Multidyscyplinarne Centrum Badawcze Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego

W Dziekanowie Leśnym w otulinie Kampinoskiego Parku Narodowego powstał unikatowy ośrodek naukowy – Multidyscyplinarne Centrum Badawcze (MCB). Jego utworzenie rozpoczyna nowy rozdział w historii Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie. Wzrasta konkurencyjność uczelni na arenie krajowej i międzynarodowej, a co najważniejsze – powstaje solidny most między nauką a gospodarką.

Od centrum Warszawy ośrodek dzieli niecałe 20 km. Można tu dotrzeć środkami komunikacji miejskiej. Przystanek autobusu linii 150 w Dziekanowie Leśnym jest usytuowany naprzeciw nowoczesnego kompleksu, w którym mieści się Multidyscyplinarne Centrum Badawcze. Utworzył je Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego (UKSW) przy udziale partnerów naukowych i biznesowych. Nie powstałoby ono jednak bez wsparcia z funduszy unijnych w wysokości ponad 55 mln zł w ramach RPO WM 2014-2020. Całkowity koszt budowy i wyposażenia Centrum przekroczył 90 mln zł. Projekt jest realizowany od 2018 r., ale budowa kompleksu rozpoczęła się w grudniu 2019 r. Pozwolenie na użytkowanie MCB uniwersytet otrzymał w grudniu 2021 r. Naukowcy różnych dyscyplin zajmują się tu nie tylko syntezą nowych materiałów, rozwojem technologii addytywnych (druk 3D). Rozwijają też systemy zarządzania przesyłem energii i monitoringu środowiska oraz tworzą rozwiązania z zakresu cyberbezpieczeństwa czy badania mediów.

Duży zakres badań i nowe technologie

Choć uczelnia ma swoje źródła w naukach społecznych, realizowane tu badania zdecydowanie wkraczają w obszar techniki, bioscience i nauk ścisłych. – Zgodnie z nazwą jednostki prowadzone prace obejmują szeroki zakres tematyczny, łącząc nauki społeczne, fizyczne, chemiczne, naukę o materiałach, naukę o bezpieczeństwie oraz typowe obszary technologiczne. Dla przykładu, realizujemy obliczenia kwantowo-mechaniczne na superkomputerze CATO. Część z nich dotyczy projektowania nowych materiałów wykorzystujących polskie surowce, takie jak miedź czy ren – mówi ks. dr inż. Marek Muzyk, dyrektor MCB UKSW. – Stopy tych metali produkujemy na miejscu, a następnie badamy w szerokim zakresie strukturalnym oraz oceniamy ich właściwości mechaniczne.

Zaprojektowane materiały są przetwarzane do postaci proszków, dla których opracowywane są parametry przyrostowego spajania laserem. Przyglądaliśmy się temu procesowi w Laboratorium Druku 3D (zobacz zdjęcia).
– W jednym miejscu możemy więc prowadzić złożone badania podstawowe oraz wykorzystywać uzyskane wyniki w obszarze technologicznym i wytwórczym. Badane i projektowane materiały związane są głównie z zieloną transformacją energetyczną, a więc należą do grupy lekkich materiałów konstrukcyjnych obniżających zużycie energii we wszystkich sektorach transportu – dodaje ks. dr inż. Marek Muzyk.

• 

MCB jest aktywne w obszarze druku 3D materiałów polimerowych i metalicznych. Ten sektor przemysłu – jak podkreśla dyrektor Centrum – zyskuje rekordowe wzrosty rok do roku. Ośrodek podejmuje też wiele innych tematów badawczych: machine learning, cyfrowa medycyna i obrazowanie medyczne, recykling materiałów kompozytowych, systemy jakości konstrukcji, a nawet nowoczesne badania geodezyjne prowadzone z użyciem dronów.

Nowe materiały do druku 3D

– Ponadto MCB będzie prowadzić badania z zakresu cyberbezpieczeństwa, jak i zarządzania bezpieczeństwem w sytuacjach kryzysowych. Centrum zaplanowało realizację prac badawczo-rozwojowych w obszarze medioznawczym z wykorzystaniem modelowania obliczeniowego w analizie procesów społecznych. Każdy z tych aspektów przyczynia się do wzmocnienia polskiej gospodarki, szczególnie w obszarach zaawansowanych technologii – mówi Sławomir Wiśniewski, kierownik projektu utworzenia Multidyscyplinarnego Centrum Badawczego UKSW.

W jednym miejscu współpracują ze sobą specjaliści z odległych – wydawałoby się – dziedzin. To jednak inspiruje do poszukiwania wspólnych, interdyscyplinarnych obszarów badawczych. Podczas realizacji projektów naukowcy korzystają z coraz większych możliwości maszyn obliczeniowych, z metod bazujących na symulacjach numerycznych i sztucznej inteligencji. – Nowoczesne, wszczepialne materiały biozgodne na bazie tytanu są projektowane z użyciem mechaniki kwantowej. Opracowany stop może być testowany pod kątem odpowiedzi biologicznej (szybkość narastania kości, rozwój bakterii, ograniczenie stanów zapalnych) przez zespół medyczny. Jeśli chcielibyśmy wytwarzać z tego materiału implanty drukowane, aby np. tworzyć indywidualne protezy, narzędzia sztucznej inteligencji pomagają dobrać zestaw parametrów druku. Ostatecznie strukturę implantu i kartę charakterystyki produktu opracowuje zespół inżynierski wyspecjalizowany w technologii produkcji i inżynierii materiałowej. To jeden z przykładów łączenia wielu obszarów naukowych – mówi ks. dr inż. Marek Muzyk.

MCB to kuźnia pomysłów i kadr

W MCB mieści się 13 specjalistycznych laboratoriów mieszczących się w dwóch budynkach o łącznej powierzchni użytkowej 5190 m².
– Zdefiniowaliśmy dwanaście obszarów podstawowych plus trzynasty – skupiający ducha nauki. Jest to przestrzeń kreatywna, gdzie badacze będą się spotykać z przedstawicielami środowiska gospodarczego, społecznego oraz młodzieżą. Liczymy na ożywioną współpracę z Akademickim Inkubatorem Przedsiębiorczości UKSW – mówi Sławomir Wiśniewski.

Jednostki wprawdzie nie powołano do prowadzenia zajęć dydaktycznych, ale studenci bądź doktoranci mogą tu rozpocząć swoją przygodę zawodową. Dzięki pracy w projektach wzbogacą swoje osiągnięcia naukowe i zdobędą bezcenne doświadczenie.

• 

Młodzi zdobywają doświadczenie w MCB

– Uważamy, że bardzo wydajną formą rozbudowy kadry jest współpraca ze studentami. W większości projektów istotną rolę odgrywają prace techników. Osoby takie możemy przeszkolić do obsługi różnych maszyn czy też wdrożone w prace teoretyczne. Jeśli dany wątek jest dla takiego pracownika interesujący, może on swobodnie rozwijać swoje kompetencje w tym obszarze – mówi dr inż. Piotr Kwaśniak, zastępca dyrektora ds. naukowych MCB UKSW.

Przekonuje, że już obecnie zatrudnieni studenci doskonale odnajdują się w tym schemacie. Poza tym to formuła win-win. – My oferujemy ambitną i ciekawą pracę z możliwością awansu, a jednocześnie uzyskujemy pracownika wyszkolonego w zakresie potrzeb Centrum – wyjaśnia korzyści. Większość źródeł finansowania badań pozwala na zatrudnienie takich osób oraz stwarza możliwość przygotowania prac dyplomowych z realizowanych badań. Jest to formuła typowa dla uczelni zachodnich i dobrze, że zaczynamy ją praktykować także w Polsce. – Przewidziane są również stanowiska doktoranckie oraz post-doc. Dziś zatrudniamy kilku studentów w formie stałej. Posiadamy też otwarte doktoraty oraz młodych doktorów, którzy powrócili do Polski z uczelni zagranicznych. Z naszym Centrum zamierzamy także związać Akademicki Inkubator Przedsiębiorczości UKSW, tworząc przestrzeń dla młodych adeptów prac badawczo-rozwojowych do nawiązywania współpracy ze środowiskiem badawczym oraz podmiotami gospodarczymi związanymi z MCB w zakresie kreowania przedsiębiorczości – mówi dr inż. Piotr Kwaśniak.

Partnerstwo wzmacnia

Partnerami projektu są: Wojskowy Instytut Medycyny Lotniczej (WIML), Ośrodek Przetwarzania Informacji – Państwowy Instytut Badawczy (OPI-PIB), KGHM SA, PGE SA, GEOCOM, TERMOCENT. Jaki był ich wkład w tworzenie i realizację projektu?

– Partnerzy biznesowi wnieśli wymierny wkład finansowy w realizację projektu MCB i stanowią gospodarcze zaplecze wdrożeniowe dla myśli i efektów pracy kadry naukowej Centrum – mówi ks. dr inż. Marek Muzyk. – Partnerzy naukowi, czyli OPI-PIB oraz WIML, realizują prace badawczo-rozwojowe w obszarach zdefiniowanych przez nich w agendzie badawczej MCB i stanowią tym samym znaczące poszerzenie merytoryczne celów badawczych Centrum oraz przestrzeń wykorzystania synergii w zakresie kompetencji sprzętowych i badawczych.

• 

Z dotacji otrzymanej z funduszy europejskich ponad 49 mln zł trafiło do UKSW na budowę i wyposażenie Centrum w Dziekanowie Leśnym, natomiast pozostałe 6 mln zł przeznaczono na inwestycje w infrastrukturę badawczą partnerów naukowych. OPI-PIB zakupił sprzęt i oprogramowanie pozwalające na przeprowadzenie złożonych obliczeń numerycznych (CUDA) oraz przetwarzanie dużych zbiorów danych tekstowych. WIML dzięki dotacji zmodernizował symulator samochodu ciężarowego oraz wyposażył i dostosował pomieszczenia do prowadzenia badań polisomnograficznych czy psychologicznych kierowców.

Jak w praktyce wygląda współpraca? – Partnerzy mają swoje obszary badawcze, które samodzielnie realizują w swoich lokalizacjach, ale elementy zakupionej i zmodernizowanej infrastruktury składają się na projekt MCB. Dzięki współpracy wszystkie podmioty mogą korzystać wzajemnie z utworzonej struktury laboratoriów lub wykonywać zlecenia w partnerstwie. Wszyscy muszą liczyć i przetwarzać wyniki badań, więc partnerzy chętnie wykorzystują naszą infrastrukturę komputerową CATO – to klastrowe rozwiązanie o olbrzymiej mocy obliczeniowej i prędkości przetwarzania danych – wyjaśnia kierownik projektu Sławomir Wiśniewski.

Most między nauką i gospodarką

Jak rokuje współpraca z biznesem? Centrum już na etapie przygotowania projektu pozyskało udziałowców biznesowych z różnych branż, dla których realizuje określone prace badawczo-rozwojowe. – Na przykład spółka PGE poszukuje odpowiednich rozwiązań do zarządzania przesyłem i produkcją energii. Do sieci przyłączanych jest coraz więcej odnawialnych źródeł energii (OZE), ale produkcja prądu z OZE nie jest do końca przewidywalna. Pracujemy więc nad rozwiązaniem, które pozwoli tak zarządzać przesyłem energii, by w żadnym miejscu nie powstawały niedobory ani przepięcia. Przy produkcji energii z OZE jednym z ważnych czynników jest pogoda. System musi brać pod uwagę nie tylko to, ile energii może się pojawić w sieci w ciągu kilku najbliższych godzin, ale także to, jakie będzie w tym czasie na nią zapotrzebowanie – tłumaczy dyrektor MCB.

• 

MCB nawiązuje relacje z kolejnymi podmiotami. – Współpracujemy z przedsiębiorcami o bardzo zróżnicowanej wielkości, od korporacji o zasięgu międzynarodowym (KGHM, TIMET), przez firmy średniej wielkości (DACPOL), po nowe ambitne, kilkuosobowe start-upy. Oczywiście, kilkuletnie projekty badawcze są dla nas najlepszą opcją, gdyż dają stabilność tematyczną i finansową zespołu na dłużej. Jednakże wiele maszyn może być wykorzystywanych do prostych, krótkich zleceń, np. tomograf rentgenowski, mikroskop elektronowy czy piec łukowy – mówi ks. dr inż. Marek Muzyk.

Realizowane tu prace badawczo-rozwojowe znajdą konkretne zastosowanie w przemyśle i administracji samorządowej. MCB rozpoczyna współpracę także z jednostkami samorządu terytorialnego Mazowsza, szczególnie w zakresie projektów związanych z bezpieczeństwem oraz badaniami środowiskowymi.

Jerzy Gontarz
Zobacz artykuł o Centrum Żywności i Żywienia SGGW