Школьники изобретают роботов буквально для всего, а еще компактные ортезы и умные установки для растений. Медиа про воспитание и образование детей «Мел» собрало самые интересные проекты с научно-практических конференций для школьников: «Старт в медицину», «Инженеры будущего», «Наука для жизни» и «Курчатовский проект — от знаний к практике, от практики к результату».
Гаджеты для дома
1. Умный горшок для растений
Авторы: Руслан Гусев, Александра Акимова, Дарья Савенкова, 9-й класс, школа № 1532
Что умеет: Автоматическая система управления следит за влажностью почвы и освещением, при необходимости включает свет и поливает растение водой. Цветной дисплей отображает информацию о состоянии растения и почвы в режиме реального времени.
«Когда люди уезжают на длительный срок, не всегда есть возможность ухаживать за цветами. А тут можно задать необходимую влажность воздуха и почвы, установить уровень освещения для поддержания жизнедеятельности растения и оставить растения», — объясняет Александра.
2. Умные настольные часы
Авторы: Александр Бабов и Анвар Базаров, 9-й класс, школа № 1392 имени Д. В. Рябинкина
Это устройство для тех, кого беспокоит, насколько качественный микроклимат в помещении и конкретно около рабочего стола. Часы, кстати, будут стоить дешево, чуть больше тысячи рублей.
Что умеют: Могут выполнять функцию настольных часов, показывать влажность и температуру воздуха. Есть bluetooth-модуль, через который школьники сделают систему голосового управления. Просишь смартфон поставить будильник на семь утра — и он это делает. Его не надо касаться, и ничего не надо ничего настраивать.
3. Биоупаковка для еды
Авторы: Ксения Зайцева, Елизавета Фролова, София Ткачева, 7-й класс, Курчатовская школа
Съедобная упаковка для школьных завтраков. Школьницы заметили, что еду обычно заворачивают в синтетику, которую потом трудно утилизировать. Такая же проблема с пластиковыми контейнерами и одноразовой посудой.
«Мы создавали первые три пленки из глицерина, воды и кукурузного крахмала. Взяли два бутерброда: один с колбасой, а другой с сыром. Наши пленки биоразлагаемые, они растворяются в воде. Мы завернули в них еду и положили ее в рюкзак. Мы проходили семь уроков с этими бутербродами, пришли домой и открыли рюкзак. Там, где бутерброд был с сыром, ничего не изменилось. А там, где бутерброд был с колбасой, пленка размокла. Поэтому эту пленку можно использовать только один раз», — рассказывают семиклассницы.
Несмотря на то что получившиеся пленки действительно съедобны, есть их людям школьницы все-таки не рекомендуют. Главное, что их могут поглощать микроорганизмы — и это позволит решить проблему утилизации.
4. Бюджетная bluetooth-колонка
Авторы: Тимофей Орлов, Савелий Долотов и Владимир Матвеенко, ученики школы № 648
Школьники сэкономили на корпусе. Сделали из пластиковых труб для сантехники. Внутрь поместили bluetooth-модуль, аккумулятор и динамики. В качестве инструментов для сборки конкурсанты использовали паяльник и термопистолет. Такая технология, по мнению старшеклассников, позволит каждому желающему самому собрать дома аналогичное устройство.
Здоровье и медицина
5. Обучающий манекен
Авторы: Максим Муравчук, 9-й класс, школа № 491, при участии Виктории Демьяновой и Дарьи Семиной
Что умеет: Манекен демонстрирует работу внутренних органов.
«Нажав на кнопку, мы увидим процесс кровообращения, — показал Максим. — Сердце — это насос, к нему подведены силиконовые трубочки. Вместе это все создает имитацию циркуляции крови в организме. Спускаемся чуть ниже и видим прозрачные колбочки, в которые вмонтированы фильтры, это почки. Манекен может вращать головой. Мышцы шейного отдела — это сервопривод. Также у манекена имеется свое собственное зрение — это камера», — рассказывает Максим.
6. Компактный ортез
Автор: Татьяна Страмоус, 9-й класс, школа № 548
Что умеет: Фиксирует поврежденные суставы и помогает в процессе реабилитации. Благодаря своей компактности он может использоваться, например, туристами.
«Я создавала эргономичный ортез для того, чтобы его можно было применять в различных условиях. Допустим, это могут быть экспедиции в труднодоступные места, где нет возможности быстро обратиться к врачу. Также можно использовать его в городе при получении травм конечностей, когда нужна срочная фиксация», — рассказала Татьяна.
Проект уже одобрили в МИФИ, на базе вуза Татьяна планирует продолжать исследования и создавать новые вариации ортеза.
7. Робот-компаньон
Автор: Ксения Фролова, 9-й класс, Бауманская инженерная школа № 1580
Что умеет: Устройство может следить за здоровьем пациента, вовремя предлагать ему принять лекарство и общаться с ним. Целевой аудиторией станут пожилые люди, которые забывают принимать медикаменты и в то же время хотят общения.
«В дальнейшем планирую обеспечить оптимальные условия хранения медицинских препаратов внутри устройства, а также внедрить игры, видеосвязь с врачом, родственниками. Внедрение нейронных сетей также будет отличным вариантом развития моего проекта», — говорит Ксения.
8. Напоминалка для пожилых людей
Автор: Филипп Фомин, 9-й класс, образовательный центр «Протон»
Чтобы пожилые люди не забывали пить лекарства, школьник добавил в обычную таблетницу модуль, который будет подавать звуковой сигнал в нужное время. Кроме того, Филипп оснастил устройство небольшим монитором для удобства управления.
«Мой проект будет людям в пожилом возрасте напоминать, когда у них прием врача, когда прием лекарств или когда у них важные встречи или звонки. Суть проекта заключается в том, что человек вводит с компьютера все данные в напоминалку и на ней будет отображаться в нужное время нужная информация», — объяснил Филипп.
9. Корректор осанки
Автор: Сергей Хранцкевич, 10-й класс, школа № 641
Устройство будет следить за правильным положением тела. Оно автоматически подаст звуковой и тактильный сигнал, если человек не будет держать спину ровно.
«Ребенок решил посидеть за монитором, поиграть во что-нибудь, родители на него надели и включили устройство. Оно будет записывать все углы наклона и считать количество отклонений от нормы. Когда ребенок закончит сидеть, родители просто смогут посмотреть на экране, сколько отклонений было и в каком положении находилась спина ребенка», — рассказал разработчик.
10. Виртуальный учебник по перевязке
Автор: Даниил Мариновский, 8-й класс, школа № 1995
Программа «МедПом», с помощью которой можно научиться оказывать первую помощь при кровотечениях: «Программа состоит из двух блоков. Первый блок — обучающий, здесь представлена теория. Второй предполагает прохождение тестирования. Мой проект отличается от обычных тестов наличием теории, графической информации и формы с подсчетом баллов», — объяснил Даниил.
Программа позволяет учиться в игровой форме и может стать хорошим подспорьем на уроках биологии и ОБЖ.
Спасение жизней
11. Робот-спасатель
Автор: Александр Даньшин, 9-й класс, школа № 843
Что умеет: Спасать утопающих. Устройство способно работать автономно или под управлением оператора, передвигаться как по воде, так и по суше, дистанционно оценивать ситуацию. В случае необходимости человек может схватиться за него как за спасательный круг: конструкция специально рассчитана на вес взрослого человека. На борту робота есть необходимый набор медикаментов, которыми человек сможет воспользоваться, если будет находиться в сознании и нуждаться в них.
«К следующему году я планирую сделать образец, который можно будет отправить для работы на настоящем месте происшествия. Я планирую собрать команду, найти опытного программиста, который сможет запрограммировать робота. Вместе мы уже выйдем с опытным образцом», — рассказал Александр.
12. Пожарный тренажер
Автор: Роман Логунов, 9-й класс, школа № 1468
Компьютерное приложение, которое научит правильно действовать при пожаре. По сути, это игра в виртуальном трехмерном пространстве. Роман сам сделал модели и текстуры.
«Игрок надевает очки и начинает идти по сюжету. Сначала он появляется в квартире, где огонь везде. Ему в наушник подаются голосовые команды, чтобы он мог понять, куда идти и что делать. Первый этап — подобрать телефон, чтобы вызвать спасателей. После этого по рекомендациям игрок может пройти в ванную комнату, чтобы взять влажную тряпку и приложить ее к лицу. Далее он должен выйти из ванной комнаты и найти выход из квартиры. Выход есть, но над ним висит горящая доска. Нужно найти огнетушитель и потушить ее. После этого игра окончена», — рассказывает Роман.
13. Летающий мост
Автор: Артемий Кириллов, ученик школы № 1535
Проект временной переправы поможет в экстренных ситуациях спасать людей и станет незаменимым спутником туристов, которые отправляются в поход в труднодоступные места. Суть задумки — использовать для возведения пешеходного моста беспилотники. По расчетам старшеклассника, это поможет оборудовать переправу достаточно быстро, примерно в течение одного часа.
Электричество и энергия
14. Самонаводящаяся солнечная панель
Автор: Никита Борзыкин, 11-й класс, школа № 1566
Никита изучил работу солнечных панелей и пришел к выводу, что существующие устройства недостаточно эффективны из-за того, что свет зачастую падает на них не под оптимальным углом. Панель, изобретенная школьником, будет сама поворачиваться к солнцу. Для этого он разработал алгоритм слежения за расположением источника света. Панель не зависит от GPS и может работать автономно, несмотря на погодные условия.
«Когда источник света меняет положение, панель следует за ним. Это может использоваться во многих регионах с переменной интенсивностью света, и, таким образом, можно значительно увеличить выработку электроэнергии», — рассказал Никита.
15. Солнечная электростанция
Автор: Григорий Битков, 11-й класс, школа № 625
Электростанция сделана на основе термопар и сферических зеркал в качестве отражателей. По итогам эксперимента старшеклассник пришел к выводу, что подобные электростанции могут быть эффективнее обычных панелей. Однако в условиях средней полосы России они проигрывают в эффективности другим возобновляемым источникам энергии, например ГЭС. Но в солнечную погоду их все же можно использовать для зарядки аккумуляторов.
«Установка состоит из четырех вогнутых зеркал, которые концентрируют солнечные лучи, попадающие на установку, в точке фокуса. В этой точке фокуса находятся термоэлементы от термопар. Они нагреваются, поскольку здесь получается довольно высокая температура, до 250 градусов, и преобразовывают полученную тепловую энергию в электрический ток», — рассказывает Григорий.
16. Двигатель на ионах
Автор: Арсений Апенышев и Павел Войтенок, 10-й класс, школа № 1542
Усовершенствовали двигатель, работающий на основе ионизации частиц.
«Для подачи высокого напряжения мы собрали высоковольтный генератор электрического тока, который питался от компьютерного блока по линии 12 вольт. Этот ток преобразуется в высоковольтный — 12 киловольт. Он попадает на две сетки: сетку эмиттера, куда подан положительный заряд, и сетку коллектора, куда подан отрицательный заряд. Благодаря высокому напряжению вблизи тонких иголок эмиттера возникает коронный разряд, вследствие этого частицы, находящиеся вблизи, ионизируются и начинают свое движение от сетки эмиттера к сетке коллектора. В процессе своего движения они захватывают частицы воздуха и увлекают их за собой, вследствие этого возникает воздушный поток», — поясняют авторы.
17. Электричество из гейзеров
Авторы: Макар Васильев и Иван Караулов, 9-й класс, школа № 1420
После создания нужных чертежей старшеклассники разработали из подручных материалов прототип — уменьшенную копию геотермальной электростанции.
«Под давлением пар крутит лопасти турбины, соединенной с электрогенератором. В результате чего вырабатывается электрический ток. Геотермальная энергия является наиболее дешевой из всех альтернативных источников энергии», — подчеркивают юные исследователи.
По итогам работы школьники пришли к выводу, что наиболее подходящий регион для таких электростанций — Камчатский край.
18. Компактный синхротрон
Авторы: Варвара Громакова, Кирилл Сибагатулин, Сергей Костенко и Леонид Егоров, ученики школы № 1557
Дети решили создать бюджетную установку для школьников, чтобы те лучше понимали принципы работы синхротрона.
«Это бактерицидная лампа с ионами ртути, — показывают школьники. — У нас есть электронные приводы с магнитами, которые двигают сами магниты, приближая их и отдаляя. Тем самым меняется магнитное поле, вырисовывается другой рисунок движения. Мы можем наблюдать их траекторию, изменение магнитного поля».
По мнению разработчиков, проект станет подспорьем для популяризации синхротронных направлений не только в школах, но и в вузах.
Для города
19. Автономные и экономичные уличные фонари
Авторы: Василий Зубрев и Данияр Атауллин, 10-й класс, школа № 1795
Подростки решили оптимизировать систему уличного освещения в городах. Они предложили сделать фонари автономными, а привычные лампы заменить на энергосберегающие.
«Наша установка работает от энергии ветра и солнца. На верхней части находится ветрогенератор, лопасти сделаны специальным образом, чтобы они крутились в одну сторону независимо от направления ветра. Также тут установлены батареи, которые работают от солнечного света. Это пока прототип, полномасштабную установку мы планируем сделать на территории нашего школьного отделения», — рассказывают десятиклассники.
20. Умная зебра
Автор: Алина Калабухова, 7-й класс, школа № 1409
Пешеходный переход, который автоматически будет следить за безопасностью движения. При запрещающем для пешеходов сигнале светофора он будет подсвечиваться красным цветом и перекрывать тротуар, чтобы нельзя было перебежать дорогу.
«Красный сигнал светофора я решила усилить зеброй со световой индикацией и столбиками в виде ограждений. Гипотеза моей работы — в результате внедрения программно-аппаратного комплекса „Умная зебра“ получится обеспечить максимальную безопасность и удобство на пешеходном переходе», — объясняет Алина.
21. Фабрика еды
Автор: Роман Бужор, 10-й класс, школа № 1474
Конвейер, в котором одни модули принимают заказы, а другие — готовят. Вся система работает по запросам с сайта и может быть использована для приготовления еды по заказам клиентов. Подобными фабриками еды можно оснащать и рестораны.
22. Робот-уборщик
Авторы: Игорь Зоркин, Владислав Егоров, 11-й класс, школа № 1560 «Лидер»
Что умеет: Робот создан для уборки улиц и дворов. Он может работать автономно в круглосуточном режиме. Робот сам будет осуществлять мониторинг вверенного ему участка и следить за его чистотой.
«Корпус модели сделан из стальных деталей, сзади и спереди стоят парктроники, что позволяет ему автономно двигаться по маршруту. По краям — четыре мотора, амортизаторы и прорезиненные гусеницы. Также есть ковш спереди, который позволяет убирать листья и снег», — объяснили создатели.
23. Робот-помощник библиотекаря
Авторы: Кирилл Морсин, Клим Борисов, Иван Акимов, 10-й класс, школа № 1560 «Лидер»
В качестве аналога подростки решили использовать роботов, которые работают на складах. Конструкция представляет собой платформу с подъемником, оборудованную ультразвуковыми датчиками. Старшеклассники использовали конструктор TETRIX MAX. Их устройство может не только доставлять книги, но и различать и объезжать препятствия. Робот способен перевозить до 10 килограммов груза.
Водная стихия
24. Экологический беспилотник
Автор: Никита Барков, 10-й класс, школа № 1375
Что умеет: Робот сможет оценивать чистоту воды в реках, прудах и озерах. Это коптер, который автономно анализирует состав воды, выявляя вредные примеси.
«Устройство проводит забор водных масс из водоемов. По трубкам они переходят через насос в емкость. После этого в них проводится химический анализ с помощью жидкого реагента, например на кислотность воды. Реакция проходит моментально, и раствор окрашивается в нужный цвет, затем оператор получает данные на свой компьютер и сравнивает по специальной ленте кислотность воды», — пояснил Никита.
Источник: «Мел»
