РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Пять изобретений школьников, которым позавидуют стартаперы

«Популярная механика» изучила перспективные и интересные технологические проекты, которые вышли в финал Всероссийского конкурса Rukami, и попросила нескольких авторов поделиться своей историей.
Пять изобретений школьников, которым позавидуют стартаперы
pixels.com

Перчатка-тренажер для абилитации после инсульта

Автор: Софья Юркина, 16 лет.
Город: Барнаул.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Пережившим инсульт пациентам приходится много работать над восстановлением поврежденных нейронных связей. Нарушение мелкой моторики рук — одна из сопутствующих проблем, для решения которой используют разные инструменты, в том числе, специальные перчатки-тренажеры. Существует несколько видов — от простых, в которых пациент просто сжимает и разжимает ладонь, до более продвинутых, с биологически обратной связью. В них специальные датчики анализируют силу сжатия ладони, а связь с компьютерной игрой подкрепляет стремление качественно выполнить тренировку. Однако такие устройства рассчитаны на людей, которые утратили определенные навыки после инсульта, но не подходят детям, которые перенесли его в раннем возрасте и им еще необходимо приспособиться к жизни. Софья Юркина задумалась о разработке тренажера для таких детей, когда ее бабушка усыновила ребенка. После операции на сердце в раннем возрасте он пережил инсульт, в результате чего почти полностью потерял зрение и имеет проблемы с двигательной активностью. Софья разработала перчатку с учетом всех этих особенностей — благодаря датчикам изгиба измеряется сила сжатия, и при достаточном нажиме начинает играть музыка или звук, в зависимости от режима. При этом, в отличии от аналогов, устройство не требует проводного подключения к компьютеру. Выполнение программы выполняется внутри платы, а питание поступает от аккумулятор. Также звук из перчатки передается по Bluetooth на колонку или наушник. 

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Для подобных детей очень важно проводить курсы не только реабилитации, но и абилитации, то есть присваивания новых навыков. Изначально я сделала перчатку как простую игрушку, но в дальнейшем трансформировала ее в полезный инструмент для восстановления. Это была моя первая крупная работа с использованием Ардуино, поэтому всему приходилось учиться с нуля. Если ещё конструированию, созданию схем и пайке меня научили на робототехнике, то многие аспекты программирования и работы с пациентом для меня были в новинку. Но всегда нужно учиться чему-то новому, особенно, если занимаешься полезным проектом. Конечно, еще есть над чем поработать — оформить перчатку в удобный для пациента корпус, вывести из состояния прототипа и провести дальнейшие тестирования с другими детьми. Но все усилия оправданы — таких детей, как у нас в семье, много по всему миру, и для них тоже нужны свои тренажёры», — поделилась Софья Юркина.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Умная гибридная система электроснабжения

Авторы: Владислав Титов, 15 лет; Даниил Рыбин, 16 лет; Владислав Горелов, 14 лет;
Михаил Васильев, 15 лет; Даниил Мухачев, 14 лет; Иван Финогентов, 16 лет.
Наставник: Евгений Добринский.
Город: Белгород.

Экология и будущее нашей природы в надежных руках, пока дети интересуются зеленой энергетикой и после уроков разбираются в устройстве водородных генераторов. Так, команда школьников из Белгорода решила разработать «умную» гибридную систему электроснабжения с обратной связью. Ребята создали функциональную модель электростанции с двумя видами альтернативных источников энергии в основе — солнечной панелью и водородными топливными элементами. Самую важную начинку или «мозг» системы представляет собой виртуальная электростанция, которая управляет потоками электроэнергии и оптимизирует их использование в системе без внешнего воздействия человека. Хотя ручное резервное управление также предусмотрено. В качестве потребителей электричества в модели разработчики установили освещение, аварийный радиомаяк, звуковую сигнализацию, обогреватель и водяную помпу. Каждому присвоен определенный уровень значимости и в случае нехватки энергии, система автоматически отключает потребители с низким приоритетом в пользу более приоритетных. Такая станция не только помогает решить проблему ожидаемого топливного дефицита, но еще и полностью перейти к экологичным возобновляемым источникам энергии.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Самой сложной задачей стало создание визуальной части, пришлось много разбираться в программном обеспечении для этой цели. На просторах интернета нашлось всего 2-3 ролика, которые объясняли самые основы. Так что мы пробовали настраивать систему самостоятельно и смотрели, что получалось, — рассказал Владислав Титов. — Вообще во время работы над проектом я сильно прокачал навыки поиска информации, которые очень помогают во всем. А еще научился организовывать людей в команде и повысил общую работоспособность. Бывали дни, когда мы приходили в 10 утра и возвращались домой в 9 вечера, но было очень интересно. Я сильно заинтересовался зеленой энергетикой, ведь в перспективе она может снизить пагубное влияние на экологическую обстановку. Работая над нашим проектом, я захотел связать свою жизнь с технологиями и углубиться в изучение водородных генераторов. Сейчас водородная энергетика считается одним из наиболее перспективных альтернативных источников энергии». 

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Бионический протез руки CyberBionic

Авторы: Данил Седых, 18 лет; Максим Валяев, 18 лет; Павел Таскаев, 17 лет;
Дмитрий Иванов, 18 лет; Владислава Гайнанова, 17 лет.
Город: Новосибирск.

Как и некоторые другие финалисты конкурса, команда из Новосибирска решила внести вклад в сферу здравоохранения и поработать над улучшением качества жизни людей. Ребята создали работающий прототип бионического протеза, который считывает мышечные импульсы и воспроизводит движения руки человека. Корпус выполнен из напечатанных на 3D-принтере деталей, а электронная оснастка состоит из авторских печатных плат, датчика мышечных импульсов, микроконтроллера, сервоприводов и блока аккумуляторов. И самая главная часть проекта — программный код или прошивка, которая является важным звеном между человеком и электроникой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«В один период я увлекся популярной игрой про андроидов, а на выходных достаточно часто передвигался по городу. В общественном транспорте и на улице я видел много людей с ампутированными конечностями. Тогда я подумал, что мог бы сделать для них протез и ребята из команды меня поддержали. Буквально за полтора месяца мы довели идею до первой победы на городском хакатоне, — поделился капитан команды Данил Седых. — В мире происходит очень много ДТП, производственных травм, случаются генетические нарушения при развитии плода и все это становится причиной разного рода проблем с конечностями. Соответственно, нуждающихся людей много, но мало кто может себе позволить не косметический, а элетробионичесеий протез. Наша разработка дешевле конкурентных протезов и почти не уступает им в функционале. К тому же, мы с ребятами нашли всего двух отечественных производителей протезов. Надеемся, в будущем мы уже будем достаточно развиты, чтобы обеспечить нуждающихся людей не только протезами рук, но и ног — это, конечно, сложнее, но стоит хотя бы начать. Сейчас мы делаем протез четырех пальцев правой руки для реального человека, нашего первого клиента».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

FINKA — умный дом

Авторы: Дарья Морозова, 17 лет, София Олейник, 17 лет, Даниил Бобылев, 17 лет.
Наставник: Марина Матвеева.
Город: Ижевск

В фантастических фильмах про будущее часто можно встретить сцены, в которых герой управляет домом через виртуального помощника с искусственным интеллектом. Разработчики систем Умного дома стремятся по-максимуму снять с человека ежедневную рутину по решению разных бытовых задач — от управления освещением и мультимедиа до заказа пиццы. Школьники из Ижевска пошли дальше и решили воплотить идеи из кинематографа — сделать не просто Умный дом, а собеседника, всегда готового прийти на помощь и поддержать разговор. Их проект FINKA представляет собой устройство с системой датчиков, исполнительных устройств и управляющего центра Умного дома. Ключевым и основным элементом этой системы является хаб в виде коробки с голограммой внутри — девушкой по имени FINKA. Она будет управлять освещением, системой безопасности, видеонаблюдением, климат-контролем, вести чат с пользователем, взаимодействовать с бытовой техникой, работать как поисковая система и т.д.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Над этим проектом я начала работать около двух лет назад, мне кажется это очень интересная область и за подобными разработками будущее. Такие системы будут полезны не только тем, кто хочет избавиться от лишних хлопот, но и маломобильным людям, которым нужна помощь в быту и просто не хватает общения. Вообще в приоритете для нас социальная сфера, но в перспективе мы также рассматриваем внедрение разработки в образовательную среду. Поэтому мы много внимания уделяем визуальному образу, чтобы его возможно было индивидуально подобрать под каждую цель и людям было комфортно взаимодействовать с системой», — рассказала главный разработчик ПО для FINKA София Олейник.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Робот-сапер «Квантограбер»

Автор: Илья Киров, 13 лет.
Наставник: Сергей Киров.
Город: Иваново.

Роботы становятся верными помощниками человека, особенно в профессиях, связанных с физически тяжелым трудом и высокими рисками для жизни. Эта мысль вдохновила 13-летнего школьника из Иваново создать робота-сапера, который представляет собой машину на четырехколесной платформе с манипулятором-клешней. Робот оснащен тремя камерами, с его помощью можно дистанционно обследовать опасные объекты, транспортировать их в безопасное место или установить на них взрывчатку, чтобы уничтожить на месте. Оператор может следить за действиями робота на мониторе и управлять им с помощью пульта. В мире существует несколько аналогов подобных роботов, однако весят они гораздо больше и стоимость стартует от 2,5 млн рублей. Разработка Ильи весит около трех килограмм и стоит порядка 90 тыс рублей, поэтому сразу вызвала интерес взрывотехников из местного ОМОНа. Сотрудники подразделения организовали для робота тест на профпригодность и провели учения по обезвреживанию бутафорской мины. «Квантограбер» успешно справился с испытанием, а еще занял второе место на Всероссийских соревнованиях Rescue Robot, которые проходили под эгидой МЧС. 

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Изначально мы пытались изготовить робота из металла, но получалось плохо. Поэтому, помимо всего прочего, мне пришлось разобраться в 3D-моделировании и напечатать на 3D-принтере 48 детале    й, из которых состоит робот. Вообще мы очень долго шли к финальному варианту, который видим сейчас. Очень рад, что "Квантограбер" высоко оценили реальные взрывотехники. Тем не менее, я не планирую останавливаться на достигнутом и хочу еще поработать над модернизацией робота», — рассказал Илья Киров. 

Всего в финал всероссийского конкурса проектов Rukami Кружкового движения НТИ вышли 100 технологических проектов из 28 регионов России. Среди них как сложные технологические изобретения в категории профи, так и проекты на ранних стадиях разработки в номинации «старт». Участники предлагали не только инновационные решения в сфере робототехники, биотехнологий и работы с большими данными, но и креативные проекты на стыке технологий и искусства в категории ART. Финалисты станут участниками образовательного интенсива Rukami, а также посетит CERN с виртуальной экскурсией. Победители конкурса будут определены на Международном киберфестивале идей и технологий Rukami 28-29 ноября 2020 года.

Загрузка статьи...