Radek Novotný

VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou

Rameno pro hendikepované řidiče a spolujezdce

Tomáš Melichar

Biskupské gymnázium Žďár nad Sázavou

Výpočty balistických drah

Lukáš Matějek

Katolické gymnázium Třebíč

Filmová dozimetrie v radioterapii

Dobrý den.
Ráda bych se dozvěděla, jestli je vše v pořádku a máme spojení.

Mgr. Bc. Muchová

Filmová dozimetrie v radioterapii – otázky porotce

1. V práci zmiňujete poděkování Dr. Osmančíkové z FJFI ČVUT v Praze. S fakultou jste spolupracoval výhradně za účelem vypracování práce SOČ nebo je spolupráce širší (např. absolvování dlouhodobé stáže)?
2. Zmiňujete nutnost dohledávání a překladu anglické literatury. Dohledával jste především elektronické zdroje nebo i tištěné?
3. Složení desky popisujete jako prvkové (např. vodík, kyslík a uhlík, dále sodík, dusík…). Předpokládám, že ve skutečnosti se jedná o sloučeniny, případně slitiny. Můžete uvést, o jaké typy látek se jedná?
4. Jaká bezpečnostní opatření musela být dodržována při samotném ozařování v rámci praktické části?
5. Pro vyhodnocení se používá jen stanovení barev RGB nebo je smysluplné i CMYK?

Rameno pro hendikepované řidiče a spolujezdce – otázky porotce

1. Jaké se v současnosti využívají pomůcky pro hendikepované řidiče a spolujezdce? Považujete svůj návrh spíše za objev či inovaci?
2. Při hledání motivace, setkal jste se s tímto řešením pomoci hendikepovaným například u některé automobilky či v zahraničí?
3. Jaký materiál by byl vhodný pro sériové vyrábění navrhovaného ramene?
4. Který program jste využil pro tvorbu animačních videí?
5. Předpokládá se u ramene samoobslužnost, aby montáž a demontáž zvládl hendikepovaný samostatně?

Výpočty balistických drah – otázky porotce

1. Můžete uvést, v čem považujete svou práci za nejvíce inovativní?
2. Při psaní práce jste spolupracovatl (podle hodností tak alespoň předpokládám) s příslušníky armády. Zjišťoval jste, jaké prostředky využívají vojáci pří výpočtu balistických drah?
3. Jako standardní tlak uvádí 101 325 Pa. Lze se setkat však s hodnotou 100 000 Pa. Vysvětlete tento rozdíl.
4. Graf (Obrázek 3) je vlastní tvorbou nebo převzatý? Můžete uvést zdroj, případně software, ve kterém jste ho zpracoval?
5. Ověření teoretických výpočtů probíhalo výhradně pomocí počítačových simulací nebo i prakticky?

Dobrý den, paní Muchová,
právě se snažím zjistit, jak tohle prostředí funguje. Kam máme zapisovat otázky? Odpověď si přečteme zde? Mají studenti možnost zapisovat aspoň náznakem matematické vzorce?
Děkuji, Lenka Zerzová.

Dobrý den, paní Zerzelová.
Vše se vkládá na konec stránky. Jestli i vzorce, tak to nevím.
Jinak prosím porotce ať se přihlásí i do našeho diskusního fóra, kde můžeme konzultovat bokem.
Děkuji

Otázky pro: Radek Novotný

Moje první otázka se týká manipulace se sedátkem. Zajímalo by mě, jestli je vždy nutná asistence druhé osoby při nástupu a výstupu z auta. Pokud ne, tak jak je řešeno zajištění sedátka proti nechtěnému pohybu (aretace).

Také bych se chtěla zeptat na fungování tohoto prvku v provozu, přeci jen je to umístěno vně auta a v místech, kde se s takovým prvkem nepočítá. Byl tento problém s někým konzultován? Třeba jen orientačně. Zajímal jste se o podmínky schválení tohoto ramene pro provoz na komunikacích? Aby to třeba nevadilo při pohledu do zpětných zrcátek.

Děkuji za odpovědi.

Otázka pro: Lukáš Matějek

Ráda bych se zeptala, jak hodnotíte vybavenost pracoviště, na kterém jste měl možnost měřit. Je možnost mít lepší přístroje k tomuto měření?

Proběhlo nějaké zkušební měření (ozáření)?

Děkuji za odpovědi.

Otázky pro:Tomáš Melichar

Ráda bych se zeptala na něco ohledně stabilizace střely. Konkrétně mám na mysli obrázek 6, na kterém je zakresleno chování střely podél balistické křivky. Ve videu popisujete obrázek těmito slovy, cituji:

„Kvůli stabilizaci střely je její špice nakloněna vždy v původním směru výstřelu, tudíž pokud máme hlaveň při výstřelu nahoru, pak i špice střely směřuje nahoru. Vše se tak děje kvůli stabilizaci střely.“

Znamená to tedy, že střela nikdy nebude svou podélnou osou kopírovat balistickou křivku? A týká se to všech možných drah a všech vzdáleností? Jak by potom vypadal dopad u výbušné střely?

Tato stabilizace musí být jistě překážkou k přesné střelbě, protože se zhoršují aerodynamické vlastnosti, odpor vzduchu roste. Neexistuje tedy lepší možnost jak střelu stabilizovat?

Děkuji za odpovědi.

Rameno pro hendikepované řidiče a spolujezdce – otázky porotce:

Která část byla konstrukčně nejsložitější a v čem?
Jak dlouho trvá namontovat rameno na auto?
Nebrání rameno v otvírání zadních dveří auta?
Jaké jsou rozměry ramena na autě ve složeném stavu (při jízdě), hmotnost, materiál?
Výrobek je zatím pouze na výkresu nebo je již reálně vyrobený, případně vyzkoušený?
V čem jste použil 3D tisk (zmíněno v přihlášce)?

Výpočty balistických drah – otázky porotce:

Které vzorce jste použil pro vámi vytvořený vzorec 1 (str.9)? Můžete naznačit postup?
Co je dnový sací odpor?
Zkoumal jste, jak ovlivňuje dráhu vlhkost vzduchu? Při výpočtech zmiňujete suchý vzduch.
Vaše výpočty jste ověřoval pomocí softwaru Balistika pro každého, který jste sám (ve spolupráci) vytvořil. Ověřoval jste je i jiným softwarem?

Dobrý den, z mé strany vše funguje jak má.

Pro kontrolu: Vidí všichni soutěžící otázky? Není problém s fungováním? Děkuji.

Dobrý den,
spojení funguje, nemám žádný technický problém.
Lukáš Matějek

A co Tomáš Melichar?

Dobrý den, paní Muchová, kolegyně a kolego porotci,
máme nějaké diskusní fórum? Je tím myšleno Google Claasroom? Nějak v tom tápu.
Děkuji, Lenka Zerzová.

Ano máme, vše je napsáno v mailu od paní Peroutkové. Někde uprostřed je odkaz a kód na Claasroom. Kdyby jste to nenašla, tak mi napište a já to přepošlu

Nemám tu reakci od Tomáše Melichara??

Soutěžící tedy zpracují své odpovědi do 11:45 a pak se porota domluví na hodnocení.

Dobrý den
1. Jaké se v současnosti využívají pomůcky pro hendikepované řidiče a spolujezdce? Považujete svůj návrh spíše za objev či inovaci?

V dnešní době se pro přepravu hendikepovaných osob využívá speciálně upravených dodávek, které mohou mít speciální plošinu pro nájezd do automobilu, nebo plošinu pro zvedání celého vozíku do automobilu. Toto se děje pomocí pátých dveří automobilu (dveře od zavazadlového prostoru). Pokud však nemá postižený dostatek financí a pojišťovna mu neuzná nárok na tento automobil, probíhá doprava většinou za pomoci jiné osoby, která musí hendikepovaného uchopit a vložit do automobilu pomocí vlastní fyzické síly. Také se objevují automobily, do kterých hendikepovaný najede přímo s vozíčkem a může tento automobil sám ovládat, ačkoli je to jen málo rozšířené.
Svůj návrh považuji spíše za inovaci, protože jsem se nechal inspirovat u polohovacích ramen, které se nacházejí například u kovacích lisů v sériové výrobě.

2. Při hledání motivace, setkal jste se s tímto řešením pomoci hendikepovaným například u některé automobilky či v zahraničí?

S tímto řešením jsem se zatím nikde nesetkal. Našel jsem pouze různé podložky a podsedáky, které umožňují zvětšení sedadla a tím pádem lepšího nástupu a výstupu, nikoliv však s celám ramenem.

3. Jaký materiál by byl vhodný pro sériové vyrábění navrhovaného ramene?

Toto zmiňuji již ve své práci. Použil jsem konstrukční ocel třídy 11, konkrétně ocel s označením ČSN 11 353.0, protože je tato ocel vhodná pro svařování, cenově dostupná a její mechanické vlastnosti jsou více než dostačující. některé ze součástí jsou vyrobeny z pryže a plastu, například sedátko. Dále jsem přemýšlel nad použitím určitých slitin například hliníku, z důvodu snížení hmotnosti, ale nemám mnoho zkušeností s konstrukcí pomocí hliníkových slitin a mým hlavním cílem bylo navržení funkčního prototypu, v pozdější fázi bych se pak zaměřil na snížení hmotnosti a lepší využití materiálů.

4. Který program jste využil pro tvorbu animačních videí?

Pro tvorbu animací jsem použil software Autodesk. Konkrétněji to byl Autodesk Inventor Professional 2020, ve studentské verzi, kterou autodesk poskytuje a je v ní možnost pohyblivých animací modelu. Dále 3DS Max od stejné firmy, ve kterém jsem upravoval model automobilu které vidíte v pozadí.

5. Předpokládá se u ramene samoobslužnost, aby montáž a demontáž zvládl hendikepovaný samostatně?

Montáž a demontáž pro samotnou hendikepovanou osobu nebude možný z důvodu váhy ramene a nutnosti zajištěn, což vyžaduje zajištění za střešní nosič a za práh automobilu, kam by postižený nedosáhl. Ostatní pohyby ramene by však měli být v pozdější fázi výroby automatické, například pomocí pneumatických nebo elektrických motorů.

Radek Novotný

Paní Zerzová, zavolejte prosím paní Peroutkové, má to na starost: 604 767 697

1. Moje první otázka se týká manipulace se sedátkem. Zajímalo by mě, jestli je vždy nutná asistence druhé osoby při nástupu a výstupu z auta. Pokud ne, tak jak je řešeno zajištění sedátka proti nechtěnému pohybu (aretace).

Při aktuální konstrukci ramene je zapotřebí asistence druhé osoby. Zajištění zatím není zkounstruováno, ale nabylo by nikterak složitě stačilo by použít kolík která by se zasunul do předem připravených otvorů a nechtěný pohyb by se zachytil. Avšak v další fázi bych chtěl rameno opatřit motorky, které by nechtěnému pohybu zabránily a celé rameno rozpohybovaly.

2. Také bych se chtěla zeptat na fungování tohoto prvku v provozu, přeci jen je to umístěno vně auta a v místech, kde se s takovým prvkem nepočítá. Byl tento problém s někým konzultován? Třeba jen orientačně. Zajímal jste se o podmínky schválení tohoto ramene pro provoz na komunikacích? Aby to třeba nevadilo při pohledu do zpětných zrcátek.

Abych byl upřímný tak k fungování v provozu má projekt ještě dlouhou cestu. Než bude možné ho začít používat je nutné zajistit mnoho testů, homologaci a v neposlední řadě tzv. crash test, který by ukázal jak se bude rameno chovat při autonehodě, aby nedošlo ke zranění pasažérů automobilu. A mnoho dalšího jak tak, aby splňoval bezpečnostní kritéria Evropské unie (které jsou dle mého názoru nejpřísnější, takže pokud by byly splněny, mohlo by se zařízení provozovat takřka po celém světě). Dále jsou rozměry navržené tak aby nepřečnívali, nebo pouze minimálně, přes okraj zrcátka, tím pádem by nebránil nikterak v provozu. A pokud bych měl odpovědět na dotaz ohledně zpětného zrcátka, tak není nic jednoduššího než připevnit na zpětné zrcátko nástavec, který se používá například při tažení karavanu, kdy je karavan širší než automobil.

Paní Muchová,
omlouvám se za záměnu Vašeho jména,
můžete mi prosím poslat ten odkaz na Classroom poslat znovu?
Děkuji, Lenka Zerzová.

Změna sestavy poroty: místo RNDr. Bičíka je porotcem Mgr. Lenka Zerzová (KG Třebíč)

V pořádku, odkaz poslán.

1. Která část byla konstrukčně nejsložitější a v čem?

Nejsložitější částí konstrukce byl centrální kloub. Jeho umístění naleznete v práci na straně 9 kapitola 2.2.1 Popis modelu a dále na straně 10 kapitola
2.2.2 Centrální kloub. Bylo zde zapotřebí navrhnou součást, která by zajistila pohyb celého ramene. V konstrukci můžete viděl hlavní součást centrálního kloubu vyosená vidlice (výkres MP-A3-PS-02.06), konkrétněji táhlo vyosené vidlice (výkres MP-A3-D-03.19). BYlo nutné zajistit dostatečnou pevnost tohoto dílu, protože je nejvíce zatěžovaný. Dále jsem řešil problém se sklopením ramene, který jsem vyřešil právě vyosením. Pokud by totiž bylo táhlo pouze rovné nebylo by možné rameno se sedátkem složit k horní tyči. Navíc bylo nutné na tuto součást upevnit v tyč spodního a horního závěsu a následně i plynový tlumič.

2. Jak dlouho trvá namontovat rameno na auto?

Zajisté záleží na zručnosti osoby, která ho bude montovat, ale celá montáž by měla trvat v řádech několika desítek minut. Také záleží zda budete rameno smontovávat celé nebo zda ho budete pouze uchycovat k automobilu.

3. Nebrání rameno v otvírání zadních dveří auta?

Ano rameno částečně zasahuje do zadních dveří automobilu, nikoliv však natolik, aby nebylo možné je otevřít. Pouze je nebude možné otevřít úplně.

4. Jaké jsou rozměry ramena na autě ve složeném stavu (při jízdě), hmotnost, materiál?

Rozměry jsou navrženy tak, aby nepřečnívali zrcátko automobilu. Pokud by se měl vyjádřit pomocí jednotek je to v nejširším místě okolo 200 milimetrů. Záleží na jakém automobilu by bylo zařízení namontováno. Pokud bych měl hovořit o automobilu Škoda Octavia III rok výroby 2017, je tato vzdálenost dle modelu cirka 210 mm.
Hmotnost aktuálního řešení je 52 kilogramů viz výkres MP-A2-S-01.00, kde naleznete v popisovém poli hmotnost celé sestavy. Nosnost střešního nosiče je dle výrobce automobilu 75 kilogramů. Pokud jde o zátěž přepravované osoby, tak ta se přenáší hlavně na zem přes tlumič a na práh automobilu.
Na otázku materiálu jsem již odpověděl jednomu z vašich kolegů a to takto:
„Toto zmiňuji již ve své práci. Použil jsem konstrukční ocel třídy 11, konkrétně ocel s označením ČSN 11 353.0, protože je tato ocel vhodná pro svařování, cenově dostupná a její mechanické vlastnosti jsou více než dostačující. některé ze součástí jsou vyrobeny z pryže a plastu, například sedátko. Dále jsem přemýšlel nad použitím určitých slitin například hliníku, z důvodu snížení hmotnosti, ale nemám mnoho zkušeností s konstrukcí pomocí hliníkových slitin a mým hlavním cílem bylo navržení funkčního prototypu, v pozdější fázi bych se pak zaměřil na snížení hmotnosti a lepší využití materiálů.“

5. Výrobek je zatím pouze na výkresu nebo je již reálně vyrobený, případně vyzkoušený?
6. V čem jste použil 3D tisk (zmíněno v přihlášce)?

Na tyto dvě otázky bych chtěl odpovědět současně. Výrobek není vyroben, výrobek je pouze vytisknut na 3D tiskárně v měřítku 1:24 a uchycen na model autíčka pro lepší představu funkčnosti. Důvodem proč není model například vyfocen nebo natočen je aktuální stav. Nebyl jsem schopen se dostat do školy a model zhotovil osobně. Vytvořil jsem však veškeré podklady pro to, aby mohl být model vytisknut a za pomoci vedoucího práce Ing. Pavla Hájka byl model zhotoven. Bohužel ne včas, aby jej bylo možné vložit do samotné práce nebo do video prezentace.

Dobrý den,
posílám odpovědi na otázky poroty.
Lenka Zerzová:
Filmová dozimetrie v radioterapii – otázky porotce:

Lineární urychlovač v nemocnici se kalibruje jednorázově nebo opakovaně (jak často)?
Lineární urychlovač se kalibruje při uvedení do provozu, poté se kalibrace opakuje dle četnosti používání, jednou za několik měsíců.

Kolik kalibračních křivek je potřeba, než se přístroj použije k ozařování pacientů?
Používá se jedna kalibrační křivka, k jejímuž vytvoření se použijí data z několika (cca 6-8) gafchromických filmů. Čím více filmů bude použito, tím bude křivka přesnější. Pro dozimetrické účely se používá červený (a při vysokých absorbovaných dávkách zelený) barevný kanál.

Skener, který jste použil, je speciálně pro tyto účely?
Skener, který jsem použil, je přímo doporučen výrobcem ke skenování gafchromických filmů. Skener je možné také využít ke skenování rentgenových snímků a k dalšímu skenování ve vysokém rozlišení. V nemocnici, kde jsem byl, se tento konkrétní skener používá pouze ke skenování gafchromických filmů. Domnívám se však, že nemocnice těchto skenerů vlastní více, protože mají širší uplatnění.

RNDr. Jan Břížďala:
Filmová dozimetrie v radioterapii – otázky porotce

1. V práci zmiňujete poděkování Dr. Osmančíkové z FJFI ČVUT v Praze. S fakultou jste spolupracoval výhradně za účelem vypracování práce SOČ nebo je spolupráce širší (např. absolvování dlouhodobé stáže)?
S fakultou jsem spolupracoval na prvním místě kvůli vypracování práce SOČ, současně jsem chtěl více poznat vědecké prostředí a zjistit, zda bych tímto směrem měl směřovat svoje další studium. Díky výzkumu a spolupráci s katedrou na FJFI ČVUT vím, že bych chtěl studovat na této fakultě.

2. Zmiňujete nutnost dohledávání a překladu anglické literatury. Dohledával jste především elektronické zdroje nebo i tištěné?
Pracoval jsem jak s elektronickými, tak s tištěnými materiály. Jako tištěný materiál jsem použil, byť není citován, návod k obsluze skeneru. Materiály v elektronické podobě v angličtině byly dostačující, protože jsem další tištěné zdroje nevyhledával.

3. Složení desky popisujete jako prvkové (např. vodík, kyslík a uhlík, dále sodík, dusík…). Předpokládám, že ve skutečnosti se jedná o sloučeniny, případně slitiny. Můžete uvést, o jaké typy látek se jedná?
Jde o mikrokrystaly monomeru, které jsou navázány na polymer. Na přesné složení sloučenin jsem se při psaní práce ptal i Dr. Osmančíkové, avšak ani ona odpověď neznala. Odpověď se nenachází ani v literatuře.

4. Jaká bezpečnostní opatření musela být dodržována při samotném ozařování v rámci praktické části?
Při příchodu na pracoviště jsem dostal plášť a dozimetr, ten jsem měl stále při sobě. Ozařování probíhá na urychlovači, kterým jsou ozařováni i pacienti, je nutno počkat, až je u urychlovače volno, protože léčba pacientů má přednost. Nejdříve byly na lehátko položeny RW3 desky, na ně gafchromický film, poté jsem místnost s urychlovačem opustil. Proběhlo ozáření, poté jsem film vyzvednul. Po celou dobu byla místnost pod dálkovým dohledem několika radiologických fyziků a radiologických asistentů. Překvapilo mě, jak přísná opatření jsou dodržována (olověné dveře, místnost bez oken, labyrint (= k místnosti s urychlovačem vede cesta přes klikaté chodby – zabrání se tak úniku záření). Labyrint se např. u běžného rentgenu nevyskytuje, na Klinice dětské hematologie a onkologie je frekvence ozařování vyšší, proto jsou nutná i větší bezpečnostní opatření

5. Pro vyhodnocení se používá jen stanovení barev RGB nebo je smysluplné i CMYK?
Pro vyhodnocení se používá pouze model RGB, odezva se bere z červeného a zeleného kanálu. Pokud by byl zvolen jiný barevný model, nebylo by možné z něho odezvu vyčíst ani porovnat s ostatními měřeními podobného typu. Stanovení barev CMYK tudíž nelze použít.

Kristýna Muchová:
Otázka pro: Lukáš Matějek

Ráda bych se zeptala, jak hodnotíte vybavenost pracoviště, na kterém jste měl možnost měřit. Je možnost mít lepší přístroje k tomuto měření?
Myslím si, že jde o jedno z nejlépe onkologicky vybavených pracovišť v ČR. Určitě je možné mít lepší přístroje k práci a studiu gafchromického filmu a ionizujícího záření, můj výzkum byl ale zaměřen na kalibraci konkrétního přístroje, který slouží k ozařování pacientů, proto jsem pracoval s ním. Modernizace přístrojů na onkologických pracovištích v Motole probíhá neustále, v průběhu mého výzkumu se zrovna měnil Leksellův gamma nůž.

Proběhlo nějaké zkušební měření (ozáření)?
Vedoucí mé práce provedla podobné měření na stejném urychlovači týden přede mnou. Přístroj je k ozařováním používán celý den, mé ozařování gafchromických filmů bylo několikáté v řadě. Zkušební měření jsem neprováděl, nebyl k tomu důvod. Samotné měření bylo totiž „zkušebním měřením“ pro daný lineární urychlovač.

Lukáš Matějek

Děkujeme všem za odpovědi.

ZVEŘEJNĚNÍ VÝSLEDKŮ

Vážení soutěžící,

za celou komisi vám chceme moc poděkovat za účast v krajském kole SOČ, které se poněkud netradičně muselo konat touto distanční formou. Víme, že toto období je i pro vás nepříjemné, jelikož jste omezeni ve svých osobních aktivitách a běžném fungování. O to více si ceníme, že jste s plným nasazením se účastnili i těchto on-line obhajob a kromě vytvoření práce samotné a videa obhajoby jste také zodpovídali otázky nás, porotců. Všechny práce jsou velice kvalitní a je znát, že jste jejich tvorbou strávili obrovský čas a tématy jste se zabývali s nasazením. Navíc je zde předpoklad, že berete tuto práci jako první vlaštovku, na které budete dále stavět a zahájené projekty rozvíjet. Každého z vás tato soutěž určitě obohatila a poskytla vám nezpochybnitelnou zpětnou vazbu.

Porota se shodla, že vítězem krajského kola SOČ v kategorii Fyzika se stane práce Rameno pro hendikepované řidiče a spolujezdce od pana Novotného. Na druhém místě se umístila práce Filmová dozimetrie v radioterapii od pana Matějka a třetí místo získal pan Melichar s prací Výpočty balistických drah. Naše porota může navrhnout i práci na druhém místě k postupu do celostátního kola, čehož jsme využili.

Ještě jednou vám všem děkujeme za účast a těšíme se na vás příště, snad již v ne-COVIDovém čase. 🙂

RNDr. Jan Břížďala, předseda poroty

Dovolte mi, abych se i já připojila ke gratulaci. Všechny práce byly opravdu výborné.

Děkuji všem studentům za účast v soutěži, oceňuji a obdivuji vaše znalosti i nové zkušenosti. Blahopřeji všem. Lenka Zerzová