Разработки для исследовательских задач
Некоторые участники Балтийского конкурса применили свои знания для разработок, помогающих в научных исследованиях. Так, на суд зрителям был представлен робот для исследования вертикальных поверхностей в труднодоступных для человека местностях. Робот — результат работы петербургских школьников 9 и 11 классов Андрея Лакомкина, Евгения Лосицкого и Левона Погосова.
Как пояснили создатели, человек наблюдает за его перемещениями с помощью установленной на устройстве камеры. Если исследователь хочет взять пробы или сделать детальные фотографии того или иного участка, он просто выделяет это место на экране своего компьютера, одновременно отдавая команду машине, которая собирает образцы. Робот поднимается по вертикальной поверхности с помощью специальных буров, что позволяет ему фиксироваться на любых природных поверхностях.
Еще одну модель исследовательского вездехода представили ученицы 8 класса из Петергофа Анастасия Ефимова и Елизавета Андреева. Они сконструировали мини-судно на воздушной подушке для отслеживания торфяных пожаров. Для этих целей устройство оснастили специальными датчиками. Человек может управлять аппаратом также с помощью камеры и контроллера, а разведданные с судна загружаются прямо в интернет.
«Главное преимущество такого устройства — его вездеходность. Это достигается за счет того, что судно создает малое давление на поверхность, а благодаря датчикам оно может огибать сложные участки», — отметила Анастасия.
Она рассказала, что образ такого вездехода пришел ей в голову после обычных уроков основ безопасности жизнедеятельности.
Улучшить жизнь каждого
Ученик 9 класса из Москвы Илья Тужилин разработал шляпу для слепых. Будучи обычной с виду, она оборудована внешними сенсорами и внутренними вибромоторами. Чем ближе к обладателю такой шляпы крупногабаритный предмет, тем сильнее головной убор вибрирует со стороны препятствия.
«Такое оповещение гораздо эффективнее каких-либо звуковых сигналов, потому что для слепых звук является очень важной составляющей окружающего мира», — пояснил Илья.
У школьника уже налажено взаимодействие с Всероссийским обществом слепых. Себестоимость такой шляпы составляет примерно тысячу рублей. По словам юного инноватора из Москвы, среди его родственников есть незрячие люди, что и подтолкнуло его к такой разработке. В будущем, считает Илья, ученые должны создать устройство полной замены человеческого зрения.
Другие участники выставки — школьники 8 и 10 классов из Москвы Михаил Ткаченко и Руслан Воровченко — разработали систему для отслеживания ночных приступов эпилепсии. К этой идее их также подтолкнул случай из жизни: у одного из ребят есть знакомый с этой болезнью, из-за которой он вынужден спать с родителями. Это необходимо, чтобы фиксировать все приступы для точного составления лечения. Для самих эпилептиков приступы зачастую проходят незаметно.
«Мы разработали браслет, который фиксирует ритмическое подергивание руки при приступе и посылает данные в компьютер. В будущем мы хотим передавать собранную информацию на смартфон, а само устройство сделать меньше», — прокомментировал Михаил.
Для уютного и экономичного дома
Огромные счета за коммунальные услуги не нравятся никому. Участница Балтийского конкурса из города Жодино в Белоруссии, ученица 9 класса Александра Коховец разработала свою систему озеленения крыш домов. «Зеленая» крыша будет обладать низкой теплопроводностью, а значит, зимой в доме будет сохраняться тепло, а летом — прохлада. Так можно достигнуть до 25% экономии на электроэнергии и системах кондиционирования.
«Я разрабатывала этот вид озеленения специально для крыш моего города. Зачастую дома старые, и крыши не могут выдержать таких серьезных нагрузок, как грунт. Поэтому я уменьшила его слой за счет льняного полотна и некоторых других материалов. Стоимость дома с такой крышей вырастет на 30%, но ввиду его энергоэффективности эти затраты могут окупиться уже через год. Кроме того, зеленые крыши способствуют улучшению экологии местности», — отметила Александра.
Сделать дом «умным» помогут лазерные технологии, уверен ученик 6 класса из Москвы Александр Сеюков. На основе принципа работы его лазерной арфы можно будет управлять системами дома одним взмахом руки. Вместо струн у такого инструмента — лазеры, под действием которых фоторезисторы пропускают электрический ток. Если лазер не воздействует на фоторезистор (музыкант задевает «струну»), то пропускаемость тока резистором сокращается. Это, в свою очередь, служит сигналом для компьютерной программы сыграть ту или иную ноту.
«Я раньше ходил в музыкальную школу, потом увидел лазерную арфу в интернете и захотел сделать свою, только маленькую и более дешевую. Мое устройство стоит не более 4,5 тысяч рублей и управляется всего одной программой. В будущем я хочу сделать эту конструкцию с помощью 3D-принтера. В перспективе с помощью такой технологии можно будет управлять любой системой в доме», — сказал юный исследователь.
Для сохранения здоровья
Роспотребнадзор наверняка оценит результаты моего исследования в области вакцинации цыплят-бройлеров, пошутила ученица 11 класса из Новосибирска Валентина Осипова. Совместно с Институтом экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока она проверила, как на цыплят-бройлеров будет действовать вакцина от сальмонеллеза, которая применяется на обычных курицах-несушках. Школьница доказала, что вакцина эффективна и для цыплят.
«Темы безопасности населения, качества культуры питания всегда актуальны. Обычно бройлеров пичкают антибиотиками, которые способны накапливаться в организме. Вакцина же не всасывается в ткани птицы, поэтому мясо привитого цыпленка совершенно безопасно для человека», — пояснила Валентина.
О качестве воздуха, которым мы дышим, подумал ученик 7 класса из Зеленограда Богдан Алексюткин. По его словам, он хорошо запомнил 2010 год, когда вся Россия страдала от пожаров, в том числе торфяных. Задымления и смог резко ухудшали качество воздуха. Чтобы не допустить подобного, Богдан придумал систему автоматического тушения пожаров.
«Вдоль залежей торфа располагается система труб с водой. Если случится пожар, на повышение температуры среагируют расположенные в системе датчики, и она начнет автоматически разбрызгивать воду. Установка такой системы на площади в 8,5 тысяч гектар обойдется в 600 миллионов рублей. Но ущерб от пожара на аналогичной территории исчисляется в 6,5 миллиардов рублей», — объяснил экономическую эффективность своей идеи школьник из Подмосковья.
Теория и практика
На Балтийском конкурсе немало работ представили и юные математики-теоретики, программисты. Так, Екатерина Соколова, ученица 9 класса из Североморска просчитала все возможные вариации для уравнения, при котором разность квадратов определенных чисел равна разности этих чисел в той же последовательности вычитания.
«Как-то мне в руки попала старая книга ученого Иоганна Лемана, в которой я и наткнулась на это уравнение. Никакой дополнительной информации по нему я не нашла. Поэтому решила просчитать все возможные варианты решения этого уравнения. Я считаю, что в математике, особенно в геометрии, еще многое не доказано и сможет впоследствии изменить науку, открыть новые возможности», — прокомментировала она.
Программисты из Москвы — ученики 9 и 11 классов Надя Абу Аль Лабан, Алексей Бурцев и Александр Карлин — разработали электронного помощника для всех учащихся на основе нейронных сетей. Этой программе можно сообщить задачу по любому предмету, а она выдаст пользователю ссылки из интернета, которые могут помочь в ее решении. При этом среди источников не будет тех, что сообщают готовый ответ.
«Эта идея пришла мне в голову, когда я решал одну из задач к олимпиаде и не мог понять, как это сделать. Принцип работы нашей программы основан на классификации данных. В будущем мы планируем организовать подписку на нее на платной основе», — поделился Алексей.
Сегодня, 4 февраля, на церемонии закрытия Балтийского научно-инженерного конкурса будут объявлены лучшие проекты, отмеченные членами жюри. Также будут выбраны две команды, которые отправятся представлять свои работы на конкурсы Intel ISEF в США и IFSES в Мексике.
Наталья Блинникова,
Редакция новостного портала Университета ИТМО
