Smak porażki nie zawsze bywa gorzki. Mgr inż. Artur Rydosz doświadczył tego na własnej skórze jeszcze zanim doszedł do prototypu przenośnego mikrosystemu do analizy wydychanego powietrza, i zanim pomyślał o rozszerzeniu jego funkcjonalności o badania niskich stężeń gazów środowiskowych, a także na długo przed tym, nim zabrał się za wykorzystanie w tych celach nanomateriałów. Tę pożyteczną lekcję odebrał niemal dokładnie w momencie narodzin swojej późniejszej idée fixe. Codzienna obserwacja kolegi cierpiącego na cukrzycę i kilkakrotnie w ciągu dnia nakłuwającego się igłami dała asumpt do poszukania innego sposobu kontrolowania poziomu cukru. Z racji tego, że „widoczny” on jest nie tylko we krwi, ale i w oddechu, problem mógłby rozwiązać czujnik gazów, pozwalający analizować wydychane powietrze. Miał być tani, skonstruowany z materiałów dostępnych w sklepie i szybko wykonalny. Z pierwotnych zamierzeń nic jednak nie wyszło. Okazało się bowiem, że komercyjnie dostępne czujniki nie są na tyle czułe i selektywne.

To niepowodzenie dzisiejszemu asystentowi Katedry Elektroniki Wydziału Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie tylko dodało skrzydeł. Przydały się cechy, które do laboratorium wniósł wprost z… tanecznego parkietu. Stawiając pierwsze kroki w Sanockim Zespole Ludowym, a potem nabierając szlifów w Zespole Pieśni i Tańca „Krakus”, niejednokrotnie musiał wykazać się determinacją i umieć przezwyciężać chwile zwątpienia. Inne hobby – dla urodzonego w Bieszczadach musiały nim być góry – nauczyło go z kolei pokory przy podejmowaniu, wydawałoby się, nieosiągalnych wyzwań.

– Zawzięliśmy się i znaleźliśmy rozwiązanie bazujące na użyciu układów wstępnego zagęszczania próbek, doskonale znane w chemii analitycznej. Przenieśliśmy rozwiązanie ze skali makro do skali mikro, posługując się dwoma technologiami: mikromechaniczną – dostępną w Instytucie Technologii Elektronowej w Piasecznie i w Warszawie oraz ceramiczną – z Technische Universität w niemieckim Ilmenau. Krótko mówiąc, początkowe niepowodzenie obróciliśmy w motor napędowy dalszego rozwoju – mówi nieco górnolotnie, nie opierając się zbytnio pokusie nawiązania do swojego niedawnego pobytu w kalifornijskim Uniwersytecie Stanforda. Pojechał tam wraz z 39 innymi stypendystami drugiej edycji programu Top 500 Innovators. W miejscu, jak mało które przesiąkniętym aliansem nauki z gospodarką, tylko utwierdził się w przekonaniu, że porażki same w sobie nie są niczym złym. Z dystansem potrafią podchodzić do nich zarówno znakomici naukowcy, będący nierzadko laureatami Nagrody Nobla, jak i przedsiębiorcy, kreatorzy tak znanych marek, jak Microsoft, Apple, Google czy HP.

– It’s OK to fail, czyli umiejętność wyciągania właściwych wniosków z porażek, to złota zasada w Stanford. Hołduje się jej na każdym kroku.

Wymownym tego przykładem był choćby Product Realization Lab. W rozmieszczonym w kilku budynkach laboratorium można było od A do Z, bez pewności, że się uda, wykonać prototyp urządzenia. Obok stolarni znajdowało się bowiem stanowisko hutnicze, gdzie wykonywano odlewy, jeszcze dalej – montażownia, w której za pomocą młotków, skomplikowanych wiertarek i innych tego typu urządzeń tworzono poszczególne elementy. Istniała nawet możliwość skonstruowania własnego robota, na którym testowano produkcję seryjną, np. elementów do aut. O ryzyku nikt nie mówił, bo jest ono tam ze wszech miar akceptowane.

– Do dziś jestem pod wrażeniem. Pracujemy właśnie nad stworzeniem takiego laboratorium i u nas, w AGH – mówi z nieukrywaną dumą mój rozmówca, na razie zapraszając do skromniejszego pomieszczenia, w którym powstał diabetomat – jego autorski projekt. Nie jest to zupełnie nowa koncepcja, wszak krakowski naukowiec próbuje wcielić w życie metodę, która powszechnie znana jest od dawna, tyle że… nikt dotąd jej nie realizował. Polega ona na ograniczeniu do niezbędnego minimum inwazyjnych badań z użyciem igieł i krwi i zastąpieniu ich nieinwazyjnymi pomiarami oddechu. Dotychczas stosowane rozwiązania bazują na wykorzystaniu wysokiej klasy aparatury laboratoryjnej, której koszt, gabaryty oraz skomplikowana obsługa znacząco uniemożliwiają prowadzenie badań na szeroką skalę. Co więcej, jest nieosiągalna dla indywidualnych pacjentów. Pomysł, który mgr Rydosz realizuje wespół z prof. dr. hab. Tadeuszem Pisarkiewiczem, dziekanem Wydziału Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji oraz dr. inż. Wojciechem Maziarzem, polega na stworzeniu urządzenia prostego, taniego i szeroko dostępnego. Zasada jego działania będzie podobna do alkomatu. Różnica zasadza się na tym, że zamiast alkoholu przyrząd będzie analizował kilka lotnych związków organicznych zawartych w oddechu. Po wdmuchaniu przez ustnik powietrza będzie ono zagęszczane, a umieszczone wewnątrz sensory pokażą stężenie konkretnego związku. Wprawdzie w wydychanym przez ludzi powietrzu znaleźć można do pięciuset różnych związków – tlenki azotu mogą wskazywać np. na raka płuc, inne na białaczkę – to w Krakowie zajmują się czterema, z których najważniejszym jest aceton. Jego zwiększony poziom może wskazywać na cukrzycę.

– Dla każdego, kto nie cierpi na cukrzycę, pomiar cukru z jednej kropli krwi nie wydaje się problemem. Przyznam się szczerze, że zanim podjąłem prace badawcze, też byłem sceptykiem. W końcu co to za problem nakłuć się igłą? Ale proponuję każdemu przeprowadzić test na sobie i nakłuć się codziennie 5 razy przez 2 tygodnie. Po tym czasie nie da się już niczego dotknąć. A teraz proszę sobie wyobrazić dzieci, które nie do końca rozumieją, co się dzieje oraz osoby starsze, które mają problemy z nakłuciami. Dostaliśmy kilkaset maili od rodziców, by opracować diabetomat jak najszybciej.

Inwestor pilnie poszukiwany

Dla naukowca nie ma chyba lepszego dopingu. Przez ostatnie cztery lata, odkąd udało się wytworzyć pierwsze mikrostruktury, które spełniałyby założenia projektowe, prace idą pełną parą. W trakcie eksperymentów mikroprekoncentrator, kluczowy element diabetomatu, napełnia się różnymi materiałami – adsorbentami, które służą do wstępnego zatężania próbek. Dodatkowo do układu mikroprekoncentratora dołączona jest komora z czujnikami gazów (matryca półprzewodnikowych, rezystancyjnych czujników na bazie tlenków metali). Badania polegają na dobraniu odpowiednich sensorów i adsorbentów oraz warunków pracy do powtarzalnego działania urządzenia. Jako analizator referencyjny stosuje się system chromatografu połączonego ze spektrometrią mas (GC/MS).

– Postawiliśmy sobie za cel stworzyć urządzenie, które będzie uzupełniać stosowane na rynku konwencjonalne diabetomaty, bazujące na analizie glukozy z kropli krwi. Być może wydaje się to dziwne, po co robić coś, co będzie tylko uzupełnieniem doskonale działającej metody? Ale proszę mi wierzyć, że nawet zmniejszenie o 50% ilości nakłuć będzie już wielkim sukcesem. Oczywiście, gdy projekt się powiedzie, będzie można rozważyć jego kolejną, bardziej rozbudowaną i skomplikowaną wersję, ale to na razie strefa dalekich planów.

Po zakończeniu prac laboratoryjnych przyszedł właśnie czas na badania kliniczne, czyli na pacjentach hospitalizowanych lub prowadzonych przez przychodnie diabetologiczne. Dotychczas udało się uzyskać powtarzalne wyniki w laboratorium i kontrolowany współczynnik zatężania, dzięki któremu krakowscy naukowcy są w stanie wykrywać związki o bardzo niskich stężeniach, m.in. metan, dwutlenek węgla i tlenki węgla. Urządzenie służyć będzie bowiem nie tylko do celów medycznych.

– Ono prezentuje pewną koncepcję, którą można zaimplementować np. do wykrywania śladowych ilości związków w przechowalniach owoców i kontrolować proces dojrzewania, do wykrywania śladowych ilości materiałów wybuchowych czy do analizy powietrza w zakładach pracy, gdzie stosowane są niebezpieczne substancje, tj. benzen, toluen i inne – podpowiada kilka z możliwych zastosowań mgr inż. Rydosz.

Optymistycznie już za dwa, góra trzy lata, po spełnieniu wszelkich biurokratycznych procedur i uzyskaniu certyfikatów zgodności, urządzenie mogłoby zostać wprowadzone do użytku. Pod warunkiem wszakże znalezienia inwestora. Pieniądze to bowiem rafa, o którą rozbija się wiele nowatorskich pomysłów. W tym przypadku każda, nawet najmniejsza zmiana w geometrii urządzenia pociąga za sobą ogromne koszty technologiczne. By nie być gołosłownym, mój rozmówca oblicza, że wytworzenie 250 małych podłoży pod czujniki gazów kosztuje około 25 tys. zł. A na etapie badań wykorzystuje się ich całkiem sporo – bywa, że i ponad tysiąc. Podobnie rzecz się ma z mikroprekoncentratorami i innymi elementami diabetomatu. Po stronie kosztów należy też zapisać gazy potrzebne do kalibracji urządzenia oraz utrzymanie aparatury pomiarowej. Po tym pobieżnym zestawieniu dochodzi się do smutnej w gruncie rzeczy konstatacji, że w Polsce nie ma jeszcze, niestety, wypracowanych standardów komercjalizacji wyników badań czy wsparcia ze strony uczelni. W Dolinie Krzemowej wygląda to zupełnie inaczej…

– Proszę sobie wyobrazić, że tylko 1% projektów realizowanych w ramach start-upów przynosi sukces, ale jest on tak wielki, że bilansuje koszty pozostałych 99% projektów i jeszcze przynosi zyski. Dzięki temu na etapie tworzenia nie odrzuca się żadnych pomysłów.

Może Top 1000?

Nie chciałby, by jego pomysł podzielił los wielu podobnych przełomowych odkryć, do których dochodzi każdego dnia na całym świecie, a później zalegają one na półkach w laboratoriach. Jego zdaniem, dzieje się tak dlatego, że naukowcy nie są uświadomieni, w jaki sposób sprzedać swoje pomysły, jak chronić swoją własność intelektualną, ba, często nie mają pojęcia, że ich produkt może zrewolucjonizować jakąś gałąź przemysłu.

– W Stanford to właśnie nam pokazano i w pewnym sensie nauczono. Wyjazd bowiem nie miał na celu podniesienia naszych umiejętności naukowych, te już mamy, ale wzmocnienie naszych zdolności i skłonności do komercjalizacji wyników badań.

Nawet nie zauważył, jak w ciągu dwóch naprawdę intensywnych miesięcy – od poniedziałku do piątku, od rana do późnego wieczora: interaktywne zajęcia, seminaria, warsztaty, do tego panele technologiczne i wizyty studyjne w firmach Doliny Krzemowej – jego naukowe horyzonty poszerzyły się o zasady komercjalizacji produktów, ochronę własności intelektualnej, zarządzanie, marketing, kreowanie marki, innowacyjne postrzeganie i wiele innych.

– Dzięki programowi poznałem cały proces kreowania produktu, od pomysłu do momentu, w którym pojawia się on na półkach jako gotowa rzecz do kupienia lub usługa do zamówienia. To było naprawdę szokujące, że czasami dość prymitywne zajęcia pozwalają obudzić drzemiący w naukowcach potencjał innowacyjności. Wielogodzinne burze mózgów rodziły pomysły co najmniej dziwne, a z pewnością „nie z tej ziemi”, ale i takie, które z powodzeniem można by od ręki zrealizować.

Do tych drugich z pewnością należy projekt czujnika gazów, który zwrócił uwagę komisji rekrutującej do programu Top 500 Innovators. Jego pomysłodawca, dziewiąty na liście rankingowej drugiej edycji, nie ma wątpliwości, że i bez ministerialnego programu jego prace byłyby kontynuowane, ale z pewnością toczyłyby się wolniej i nie zawsze właściwymi ścieżkami. Jedyne, czego żałuje, to, że nie został on uruchomiony znacznie wcześniej. Wówczas potencjał aplikacyjny obecnie realizowanych pomysłów mógłby ulec znacznemu zwiększeniu.

– W Polsce jest bardzo wielu wybitnych naukowców, świetnych fachowców i inżynierów. I wcale nie muszą oni wyjeżdżać za granicę, żeby odnieść sukces. Dlatego program jest nie tylko potrzebny, ale wręcz powinien być rozszerzony z Top 500 na Top 1000 – podpowiada mgr inż. Artur Rydosz, radząc kolejnym jego uczestnikom, by zaczynali od wpojenia sobie podstawowej, zawartej w tytule zasady, bez której nie mają nawet co wchodzić do laboratorium. 

3. Szkolenie w NASA na symulatorze lotów – AIRBUS 320 („pilotuje” dr hab. inż. Krzysztof Wincza z Katedry Elektroniki AGH, obok mgr inż. Artur Rydosz). Fot. Archiwum prywatne 4. Szkoła tworzenia (d. school) w Stanford – miejsce na uczelni, gdzie studenci mogą dowolnie kreować przestrzeń, tak aby inspirowała ich do innowacyjnych rozwiązań. Przez cały rok szkolny mają pełną wyłączność na użytkowanie tej przestrzeni. Fot. Archiwum prywatne