Что такое машины Голдберга
Официальный девиз Кубка Голдберга-2017 – «Несерьезный формат для серьезной цели», ведь машины Голдберга всегда имеют очень простую конечную функцию – например, запустить воздушный шарик, но достигается эта цель незаурядными и многократными инженерными действиями. Главный принцип машин – это принцип домино, когда одно действие запускает следующее. Обычно первый импульс задается человеком, который начинает цепочку передачи энергии: толкает шарик, раскачивает маятник, сбивает брусок с поверхности, например. И затем эта энергия передается другим механизмам: шарик падает на качели, качели катапультируют мешок с водой, который ударяется об иглу, и так далее. Самое важное, что действия должны следовать друг за другом без остановки, а в конструкции не должны использоваться внешние источники питания, хотя в механизмы можно встроить батарейки или аккумуляторы.
Свою историю машины Голдберга начали с рисованных карикатур. В начале прошлого века нью-йоркский художник Руб Голдберг рисовал для газет изображения чрезвычайно сложных машин, которые выполняли простое действие. Аллегорически рисунки высмеивали сам случай того, когда человек пытается сделать простые вещи слишком запутанными способами. Но идея прижилась, и похожие карикатуры стали появляться в журналах по всему миру, а в 1949 году в Университете Пердью в США состоялся первый конкурс машин Голдберга среди студентов. Постепенно аналогичные конкурсы появились и в других странах, и сейчас их участники показывают не только свои инженерные способности, но и художественный вкус. Ведь один из критериев оценки машин Голдберга на конкурсах – это наличие спецэффектов, эстетичность работы конструкции, оригинальность идеи.
Чтобы понять, насколько разнообразной и действительно красивой может быть машина Голдберга, достаточно посмотреть клип группы OK GO на песню This Too Shall Pass. Финальное действие, выброс зонтиков, в клипе осуществляется только после длинной, почти трехминутной цепочки других действий. В клипе задействованы все традиционные элементы для машин Голдберга: мячи, качели, вода, потоки воздуха, маятники и другие источники кинетической энергии. При этом в ролике есть так называемые внешние спецэффекты, то есть те, которые не участвуют в цепочке действий, а используются только для визуально красивой картинки.
Что за Кубок Голдберга
В этом году в России впервые проводятся соревнования по созданию машин Голдберга. Мероприятие проходит при поддержке Российской венчурной компании и проектного офиса федеральной программы по созданию Центров молодежного инновационного творчества (ЦМИТ). В отборочном этапе конкурса участвовали 58 команд из 26 регионов страны от Дальнего Востока до Центральной России, 180 студентов из 43 университетов.
«Машины Голдберга позволяют показать не только инженерные компетенции ребят, но и творческие. Поэтому в одной команде должны быть люди разных специальностей, в том числе, дизайнеры, проектировщики. В России машины Голдберга не очень известны, и многие участники нашего кубка узнавали о них впервые. Хотя в стране есть различные мероприятия, где можно потренироваться делать такие машины. Например, на соревнованиях Word Skills есть секция по разработке машин Голдберга, а один из наших судей отборочного этапа, Анатолий Шперх, ведет курс инженерного творчества для школьников с элементами машин Голдберга и организует соревнования по созданию marble machine, то есть конструкторов-лабиринтов. Мы же на Кубке Голдберга-2017 подняли такое инженерное творчество на новый уровень. Участники соревнований должны были разработать и спроектировать свою машину полностью с нуля», – прокомментировала координатор Кубка Голдберга в России Юлия Голубева.
Для того, чтобы участвовать в соревновании, студенческим командам следовало сначала предоставить описание своего проекта. К командам, которые прошли этот отборочный этап, присоединялся ментор от организаторов кубка, который давал разработчикам советы по созданию машины. Все команды получили денежные гранты от Российской венчурной компании на строительство своих конструкций. Финал конкурса состоится 19 и 20 октября на Всемирном фестивале молодежи и студентов в Сочи. Итоговые запуски машин покажут одиннадцать команд из Санкт-Петербурга, Республики Башкортостан, Томской, Пензенской, Свердловской областей и Красноярского края. Команда-победитель получит денежный приз от Лиги Голдберга и специальный приз от проектного офиса программы ЦМИТ – поездку на международный форум Fab14 в Тулузе (Франция) в 2018 году. На форум съезжаются представители международных студенческих ФабЛабов, то есть мастерских инженерного творчества.
Машины финалистов конкурса рассказывают об изучении экологических проблем, о производстве меди, комически обыграют студенческую жизнь. Некоторые работы выполнены в стилистике популярных фильмов, старых игр, поп-арта, научной фантастики. Живые растения, игрушечные человечки, поезда, самолетики и машинки, роботы-манипуляторы, маятники Ньютона и другие самые необычные компоненты будут падать, катиться, примагничиваться, открываться, нажимать на кнопки и запускать секретные спецэффекты.
Согласно правилам конкурса, минимальное число шагов машины, то есть действий, должно быть 15, а работа машины до финального действия должна занимать не менее 20 и не более 120 секунд. При этом любые отлетающие элементы не должны покидать объем машины в восемь квадратных метров. Таким образом, перед участниками стоит действительно сложная инженерная и художественная задача, требующая точных расчетов и оригинальной мысли.
Машина сборной Университета ИТМО покажет фильм ужасов
От Университета ИТМО в финале Кубка Голдберга будет участвовать команда «Арикатон», сборная из пяти студентов факультета систем управления и робототехники. Ребята разработали машину с использованием традиционных элементов, то есть мячей, воды, качелей, воздушных шариков. Ставку в своем проекте они делают на визуальное оформление: конструкция будет сделана в стилистике фильма ужасов «Оно» по произведению Стивена Кинга, недавно прошедшего в прокате, а конечное действие будет запускать показ фильма на ноутбуке.
Работа машины сборной Университета ИТМО начинается с того, что человек отпускает гелиевый красный шарик. Шарик поднимается вверх и выводит из равновесия горизонтальную доску, сделанную из фанеры со стальным шариком, лежащим по центру. Он скатывается по наклонной плоскости и за счет магнитов, расположенных на нем, и кнопке включает заранее ослабленную кнопку вентилятора. Вентилятор приводит в движение бумажный кораблик с маленькой бритвой, привязанной ко дну. Корабль начинает движение под действием воздуха в стеклянной емкости, с находящемся в ней полиэтиленовым мешочком с красной водой. Бритва на дне корабля разрезает мешочек, вода становится красной. Нос корабля при остановке на другом берегу, опять же за счет магнитов между низом корабля и краем поддона, толкает стальной шарик, находящийся на небольшой платформе, после удара шарик скатывается по желобу из ПВХ трубы до загадочной коробки, останавливаясь в углублении с кнопкой. В коробке находится устройство в форме руки, которое при нажатии кнопки активируется и затягивает шарик внутрь. Шарик по желобу попадает на качели, которые убирают механизм, сдерживающий книгу. Книга раскрывается и толкает цилиндрическую бутылку с красной жидкостью. Бутылка упирается в предварительно затупленный нож, который подвижно закреплен на краю доски. Нож описывает полукруг и толкает кукол, стоящих на поверхности ниже. Куклы падают одна за одной по принципу домино. Последняя приводит в действие гильотину падением на кнопку. Гильотина отрубает заранее подготовленной кукле голову. Отрубленная голова держится на закрученной вокруг электросвечки нитке. Голова совершает обороты вокруг свечи и приводит в движение шарик, находящийся на желобе от трубы ПВХ. Шарик скатывается и приводит в действие карусель, которая работает по принципу мельницы и состоит из фанерных досок и декоративных украшений. Из карусели выкатывается новый шарик, скользит по желобу от трубы ПВХ и попадает в колодец. Пройдя колодец, шарик закатывается в дверь домика. Ноутбук, замаскированный под заброшенный домик, будет стоять лицом к зрителю, и после того, как шарик закатывается в открытую дверцу домика, он сбивает одну из дощечек, входящих в каркас здания. Дощечка падает прямо посередине ноутбука на «пробел», экран загорается и включается фильм «Оно».
«Изначально мы не делали никаких расчетов, просто сделали чертеж машины, по которому и собрали конструкцию. При этом у нас не было достаточно времени, и некоторые шаги мы дорабатываем уже здесь, в Сочи. Отходить от предоставленного на конкурс чертежа по правилам нельзя. Так как мы участвуем в таком соревновании впервые, а узнали о нем практически в последние дни подачи заявок, то мы делаем акцент не на инженерной части машины, а на художественной», – прокомментировал капитан сборной Университета ИТМО Станислав Рыжов.
Идея сделать машину Голдберга в стиле «Оно» пришла очень просто: накануне ребята сходили в кино. При этом в ходе разработки студентам не потребовалась помощь ментора, весь проект они спроектировали и собрали самостоятельно. Во время работы над машиной Голдберга ребята вдохновлялись абсолютно разными видео на данную тематику, но больше всех им запомнилось творение австрийской компании Red Bull GmbH. Эта работа является примером сплоченной команды, каждый участник которой четко знает свою роль и осознает ее важность. Кроме того, мало кому удается так креативно прорекламировать свой продукт, подчеркнули студенты Университета ИТМО.
На отборочном этапе команда вуза набрала 25 баллов, в то время как текущий лидер конкурса, команда Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы, получила 29 баллов.
Посмотреть финал конкурса и увидеть яркую машину команды Университета ИТМО в действии можно будет с помощью прямой онлайн-трансляции на сайте Лиги Голдберга, которая начнется 20 октября в 9:30 утра. Финальные запуски машин стартуют в 10:30 утра. Кроме того, зрители смогут проголосовать за самую понравившуюся машину.
UPD:
Результаты Кубка Голдберга-2017
I место — BSPU_Team (БГПУ им. М. Акмуллы, Уфа). Приз: 50 000 рублей и поездка на международный форум Fab14 в Тулузе (Франция) в 2018 году
II место — НЭЛ (сборная ПГУ и Пензенского филиала ВА МТО, Пенза). Приз: 30 000 рублей
III место — Mad_buG (СПбПУ, Санкт-Петербург). Приз: 20 000 рублей
Приз зрительских симпатий — Арикатон (Университет ИТМО, Санкт-Петербург).
