Ei-lapsellinen tekniikka: miten venäläiset koululaiset luovat innovaatioita oppituntien jälkeen

Trendilaitteiden luominen ei ole vain suurten tutkimus- ja kehityskeskusten tai yliopistolaboratorioiden alainen.

Nykyään koulu voi luoda kehittyneitä älykkäitä järjestelmiä, jotka hallitsevat kotia tai laitteiden ekosysteemiä toisen planeetan asuttamiseksi.

Muse-käsineet

Tekijät:Qiu Tiansheng (17-vuotias) - kuljettaja-ohjelmoija, Alexander Makarenko (17-vuotias) - hallitusohjelmoija, Juri Korshunov (17-vuotias) - suunnittelija, Miroslav Myasnyankin (17-vuotias) - sähköinsinööri, Sergey Rasputko (17-vuotias) - PR-tuki ... Projekti voitti ART-luokan finaalin.

Muse-Gloves on käsine, joka auttaamuusikoiden on tehokkaampaa työskennellä uuden musiikin luomisessa ja kokeilla vapaasti erilaisia ​​melodioita ja instrumentteja. Tämä keksintö on erityisen tärkeä niille, jotka kirjoittavat musiikkia perinteisille soittimille. Käsine on myös hyödyllinen musiikkikoulujen opettajille esittelemään joitain musiikkitekniikoita, sointuja, arpeggioita.

Käsineen runko on 3D-tulostettu.Tiimi kehitti ja valmisti piirilevyn erityisesti laitetta varten. Käsineessä on sisäänrakennettu tehokas akku, joka kestää 4-5 tuntia yhtäjaksoista käyttöä. Anturit on myös upotettu laitteeseen: kiihtyvyysanturi, jolla selvitetään missä asennossa käsi on nyt, missä sitä käännetään. Ja käsineen tärkein osa on mikro-ohjain. Kehitystiimi käytti mikrokontrolleria BBC: ltä - Micro: bit. On erittäin kätevää ohjelmoida siihen, koska kaikki on jo sisäänrakennettu: kiihtyvyysanturi, Bluetooth-moduuli ja LEDit kauneutta varten. Tulevaisuudessa kehittäjät aikovat luoda oman mikro-ohjaimen, jotta ne eivät käytä muiden yritysten osia.

Käsine on langaton ja siihen voi muodostaa yhteydenminkä tahansa laitteen kautta Bluetooth. Graafisen käyttöliittymän avulla käyttäjä lisää kirjastoon useita "lohkoja", jotka muuttavat käsineestä tulevan signaalin musiikkisignaaliksi, minkä jälkeen se välitetään soittimille. Näiden lohkojen avulla muusikko voi mukauttaa laitteen itselleen. Kuljettajan toinen mielenkiintoinen piirre on "kohtauksen" läsnäolo, jonka ansiosta voit siirtyä nopeasti lohkosarjasta toiseen.

Esimerkiksi käyttäjä haluaa isonsahänen sormensa lähetti pianolleen C-nuotin signaalin. Tätä varten hän luo lohkon ja kirjoittaa siellä haluavansa vastaanottaa signaalin peukalosta ja lähettää nuotin "C" pianolle. Hän haluaa kuitenkin, että tämä sormi pystyy myös lähettämään E-nuotin jollekin syntetisaattorille. Tätä varten hän luo uuden kohtauksen ja laittaa siihen lohkon lähettää "E" nuotin peukalolla. Ja siirtymisestä kohtausten välillä eli valitsemaan pianon tai syntetisaattorin hän ohjelmoi etusormensa.

”Maailmassa on hyvin vähän tällaisia ​​laitteita.On erittäin halpoja, joita ei voida muokata millään tavalla. Ja on hyvin kalliita, jotka maksavat kymmeniä tuhansia euroja, mutta samalla niiden graafinen käyttöliittymä on hyvin monimutkainen: paljon numeroita, kaavioita ... Ja halusimme tehdä laitteen, joka olisi helppokäyttöinen ja edullinen. Hanskamme ensimmäinen versio maksoi 2000 ruplaa ja toinen - rungolla, laturilla ja tehokkaammalla protokollalla liitettynä - vain 3000 ruplaa ”, Qiu Tiansheng kertoo.

Mobiilirobotti "Quantgraber" -tarkastukseen ja miinanraivaukseen

Kirjoittaja: Ilya Kirov, 13-vuotias, Ivanovo. Mentori: Sergey Kirov.

Aluksi Ilya Kirov halusi tehdämaastorobotti ilman lisätoimintoja. Mutta työskennellessään hän onnistui yhdessä mentorin kanssa nykyaikaistamaan sen niin hyvin, että tajusi, että robotti voi olla erinomainen avustaja henkilölle, etenkin ammateissa, joihin liittyy kovaa työtä ja hengenvaaraa.

”Isäni on tuttu, joka työskenteleeOMON, hän piti todella robotistamme. Meitä pyydettiin jopa suorittamaan yhteisharjoituksia väärennetyn kaivoksen neutraloimiseksi. Robotti selviytyi tästä tehtävästä, ja räjähteiden teknikot arvostivat suuresti kehitystämme ”, Ilya Kirov kertoo keksinnöstään.

"Quantgraber" on nelipyöräinen autoalusta manipulaattorilla. Hänellä on kaksi kameraa, joiden avulla voit tarkastaa vaarallisia esineitä etänä. Ja siirrä nämä esineet manipulaattorikynnen avulla turvalliseen paikkaan tai aseta räjähteitä tuhoamaan ne paikan päällä. Alun perin robotin oli tarkoitus olla metallia, mutta kehittäjä ei onnistunut. Joten hänen täytyi selvittää 3D-mallinnus ja 3D-tulostus muovikotelo.

Tällaisten robottien analogeja on maailmassa useita, mutta ne painavat paljon enemmän ja niiden hinta alkaa 2,5 miljoonasta ruplaan. Lisäksi he tarvitsevat erillisen ajoneuvon.

”Robotimme maksaa noin 90 tuhatta ruplaa.ruplaa, painaa noin kilon ja voidaan kuljettaa käsin. Ja tällaisen robotin ohjaamiseen tarvitaan vain yksi operaattori, joka seuraa monitorien nykytilannetta ja antaa komentoja ”, Ilya lopettaa.

FINKA

Daria Morozova (17-vuotias) - suunnittelija, Sofia Oleinik (17-vuotias) - ohjelmoija, pääohjelmistokehittäjä, Daniil Bobylev (17-vuotias) - teknikko ja ohjelmoija.

Se on älykäs laite, joka koostuuanturijärjestelmät, toimilaitteet ja ohjauskeskus. Järjestelmän avainelementti on napa "taikuuden" muodossa, jossa on hologrammi - tyttö nimeltä FINKA. Se voi ohjata valaistusta, turvajärjestelmiä, videovalvontaa, ilmastointia, keskustella käyttäjän kanssa, olla vuorovaikutuksessa kodinkoneiden kanssa, toimia hakukoneena ja paljon muuta. Kaikki riippuu siitä, minkä tyyppiset anturit käyttäjä valitsee älykkääseen kotiinsa.

Järjestelmä toimii vaihtoehdon kustannuksellaenergialähde. Kehittäjät käyttävät ympäristöystävällistä ja halpaa pietsosähköistä elementtiä, joka on valmistettu kalavaakaista. Ehkä pietsosähköisen elementin energia ei riitä täydelliseen toimintaan, joten tekijät ajattelevat pienen dynamon asentamista lisävirtalähteeksi.

Päärunko on heijastava lasi,joka luo hologrammivaikutuksen. Keskittimen sisällä on useita antureita, toimilaitteita ja ohjelmoitu Arduino-kortti. Tämä levy lukee tietoja, kirjoittaa ne väliaikaiseen tallennustilaan ja vastaa sitten. Tietojen vertailua ja vastaamista varten on kehitetty App Inventor -sovellus. Laite voi kommunikoida käyttäjän kanssa VKontakten kautta teksti- ja äänikomennoilla sekä olla vuorovaikutuksessa tietokannan ja älykkään kodin kanssa.

“Valitset laitemallin, joka sopii sinulle jaohjausmoduulin tilaaminen. Voit tilata antureita älykkääseen kotiin mistä tahansa. Siksi sinulla on mahdollisuus mukauttaa älykäs järjestelmä itsellesi - valitse vain ne moduulit, jotka soveltuvat tarvitsemiesi tehtävien ratkaisemiseen, ja haluamasi valmistaja. Tämä tarkoittaa, että hinnan ja laadun suhde on sinulle mahdollisimman hyödyllinen, - sanoo Daria Morozova. - Sitten asennat anturit, rekisteröit moduulin, aktivoit sen VKontakte-alustalle (alusta voi muuttua tulevaisuudessa), ilmoita anturit, jotka sinulla on, ja odotat niiden yhteyttä. Sen jälkeen järjestelmä on käyttövalmis. "

FINKAn pääyleisö on ennen kaikkealiikuntarajoitteiset ihmiset. Lasten vanhemmat, eläkeläiset ja vammaiset. Kehittäjät aikovat kouluttaa hologrammin viittomakielellä hermoverkon avulla, jotta myös kuulo- ja puhevammaiset ihmiset voivat käyttää sitä. Tulevaisuudessa järjestelmän käyttöönotto on mahdollista paitsi sosiaalisessa, myös koulutusympäristössä, joten laitetta käytetään kouluissa ja yliopistoissa.

Mark hansikkaat

Kirjoittaja: Vitaly Kornilov (16-vuotias), Korolyovin kaupunki.

Mark Gauntlet on osa koko Mark rover -järjestelmää, joka on suunniteltu kolonisoimaan Mars ja tehostamaan tämän planeetan tutkimista.

Tämä on keskitetyn kaukosäätimen käsinekaikkien Mark-sarjan pienten ja suurten robottien hallinta. Noin 30 järjestelmän robottia on jo kuvattu, ja kymmenellä niistä on joko virtuaalinen suoritusmuoto tai prototyyppi.

Järjestelmä toimii näin:saapuu paikalle ja vapauttaa partiolaisia, jotka tutkivat aluetta ja keräävät tietoja. Merkkirobotit voivat tutustua moniin maastoihin - sekä aavikoihin että kallioisiin kiviin: Jos iso kuljettaja ei ohi, pieni nousee. Lisäksi niitä voidaan käyttää maapallolla, myös luonnonkatastrofialueilla, sytytyslähteiden tutkimiseen ja etsimiseen.

Ulkopuolella käsine näyttää moduulilta, jokakiinnitetty käsivarteen. Se on varustettu ohjausyksiköllä, jossa on joystick ja painikkeet, virtalähdeyksikkö, ohjausohjain, liitäntämoduulit ja anturit sisällä. Ohjausyksikköön johtavat kiihtyvyysmittarilla ja gyroskoopilla varustetut johtimet, jotka on kiinnitetty tavalliseen polkupyöräkäsineeseen.

Käsineellä on toimintatilat, ne on asetettukytkimet. Päätiloista: ohjaus kiihtyvyysmittarilla, ohjaussauvalla ja painikkeilla. Käsine tukee erityyppisiä kauko-ohjaimia: LoRa, infrapunaportti ja LED, 2,4 GHz radiomoduuli, Wi-Fi-moduuli, Bluetooth-moduuli. On äänihälytystoiminto, ja käsineessä voit kytkeä musiikin päälle tai käyttää sitä taskulampuna - LED-paneeli valaisee helposti suuren huoneen.

Nyt hansikasohjelmisto tukee automaattista valintaavastaanotin, kiihtyvyysmittarin ja gyroskoopin tietojen tulkinta, älykäs tilanvaihto, kaikkien analogisten arvojen suodattimet ja koodin täydellinen modulaarisuus.

”Päätin tehdä Mark-sarjan kansainvälisen jälkeenavaruusolympialaiset viime vuonna. Puolustuksessa minulta kysyttiin, mitä kehitysnäkymiä yhdellä robotteillani saattaa olla, - sanoo Vitali Kornilov. - Sitten tajusin, että jos teen kehityksen yksin, en pääse pitkälle nelijalkaisen robotin kanssa. Koska kehitysnäkymät ovat monimutkaisten matemaattisten mallien kokoaminen ja kehittyneiden tietokoneiden ja algoritmien käyttö, joita en vielä tunne. Tämä edellyttää kokemusta edistyneistä ekosysteemeistä. "

Monitoiminen ultraäänimittari

Kirjoittaja: Egor Kotelkin (17 vuotta vanha), Balashikha.

Etäisyysmittari on helppo määrittää etäisyydet milloinne ovat yli metrin. Jos viivain ei enää riitä, se helpottaa suuresti mittausprosessia ja voi olla hyödyllinen myös silloin, kun vaaditaan tarkkoja laskelmia. Esimerkiksi kiinteistönvälittäjät voivat käyttää sitä huoneen pinta-alan, kehän ja tilavuuden laskemiseen, ja rautateiden rakentajat voivat hallita kiskojen välistä etäisyyttä. Sinun tarvitsee vain osoittaa laite kohteeseen, johon haluat laskea etäisyyden, ja paina painiketta. Etäisyysmittari muuntaa mittaustulokset automaattisesti myös muiksi yksiköiksi: metreiksi, desimetreiksi, jalkoiksi, telakoiksi ja niin edelleen.

"Kun aloitin elektroniikan jaradioelektroniikkaa, toistan usein muiden ihmisten projekteja, - muistelee Yegor. - Sitten näin videon YouTubessa, jossa mies teki pituutta, hän mitasi matkan ottaen huomioon ruumiin pituuden. Halusin toistaa sen - se ei onnistunut. Jonkin ajan kuluttua muistan tämän ja päätin yrittää uudelleen, mutta ajattelin: "Miksi ei muokata sitä ja lisätä siihen jotain uutta?" Ajattelin, kuinka se voitaisiin toteuttaa, mitä toimintoja pitäisi olla, ajattelin itse elektronista osaa, kehitin algoritmin koodille, kirjoitin tämän koodin, suunnittelin korpuksen ”.

Jegor Kotelkinin laite eroaaensinnäkin kustannukset. Hän käytti 1000 ruplaa sen tekemiseen. Ja jos yrität, löydät osia vielä halvemmalla. Valmiit pitkät pituudet ovat hieman kalliimpia, suurin osa - 2000: sta. Toiseksi laite eroaa toiminnallisuudeltaan. Esimerkiksi se voidaan liittää tietokoneeseen kaapelilla, ja sitten kaikki mittaustulokset kopioidaan Excel-taulukkoon. Tällaista toimintoa ei vielä ole markkinoilla. Akun virran säästämiseksi on myös virransäästötila ja lepotila. Joillakin etäisyysmittareilla on tällaiset tilat, mutta ei kaikissa. Lisäksi, kun painetaan tiettyjä painikkeita samanaikaisesti, hänen laite voi näyttää päivämäärän ja kellonajan.

Tietenkin prototyyppien tekemiseen taiKeksinnön tuominen massamarkkinoille vaatii huomattavia resursseja, mukaan lukien suuret yritykset. Opiskelijakehittäjät ovat kuitenkin varmoja siitä, että heidän innovaationsa muuttavat maailmaa.

Katso myös:

Tuomiopäivän jäätikkö osoittautui vaarallisemmaksi kuin tutkijat ajattelivat. Kerromme pääasia

Löysi kadonneiden heettiläisten väitetyn valtakunnan. Mitä arkeologit ovat löytäneet?

Havaittiin entsyymi, joka kääntää solujen vanhenemisen