Школьники изобретают роботов буквально для всего, а еще компактные ортезы и умные установки для растений. «Мел» собрал самые интересные проекты с научно-практических конференций для школьников: «Старт в медицину», «Инженеры будущего», «Наука для жизни» и «Курчатовский проект — от знаний к практике, от практики к результату».

Гаджеты для дома

1. Умный горшок для растений

Руслан Гусев, Александра Акимова, Дарья Савенкова, 9-й класс, школа № 1532

Что умеет

• Автоматическая система управления следит за влажностью почвы и освещением, при необходимости включает свет и поливает растение водой.
• Цветной дисплей отображает информацию о состоянии растения и почвы в режиме реального времени.

«Когда люди уезжают на длительный срок, не всегда есть возможность ухаживать за цветами. А тут можно задать необходимую влажность воздуха и почвы, установить уровень освещения для поддержания жизнедеятельности растения и оставить растения», — объясняет Александра.

2. Умные настольные часы

Александр Бабов и Анвар Базаров, 9-й класс, школа № 1392 имени Д. В. Рябинкина

Это устройство для тех, кого беспокоит, насколько качественный микроклимат в помещении и конкретно около рабочего стола. Часы, кстати, будут стоить дешево, чуть больше тысячи рублей.

Что умеют

• Могут выполнять функцию настольных часов, показывать влажность и температуру воздуха.
• Есть bluetooth-модуль, через который школьники сделают систему голосового управления. Просишь смартфон поставить будильник на семь утра — и он это делает. Его не надо касаться, и ничего не надо ничего настраивать.

3. Биоупаковка для еды

Ксения Зайцева, Елизавета Фролова, София Ткачева, 7-й класс, Курчатовская школа

Съедобная упаковка для школьных завтраков. Школьницы заметили, что еду обычно заворачивают в синтетику, которую потом трудно утилизировать. Такая же проблема с пластиковыми контейнерами и одноразовой посудой.

Какая польза

«Мы создавали первые три пленки из глицерина, воды и кукурузного крахмала. Взяли два бутерброда: один с колбасой, а другой с сыром. Наши пленки биоразлагаемые, они растворяются в воде. Мы завернули в них еду и положили ее в рюкзак. Мы проходили семь уроков с этими бутербродами, пришли домой и открыли рюкзак. Там, где бутерброд был с сыром, ничего не изменилось. А там, где бутерброд был с колбасой, пленка размокла. Поэтому эту пленку можно использовать только один раз», — рассказывают семиклассницы.

Несмотря на то что получившиеся пленки действительно съедобны, есть их людям школьницы все-таки не рекомендуют. Главное, что их могут поглощать микроорганизмы — и это позволит решить проблему утилизации.

4. Бюджетная bluetooth-колонка

Тимофей Орлов, Савелий Долотов и Владимир Матвеенко, ученики школы № 648

Школьники сэкономили на корпусе. Сделали из пластиковых труб для сантехники. Внутрь поместили bluetooth-модуль, аккумулятор и динамики.

В качестве инструментов для сборки конкурсанты использовали паяльник и термопистолет. Такая технология, по мнению старшеклассников, позволит каждому желающему самому собрать дома аналогичное устройство.

---

Здоровье и медицина

5. Обучающий манекен

Максим Муравчук, 9-й класс, школа № 491, при участии Виктории Демьяновой и Дарьи Семиной

Что умеет

Манекен демонстрирует работу внутренних органов.

«Нажав на кнопку, мы увидим процесс кровообращения, — показал Максим. — Сердце — это насос, к нему подведены силиконовые трубочки. Вместе это все создает имитацию циркуляции крови в организме. Спускаемся чуть ниже и видим прозрачные колбочки, в которые вмонтированы фильтры, это почки. Манекен может вращать головой. Мышцы шейного отдела — это сервопривод. Также у манекена имеется свое собственное зрение — это камера», — рассказывает Максим.

6. Компактный ортез

Татьяна Страмоус, 9-й класс, школа № 548

Что умеет

Фиксирует поврежденные суставы и помогает в процессе реабилитации. Благодаря своей компактности он может использоваться, например, туристами.

«Я создавала эргономичный ортез для того, чтобы его можно было применять в различных условиях. Допустим, это могут быть экспедиции в труднодоступные места, где нет возможности быстро обратиться к врачу. Также можно использовать его в городе при получении травм конечностей, когда нужна срочная фиксация», — рассказала Татьяна.

Проект уже одобрили в МИФИ, на базе вуза Татьяна планирует продолжать исследования и создавать новые вариации ортеза.

7. Робот-компаньон

Ксения Фролова, 9-й класс, Бауманская инженерная школа № 1580

Что умеет

Устройство может следить за здоровьем пациента, вовремя предлагать ему принять лекарство и общаться с ним. Целевой аудиторией станут пожилые люди, которые забывают принимать медикаменты и в то же время хотят общения.

«В дальнейшем планирую обеспечить оптимальные условия хранения медицинских препаратов внутри устройства, а также внедрить игры, видеосвязь с врачом, родственниками. Внедрение нейронных сетей также будет отличным вариантом развития моего проекта», — говорит Ксения.

8. Напоминалка для пожилых людей

Филипп Фомин, 9-й класс, образовательный центр «Протон»

Чтобы пожилые люди не забывали пить лекарства, школьник добавил в обычную таблетницу модуль, который будет подавать звуковой сигнал в нужное время. Кроме того, Филипп оснастил устройство небольшим монитором для удобства управления.

«Мой проект будет людям в пожилом возрасте напоминать, когда у них прием врача, когда прием лекарств или когда у них важные встречи или звонки. Суть проекта заключается в том, что человек вводит с компьютера все данные в напоминалку и на ней будет отображаться в нужное время нужная информация», — объяснил Филипп.

9. Корректор осанки

Сергей Хранцкевич, 10-й класс, школа № 641

Устройство будет следить за правильным положением тела. Оно автоматически подаст звуковой и тактильный сигнал, если человек не будет держать спину ровно.

«Ребенок решил посидеть за монитором, поиграть во что-нибудь, родители на него надели и включили устройство. Оно будет записывать все углы наклона и считать количество отклонений от нормы. Когда ребенок закончит сидеть, родители просто смогут посмотреть на экране, сколько отклонений было и в каком положении находилась спина ребенка», — рассказал разработчик.

10. Виртуальный учебник по перевязке

Даниил Мариновский, 8-й класс, школа № 1995

Программа «МедПом», с помощью которой можно научиться оказывать первую помощь при кровотечениях:

«Программа состоит из двух блоков. Первый блок — обучающий, здесь представлена теория. Второй предполагает прохождение тестирования. Мой проект отличается от обычных тестов наличием теории, графической информации и формы с подсчетом баллов», — объяснил Даниил.

Программа позволяет учиться в игровой форме и может стать хорошим подспорьем на уроках биологии и ОБЖ.

---

Спасение жизней

11. Робот-спасатель

Александр Даньшин, 9-й класс, школа № 843

Что умеет

• Спасать утопающих.
• Устройство способно работать автономно или под управлением оператора, передвигаться как по воде, так и по суше, дистанционно оценивать ситуацию.
• В случае необходимости человек может схватиться за него как за спасательный круг: конструкция специально рассчитана на вес взрослого человека.
• На борту робота есть необходимый набор медикаментов, которыми человек сможет воспользоваться, если будет находиться в сознании и нуждаться в них.

«К следующему году я планирую сделать образец, который можно будет отправить для работы на настоящем месте происшествия. Я планирую собрать команду, найти опытного программиста, который сможет запрограммировать робота. Вместе мы уже выйдем с опытным образцом», — рассказал Александр.

12. Пожарный тренажер

Роман Логунов, 9-й класс, школа № 1468

Компьютерное приложение, которое научит правильно действовать при пожаре. По сути, это игра в виртуальном трехмерном пространстве. Роман сам сделал модели и текстуры.

«Игрок надевает очки и начинает идти по сюжету. Сначала он появляется в квартире, где огонь везде. Ему в наушник подаются голосовые команды, чтобы он мог понять, куда идти и что делать. Первый этап — подобрать телефон, чтобы вызвать спасателей. После этого по рекомендациям игрок может пройти в ванную комнату, чтобы взять влажную тряпку и приложить ее к лицу. Далее он должен выйти из ванной комнаты и найти выход из квартиры. Выход есть, но над ним висит горящая доска. Нужно найти огнетушитель и потушить ее. После этого игра окончена», — рассказывает Роман.

13. Летающий мост

Артемий Кириллов, ученик школы № 1535

Проект временной переправы поможет в экстренных ситуациях спасать людей и станет незаменимым спутником туристов, которые отправляются в поход в труднодоступные места. Суть задумки — использовать для возведения пешеходного моста беспилотники. По расчетам старшеклассника, это поможет оборудовать переправу достаточно быстро, примерно в течение одного часа.

---

Электричество и энергия

14. Самонаводящаяся солнечная панель

Никита Борзыкин, 11-й класс, школа № 1566

Никита изучил работу солнечных панелей и пришел к выводу, что существующие устройства недостаточно эффективны из-за того, что свет зачастую падает на них не под оптимальным углом.

Что умеет

• Панель, изобретенная школьником, будет сама поворачиваться к солнцу. Для этого он разработал алгоритм слежения за расположением источника света.
• Панель не зависит от GPS и может работать автономно, несмотря на погодные условия.

«Когда источник света меняет положение, панель следует за ним. Это может использоваться во многих регионах с переменной интенсивностью света, и, таким образом, можно значительно увеличить выработку электроэнергии», — рассказал Никита.

15. Солнечная электростанция

Григорий Битков, 11-й класс, школа № 625

Электростанция сделана на основе термопар и сферических зеркал в качестве отражателей. По итогам эксперимента старшеклассник пришел к выводу, что подобные электростанции могут быть эффективнее обычных панелей. Однако в условиях средней полосы России они проигрывают в эффективности другим возобновляемым источникам энергии, например ГЭС. Но в солнечную погоду их все же можно использовать для зарядки аккумуляторов.

Что умеет

«Установка состоит из четырех вогнутых зеркал, которые концентрируют солнечные лучи, попадающие на установку, в точке фокуса. В этой точке фокуса находятся термоэлементы от термопар. Они нагреваются, поскольку здесь получается довольно высокая температура, до 250 градусов, и преобразовывают полученную тепловую энергию в электрический ток», — рассказывает Григорий.

16. Двигатель на ионах

Арсений Апенышев и Павел Войтенок, 10-й класс, школа № 1542

Усовершенствовали двигатель, работающий на основе ионизации частиц.

Что умеет

«Для подачи высокого напряжения мы собрали высоковольтный генератор электрического тока, который питался от компьютерного блока по линии 12 вольт. Этот ток преобразуется в высоковольтный — 12 киловольт. Он попадает на две сетки: сетку эмиттера, куда подан положительный заряд, и сетку коллектора, куда подан отрицательный заряд. Благодаря высокому напряжению вблизи тонких иголок эмиттера возникает коронный разряд, вследствие этого частицы, находящиеся вблизи, ионизируются и начинают свое движение от сетки эмиттера к сетке коллектора. В процессе своего движения они захватывают частицы воздуха и увлекают их за собой, вследствие этого возникает воздушный поток», — поясняют авторы.

17. Электричество из гейзеров

Макар Васильев и Иван Караулов, 9-й класс, школа № 1420

После создания нужных чертежей старшеклассники разработали из подручных материалов прототип — уменьшенную копию геотермальной электростанции.

«Под давлением пар крутит лопасти турбины, соединенной с электрогенератором. В результате чего вырабатывается электрический ток. Геотермальная энергия является наиболее дешевой из всех альтернативных источников энергии», — подчеркивают юные исследователи.

По итогам работы школьники пришли к выводу, что наиболее подходящий регион для таких электростанций — Камчатский край.

18. Компактный синхротрон

Варвара Громакова, Кирилл Сибагатулин, Сергей Костенко и Леонид Егоров, ученики школы № 1557

Дети решили создать бюджетную установку для школьников, чтобы те лучше понимали принципы работы синхротрона.

Что это

«Это бактерицидная лампа с ионами ртути, — показывают школьники. — У нас есть электронные приводы с магнитами, которые двигают сами магниты, приближая их и отдаляя. Тем самым меняется магнитное поле, вырисовывается другой рисунок движения. Мы можем наблюдать их траекторию, изменение магнитного поля».

По мнению разработчиков, проект станет подспорьем для популяризации синхротронных направлений не только в школах, но и в вузах.

---

Для города

19. Автономные и экономичные уличные фонари

Василий Зубрев и Данияр Атауллин, 10-й класс, школа № 1795

Подростки решили оптимизировать систему уличного освещения в городах. Они предложили сделать фонари автономными, а привычные лампы заменить на энергосберегающие.

Что умеет

«Наша установка работает от энергии ветра и солнца. На верхней части находится ветрогенератор, лопасти сделаны специальным образом, чтобы они крутились в одну сторону независимо от направления ветра. Также тут установлены батареи, которые работают от солнечного света. Это пока прототип, полномасштабную установку мы планируем сделать на территории нашего школьного отделения», — рассказывают десятиклассники.

20. Умная зебра

Алина Калабухова, 7-й класс, школа № 1409

Пешеходный переход, который автоматически будет следить за безопасностью движения. При запрещающем для пешеходов сигнале светофора он будет подсвечиваться красным цветом и перекрывать тротуар, чтобы нельзя было перебежать дорогу.

«Красный сигнал светофора я решила усилить зеброй со световой индикацией и столбиками в виде ограждений. Гипотеза моей работы — в результате внедрения программно-аппаратного комплекса „Умная зебра“ получится обеспечить максимальную безопасность и удобство на пешеходном переходе», — объясняет Алина.

21. Фабрика еды

Роман Бужор, 10-й класс, школа № 1474

Конвейер, в котором одни модули принимают заказы, а другие — готовят. Вся система работает по запросам с сайта и может быть использована для приготовления еды по заказам клиентов. Подобными фабриками еды можно оснащать и рестораны.

22. Робот-уборщик

Игорь Зоркин, Владислав Егоров, 11-й класс, школа № 1560 «Лидер»

Что умеет

Робот создан для уборки улиц и дворов. Он может работать автономно в круглосуточном режиме. Робот сам будет осуществлять мониторинг вверенного ему участка и следить за его чистотой.

«Корпус модели сделан из стальных деталей, сзади и спереди стоят парктроники, что позволяет ему автономно двигаться по маршруту. По краям — четыре мотора, амортизаторы и прорезиненные гусеницы. Также есть ковш спереди, который позволяет убирать листья и снег», — объяснили создатели.

23. Робот-помощник библиотекаря

Кирилл Морсин, Клим Борисов, Иван Акимов, 10-й класс, школа № 1560 «Лидер»

В качестве аналога подростки решили использовать роботов, которые работают на складах. Конструкция представляет собой платформу с подъемником, оборудованную ультразвуковыми датчиками. Старшеклассники использовали конструктор TETRIX MAX. Их устройство может не только доставлять книги, но и различать и объезжать препятствия. Робот способен перевозить до 10 килограммов груза.

---

Водная стихия

24. Экологический беспилотник

Никита Барков, 10-й класс, школа № 1375

Что умеет

Робот сможет оценивать чистоту воды в реках, прудах и озерах. Это коптер, который автономно анализирует состав воды, выявляя вредные примеси.

«Устройство проводит забор водных масс из водоемов. По трубкам они переходят через насос в емкость. После этого в них проводится химический анализ с помощью жидкого реагента, например на кислотность воды. Реакция проходит моментально, и раствор окрашивается в нужный цвет, затем оператор получает данные на свой компьютер и сравнивает по специальной ленте кислотность воды», — пояснил Никита.

Фото: пресс-служба Департамента образования и науки города Москвы