幼稚でない技術:ロシアの学童が授業後にイノベーションを生み出す方法

最新のデバイスの作成は、大規模な研究開発センターや大学の研究室に限定されません。

今日、学校では、家を制御する複雑なスマート システムや、別の惑星を植民地化するためのデバイスのエコシステムを作成できます。

ミューズグローブ

著者:Qiu Tiansheng(17歳)-ドライバープログラマー、Alexander Makarenko(17歳)-ボードプログラマー、Yuri Korshunov(17歳)-デザイナー、Miroslav Myasnyankin(17歳)-電気エンジニア、Sergey Rasputko(17歳)-PRサポート..。このプロジェクトはART部門で決勝に勝ちました。

Muse-Glovesは役立つグローブですミュージシャンが新しい音楽の作成に取り組み、さまざまなメロディーや楽器を自由に試してみる方が効率的です。本発明は、伝統的な楽器で音楽を書く人々に特に関係がある。また、グローブは音楽学校の教師がいくつかの音楽技術、コード、アルペジオを実演するのに役立ちます。

グローブ本体は3Dプリントされています。チームは、特にデバイス用のプリント回路基板を開発および製造しました。グローブには強力なバッテリーが内蔵されており、4〜5時間の連続使用が可能です。センサーもデバイスに組み込まれています。加速度計は、手が現在どの位置にあり、どこで回転しているかを検出します。そして、グローブの最も重要な部分はマイクロコンピューターです。開発チームは、BBCのマイクロシステム-Micro:ビットを使用しました。加速度計、Bluetoothモジュール、美しさのためのLEDなど、すべてがすでに組み込まれているため、プログラムするのは非常に便利です。将来的には、他社の部品を使用しないように、開発者は独自のマイクロプロセッサを作成する予定です。

グローブはワイヤレスで、に接続できますBluetooth経由の任意のデバイス。ユーザーは、グラフィカルインターフェイスを使用して、グローブからの信号を音楽信号に変換するさまざまな「ブロック」をライブラリに追加し、楽器に送信します。これらのブロックを使用して、ミュージシャンは自分でデバイスをカスタマイズできます。ドライバーのもう1つの興味深い機能は、「シーン」の存在です。これにより、ブロックのセットをすばやく切り替えることができます。

たとえば、ユーザーは自分の大きなものを望んでいます彼の指は彼のピアノにCノートの信号を送った。これを行うために、彼はブロックを作成し、親指からの信号を受信して​​、ノート「C」の信号をピアノに送信したいことをそこに書き込みます。同時に、彼はこの指がノート「E」をいくつかのシンセサイザーに送信できるようにしたいと考えています。これを行うために、彼は新しいシーンを作成し、親指で「E」ノートを送信するためのブロックをそのシーンに配置します。そして、シーン間の移行、つまりピアノやシンセサイザーを選択するために、彼はインデックスフィンガーをプログラムします。

「このようなデバイスは世界にほとんどありません。カスタマイズできない非常に安いものがあります。そして、数万ユーロの費用がかかる非常に高価なものがありますが、同時にそれらのグラフィカルインターフェイスは非常に複雑です:多くの数字、グラフ...そして私たちは使いやすく手頃な価格のデバイスを作りたかったのです。私たちのグローブの最初のバージョンは2,000ルーブルで、2番目のバージョンはボディと充電器があり、より効率的なプロトコルを使用して接続されています。わずか3,000ルーブルです」とQiuTiansheng氏は言います。

一次検査と「Quantgraber」の採掘のための移動ロボット

著者:Ilya Kirov、13歳、Ivanovo。メンター:セルゲイ・キロフ。

当初、イリヤ・キーロフがやりたかったのは、追加機能のない全地形ロボット。しかし、仕事の過程で、彼と彼の指導者はそれを非常にうまく近代化することに成功し、特に重労働や命の危険を伴う職業においては、ロボットは優れた人間のアシスタントとなり得ることに気づきました。

「私の父には、で働く知人がいます。OMON、彼は私たちのロボットが本当に好きでした。偽の鉱山を無力化するために合同演習を行うように依頼されました。ロボットはこのタスクに対処し、爆発物の技術者は私たちの開発を高く評価しました」とイリヤ・キロフは彼の発明について語っています。

「Quantgraber」は四輪車ですマニピュレーター爪付きのプラットフォーム。彼は2台のカメラを持っており、危険な物体をリモートで検査できます。そして、マニピュレーターの爪の助けを借りて、これらのオブジェクトを安全な場所に輸送するか、爆発物をセットしてその場で破壊します。当初、ロボットは金属製であることが計画されていましたが、開発者は成功しませんでした。そのため、彼はプラスチックケースの3Dモデリングと3Dプリントを理解する必要がありました。

世界には同様のロボットの類似品がいくつかありますが、重量ははるかに大きく、価格は250万ルーブルからです。さらに、個別の輸送が必要です。

「私たちのロボットの価格は約9万です。ルーブル、重さは約1キログラムで、手動で運ぶことができます。そして、そのようなロボットを制御するために必要なのは、モニターで現在の状況を追跡し、コマンドを与える1人のオペレーターだけです」とIlyaは結論付けています。

FINKA

Daria Morozova(17歳)-デザイナー、Sofia Oleinik(17歳)-プログラマー、チーフソフトウェア開発者、Daniil Bobylev(17歳)-技術者およびプログラマー。

で構成されるスマートホームデバイスですセンサー、アクチュエーター、コントロールセンターのシステム。システムの重要な要素は、内部にホログラムが付いた「魔法の」ボックスの形をしたハブ、つまりFINKAという名前の女の子です。照明、セキュリティシステム、ビデオ監視、気候制御、ユーザーとのチャット、家庭用電化製品との対話、検索エンジンとしての機能などを制御できます。それはすべて、ユーザーがスマートホーム用に選択するセンサーの種類によって異なります。

システムは代替手段により動作しますエネルギー源。開発者は、環境に優しく、魚の鱗から作られた安価な圧電素子を使用しています。おそらく圧電素子のエネルギーだけでは完全に動作させるのに十分ではないため、追加の電源として小型のダイナモを設置することを開発者は考えています。

本体は反射ガラス、ホログラム効果を作成します。ハブの内部には、さまざまなセンサー、アクチュエーター、およびプログラムされたArduinoボードがあります。このボードは、データを読み取り、一時ストレージに書き込んでから応答します。 App Inventorのアプリケーションは、データの比較と応答のために開発されました。デバイスは、テキストコマンドと音声コマンドを使用してVKontakteを介してユーザーと通信したり、データベースやスマートホームと対話したりできます。

「あなたは自分に合ったデバイスデザインを選択し、制御モジュールの注文。スマートホーム用のセンサーはどこでも注文できます。したがって、スマートホームシステムを自分でカスタマイズする機会があります。必要なタスクを解決するのに適したモジュールと、必要なメーカーのみを選択してください。これは、価格と品質の比率があなたにとって可能な限り有益になることを意味します-とDariaMorozovaは言います。 -次に、センサーをインストールし、モジュールを登録し、VKontakteプラットフォームでアクティブ化し(プラットフォームは将来変更される可能性があります)、使用しているセンサーを示し、それらの接続を待ちます。その後、システムは操作の準備が整います。」

FINKA の主な視聴者は、まず次のとおりです。移動が制限されている人。子どもを持つ親、年金受給者、障害者。開発者らは、ニューラルネットワークを使用してホログラム手話を教え、聴覚や言語に障害のある人も使えるようにすることを計画している。将来的には社会だけでなく教育現場への導入も可能となり、学校や大学などでの活用も可能になるという。

マークガントレット

著者:Vitaly Kornilov(16歳)、コロリョフ市。

マークガントレットは、火星に植民地化し、この惑星の研究を強化するように設計されたマークローバーシステム全体の一部です。

これは集中リモート用のグローブですMarkシリーズのすべての小型および大型ロボットの制御。システムの約30台のロボットがすでに説明されており、そのうちの10台は仮想の実施形態またはプロトタイプのいずれかを持っています。

システムは次のように機能します。現場に到着し、その地域を調査してデータを収集するスカウトを解放します。マークロボットは、砂漠と岩石の両方のさまざまな地形を探索できます。大きなローバーが行かない場所では、小さなローバーが登ります。さらに、それらは、たとえば自然災害の領域を含む地球上で、発火源の調査および検索に使用できます。

外側から見ると、グローブはモジュールのように見えます。手に付着します。ジョイスティックとボタンを備えた制御ユニット、電源ユニット内、制御コントローラー、インターフェースモジュール、センサーが装備されています。通常のサイクリンググローブに取り付けられている加速度計とジャイロスコープを備えたワイヤーがコントロールユニットにつながっています。

グローブには動作モードがあり、設定されていますスイッチ。メインモードから:ジョイスティックとボタンを使用して、加速度計を使用して制御します。グローブは、LoRa、赤外線ポートとLED、2.4 GHz無線モジュール、Wi-Fiモジュール、Bluetoothモジュールの使用など、さまざまなタイプのリモートコントロールをサポートしています。音声アラート機能があり、グローブでは音楽をオンにしたり、懐中電灯として使用したりできます。LEDパネルは広い部屋を簡単に照らします。

現在、グローブソフトウェアは最大で自動ダイヤルをサポートしていますレシーバー、加速度計とジャイロスコープからのデータの解釈、インテリジェントモード切り替え、すべてのアナログ値のフィルター、およびコードの完全なモジュール性。

「私は国際的な後にマークシリーズを作ることにしました昨年の宇宙オリンピック。弁護側で、私のロボットの1つにどのような開発の見通しがあるか尋ねられました-VitalyKornilovは言います。 -それから、一人で開発をすれば、4本足のロボットでは遠くないことに気づきました。開発の見通しは、複雑な数学的モデルの編集と、私がまだなじみのない高度なコンピューターとアルゴリズムの使用であるためです。これには、高度なエコシステムの経験が必要です。」

多機能超音波距離計

著者:Egor Kotelkin(17歳)、Balashikha。

距離計は、次の場合に距離を決定するのに便利です。それらは1メートル以上です。ルーラーが十分でなくなった場合は、測定プロセスが大幅に容易になり、正確な計算が必要な場合にも役立ちます。たとえば、不動産業者はこれを使用して部屋の面積、周囲、および容積を計算でき、鉄道建設業者はレール間の距離を制御できます。距離を計算したいオブジェクトにデバイスを向けて、ボタンを押すだけです。レンジファインダーは、測定結果をメーター、デシメーター、フィート、ヤードなどの他の単位に自動的に変換します。

「私が最初に電子機器を始めたとき、ラジオエレクトロニクス、私はしばしば他の人のプロジェクトを繰り返しました-イェーガーは回想します。 -それから、YouTubeで男性が長さをしているビデオを見ました。彼は、体の長さを考慮して距離を測定しました。私はそれを繰り返したかった-それはうまくいかなかった。しばらくして、これを思い出してやり直すことにしましたが、「修正して何か新しいものを追加してみませんか?」と思いました。どのように実装できるか、どのような機能が必要か、電子部品について自分で考え、コードのアルゴリズムを開発し、このコードを作成し、コーパスを設計しました。」

YegorKotelkinのデバイスはアナログ、まず第一に、コスト。彼はそれを作るために1,000ルーブルを費やしました。そして、試してみると、さらに安い部品を見つけることができます。既製の長い長さは少し高価で、ほとんどが2,000からです。次に、デバイスの機能が異なります。たとえば、ケーブルを介してコンピュータに接続すると、すべての測定結果がExcelテーブルに複製されます。そのような機能はまだ市場に出ていません。バッテリーの電力を節約するために、省電力モードとスリープモードもあります。一部のレンジファインダーにはそのようなモードがありますが、すべてではありません。また、特定のボタンを同時に押すと、そのデバイスは日付と時刻を表示できます。

もちろん、プロトタイピングや発明を大衆市場に持ち込むには、大企業を含むかなりのリソースが必要になります。しかし、学生の開発者は、彼らの革新が世界を変えると確信しています。

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