­bo­ra­tor­ních pod­mín­kách a jeho pro­dej by byl ne­le­gál­ní.

„Chtěl jsem po­sta­vit něco, co bude oprav­du ná­roč­né, a při­tom kom­pakt­ní. Pře­nos­né lase­ry jsou mezi bast­lí­ři zná­mou vý­zvou, ale vět­ši­nou na­rá­že­jí na li­mi­ty vý­ko­nu a na­pá­je­ní. Můj cíl byl jed­no­du­chý – zku­sit, co všech­no zvlád­nu.“ Mi­chal Var­šá­nyi

Laser vy­u­ží­vá vý­kon­nou mod­rou diodu (455 nm) a na­pá­je­cí obvod s nit­ri­dem galia, který umož­ňuje zmen­še­ní roz­mě­rů při za­cho­vá­ní účin­nos­ti. Vý­sled­ný pří­stroj je při­bliž­ně tři­krát sil­něj­ší než běžná CNC la­se­ro­vá ře­zač­ka a více než 125 000­krát vý­kon­něj­ší než la­se­ro­vé uka­zo­vát­ko (EU limit:1 mW).
Var­šá­nyi se s tímto za­ří­ze­ním do­stal velmi blíz­ko svě­to­vé­mu re­kor­du v ka­te­go­rii tzv. hand­held la­se­rů, tedy pře­nos­ných la­se­rů na­pá­je­ných z ba­te­rie. V pr­ven­ství ho o týden před­bě­hl ame­ric­ký you­tu­ber Sty­ro­py­ro, který zve­řej­nil laser o vý­ko­nu 250 W.

Výuka, kde má smysl i „zbytečnost“

Kurz Jak vy­ro­bit (téměř) co­ko­li se na FEL ČVUT učí od roku 2023. Stu­den­ti a stu­dent­ky se zde učí di­gi­tál­ní vý­ro­bu, 3D mo­de­lo­vá­ní, ře­zá­ní la­se­rem, práci s mi­k­ro­kon­t­ro­lé­ry i do­ku­men­ta­ci. Vý­sled­kem je vždy sada men­ších vý­rob­ků a jeden větší pro­jekt. Každý stu­dent vše do­ku­men­tu­je a pu­b­li­ku­je ve svém ve­řej­ném port­fo­liu.
Cílem není, aby stu­den­ti vy­ví­je­li ko­merč­ně vy­u­ži­tel­ná za­ří­ze­ní, ale aby se na­u­či­li pře­vá­dět ná­pa­dy do re­a­li­ty – a tím roz­ví­je­li své schop­nos­ti.
Do kurzu tak patří i pro­jek­ty, které zven­čí můžou pů­so­bit zby­teč­ně nebo ab­surd­ně – na­pří­klad ly­žař­ská přilba se stě­ra­či a blin­k­ry stu­dent­ky Eliš­ky Ro­jíč­ko­vé. Video to­ho­to pro­jek­tu vy­vo­la­lo na so­ci­ál­ních sí­tích silné re­ak­ce – po­zi­tiv­ní i ne­ga­tiv­ní. Mnoho lidí roz­či­lu­je, když vidí stu­den­ty, jak si 'hrají', ale právě tato hra je hlu­bo­ký vý­u­ko­vý pro­ces.

Když se svět dívá

La­se­ro­vý pro­jekt za­u­jal i od­bor­ní­ky na čer­ven­co­vé me­zi­ná­rod­ní kon­fe­ren­ci FAB25 Czechia, jejíž sou­čás­tí byl i Fab Fes­ti­val na praž­ském Vý­sta­viš­ti. Var­šá­nyi zde svůj laser (sa­mo­zřej­mě vy­pnu­tý) vy­sta­vil spolu s dal­ší­mi pro­jek­ty stu­den­tů JVC.
Fes­ti­va­lu se zú­čast­nil také pro­fe­sor Neil Ger­shen­feld z MIT, za­kla­da­tel kon­cep­tu Fa­bLa­bů a autor pů­vod­ní­ho kurzu How to Make (Al­most) Any­thing, který in­spi­ro­val vznik „české verze“ JVC. Podle Ger­shen­fel­da chytří a tvo­ři­ví lidé často ne­do­dr­žu­jí pra­vi­dla a těžko za­pa­da­jí do hi­e­rar­chic­kých škol nebo firem. Proto bylo vy­tvo­ře­no pro­stře­dí, kde právě ta­ko­ví lidé mohou růst a vzkvé­tat.
Neil Ger­shen­feld v rámci ná­vštěvy Prahy za­ví­tal mimo jiné i na Fa­kul­tu elek­tro­tech­nic­kou. Před stu­den­ty vy­stou­pil s před­náš­kou na­zva­nou From Bits to Atoms.

Praktický dopad – i u „nepraktického“ projektu

Přes­to­že Var­šá­ny­i­ho laser není vy­u­ži­tel­ný mimo la­bo­ra­to­ře, pro jeho au­to­ra měl zá­sad­ní vý­znam. Po­pr­vé si vy­zkou­šel si­mu­la­ci ob­vo­dů, na­u­čil se na­vr­ho­vat chla­ze­ní, zjis­til, jak velký vliv má do­ku­men­ta­ce. Teď se chys­tá vy­ro­bit ko­vo­vé šasi la­se­ru na CNC ře­zač­ce, což by bylo bez zku­še­nos­tí z JVC ex­trém­ně ná­roč­né.
Jeho pří­běh uka­zu­je, že výuka ne­mu­sí nutně smě­řo­vat k oka­mži­té­mu prak­tic­ké­mu vý­sled­ku. Může ale vy­tvo­řit tech­nic­ké se­be­vě­do­mí, které stu­den­ty vy­ba­ví na celé roky do­pře­du.