, 
 

Председатель СО РАН академик Валентин Пармон и победители конкурса

Заправлю себя сама

Я хочу предложить вам идею кровати, которая сама будет расправлять и заправлять постель. Думаю, что такая кровать будет полезна для пожилых людей, людей с ограниченными возможностями, проживающих дома. Такая кровать будет актуальна в домах для инвалидов и престарелых людей, а также в больницах в палатах реанимации. Возможно более широкое применение такой кровати.

Устройство представляет из себя механизированную кровать, которая без вмешательства человека может готовить спальное место перед сном; застилать кровать после сна; менять постельное белье с грязного на чистое; регулировать высоту спального места; регулировать температуру спального места; ласково говорить: «Спокойной ночи» и «Доброе утро».

Кровать может управляться при помощи голосового управления, а также с сенсорного пульта.

Механизм кровати находится под спальным местом и в спинке кровати и представляет собой набор роликов, валиков и захватов, а также механизмов для поднятия и передвижения валиков. Также есть механизм подъема и опускания спального места. Основная часть роликов, валиков и захватов находится под спальным местом. Смена постельного белья выполняется по принципу смены или заправки картриджей в принтере, механизмы захватов для натяжения простыни — по принципу монтажа полотна натяжных потолков.

Картридж представляет собой вал, длиной равный длине кровати, с намотанной на него деталью постельного белья (простыня, пододеяльник, одеяло, одеяло в пододеяльнике). Эти картриджи расположены в нижнем отделении под спальным местом в определенном порядке.

Принцип работы кровати заключается в следующем: выбрать валик с нужной деталью постельного белья, при помощи механизма подъема и опускания доставить валик в нужное место и при помощи механизмов зацепов расстелить или убрать выбранную деталь постельного белья.

Описание выполнения операций приведу на примере функции «застелить кровать после сна».

  1. Подается команда «застелить кровать».

  2. Из боковой спинки механическая рука убирает подушку со спального места, укладывая ее в отсек.

  3. Спальное место поднимается до уровня верха спинки кровати, одновременно с ним выезжает валик на спинке кровати.

  4. Валик захватывает и наматывает на себя пододеяльник, механизм опускает этот валик вниз, поднимает валик с покрывалом.

  5. Четыре зацепа снизу захватывают углы простыни и по принципу натяжения потолочного полотна натягивают простыню и закрепляют ее снизу матраца.

  6. Другие два захвата (телескопические) захватывают покрывало на валике и разматывают его на матрац.

  7. Спальное место опускается на место.

Для выполнения функции «менять постельное белье с грязного на чистое» потребуются дополнительно четыре картриджа: два пустых и два с чистыми деталями постельного белья.

Функция регулировки температуры спального места осуществляется при помощи нагревательных элементов в матраце.

В заключение хочу сказать следующее. Если бы такая кровать существовала, то она была бы необходима и интересна не только людям, нуждающимся в ней, но и людям, которые не очень любят или не всегда успевают утром заправить постель.

  

Иван Суслин, I место (лицей № 28, 7-й IT-класс)

  

Подводный дрон — ЭПДИС «Сомик»

 

В современном мире человеку для исследований, изучений и открытий нужны помощники, облегчающие ему работу. Для исследовательских целей были созданы дроны. В настоящее время более популярны воздушно-наземные дроны, в то время как подводные дроны только набирают популярность.

На дне большинства водоемов скапливается огромное количество мусора и случайно выброшенных вещей, которые, казалось бы, уже не достать. Также на дне могут находиться археологические находки, ранее неизвестные виды флоры и фауны.

Современные дроны-помощники не могут, к примеру, достать мусор или потерянную вещь со дна, на месте определить вид подводного обитателя или сразу определить ранее неизвестный вид животного мира, обнаружить места скопления подводных газов, на месте выполнить быстрый химический анализ среды. Для этого нужно обязательное участие человека и довольно большое количество времени.

Подводный дрон — ЭПДИС (экспериментальный подводный дрон исследователь-собиратель) «Сомик» позволит сократить время исследований и оптимизировать работу людей.

Назначение: работы на малой глубине (до 150 метров).

Функционал: поиск и обнаружение объектов; идентификация объекта на месте; захват и подъем объектов / взятие проб; химический анализ окружающей среды; детальное исследование дна; дистанционное управление дроном.

Преимущества: беспроводная система управления; дистанционное управление дроном с устройств на ОС Android; небольшой размер (ДШВ 30 х 40 х 20 см); многофункциональность; мобильность (мощный мотор); обогрев и охлаждение (чтобы в холодной воде дрон не переохлаждался, а в жару не перегревался); автономность (емкий аккумулятор, наличие на борту мини­лаборатории, емкостей для сбора материала).

Области применения: работы экологической направленности; археологические раскопки; научно-исследовательская деятельность; военное дело; помощь в раскрытии преступлений; геологические исследования; исследование водоемов других планет.

ЭПДИС «Сомик» очень многофункционален, поэтому будет полезным помощником человеку. Сам он в диаметре небольшой, но вмещает в себя емкий аккумулятор, подводную камеру и камеру-сканер, позволяющую сканировать рельеф дна и находить объекты, мини-лабораторию, производящую химический анализ окружающей среды, два манипулятора с сетчатым захватом, металлоискатель, четыре мощных мотора, терморегулятор и мощный Wi-Fi-приемник, чтобы управление дроном шло без проблем.

Сам «Сомик» будет управляться через специальное приложение на телефоне, планшете или компьютере либо же на специальном пульте управления. Пользователь будет видеть всю картину в целом, также ему будет показываться дополнительная информация о состоянии дрона, работе его систем, его местоположении, его действиях, по желанию пользователя — о видах морских обитателей и химическом составе воды.

Сегодня дрон должен проверить химический состав воды на содержание вредных веществ и достать с глубины 25 метров потерянный золотой браслет. Работа дрона будет производиться в следующем порядке: пользователь заходит в приложение управления дроном, смотрит на все параметры и состояние дрона, если состояние дрона удовлетворительное, и он готов к погружению в воду, пользователь опускает дрон в воду (не меньше 40 см от дна) и начинает управление им. Дрон начинает свою работу и заводит четыре мотора: два горизонтально и два вертикально расположенных для удобного перемещения в воде, близко ко дну. Далее дрон, управляемый человеком, плывет на определенную глубину, берет пробу воды, пока он ищет браслет камерой­сканером, выполняется химический анализ воды. Дрон нашел потерянный браслет, пользователь приводит в действие сетчатые манипуляторы, они захватывают объект, песок же сыплется обратно на дно. «Сомик» направляется обратно, химический анализ воды завершен, вода пригодна для плавания и потребления. Дрон возвращается к пользователю и прекращает работу. Пользователь достает дрон из воды, забирает браслет, проверяет состояние дрона и выключает его.

Считаю, что применение таких устройств позволит человеку расширить возможности работы на небольшой глубине, упростит научно-исследовательскую деятельность.

 

Ольга Кашкарова, II место (лицей № 28, 7-й IT-класс)

 

Магнитная транспортная система   

С момента создания транспортных систем люди использовали для перевозок наземные, подземные и высотные пространства. Однако в последние десятилетия в связи с ростом численности населения и стремительной урбанизацией системы общественного транспорта и грузоперевозок испытывают огромную нагрузку, которая ложится на плечи органов власти и напрягает экономику. Общепризнано, что в долгосрочной перспективе нынешний рост использования личных автомобилей представляет серьезную угрозу для местных сообществ и окружающей среды, необходимы радикальные изменения в транспортной политике. Устойчивая транспортная политика — это политика, в которой социальные, экономические и экологические затраты и преимущества альтернативных видов транспорта сбалансированы таким образом, что качество жизни не снижается ни для настоящего, ни для будущего сообщества. Средства передвижения, основанные на магнитной левитации, могут в скором времени завоевать и изменить нашу жизнь, обеспечивая более быстрое, безопасное и энергоэффективное передвижение. Могут ли они изменить то, как мы выбираем место жительства, и как крупные расстояния можно преодолевать быстрее и чище?

Для решения таких транспортных проблем может подойти магнитная левитация, или маглев, — это название технологии, лежащей в основе ховербордов и сверхпроводниковых поездов. Она основана на генерации противоположных магнитных полей, которые отталкивают друг друга, противодействуя гравитации, тем самым поднимая намагниченные предметы от земли. Магнитную левитацию можно использовать в транспортных средствах всех размеров: от индивидуальных ховербордов до скоростных поездов с большой вместимостью. Ховерборд (от англ. hover — парить, board — доска) — это свободно плавающая в воздухе доска, на которой летает человек, стоящий вертикально на небольшом расстоянии от земли. Хотя строительство инфраструктуры высокоскоростных поездов маглев будет стоить достаточно дорого, эксплуатация и обслуживание поездов маглев обойдется дешевле, чем традиционных высокоскоростных поездов, самолетов или междугородних автобусов. Системы маглева могут работать на очень высоких скоростях практически без износа и поэтому более экономичны в эксплуатации, чем колесные или рельсовые системы скоростного транспорта, которые требуют регулярного интенсивного технического обслуживания. Принципиальная свобода от механического разрушения является одним из основных преимуществ высокоскоростных систем маглева. Маглев — единственная рельсовая транспортная система, в которой практически отсутствует механическое трение во время работы. В системе маглева все весовые, двигательные и боковые направляющие силы транспортного средства будут бесконтактно передаваться на рельсы, включая тормозные силы. В результате затраты на техническое обслуживание некоторых систем маглева составят лишь малую часть от затрат на обслуживание традиционных систем (колес, рельсов). В традиционных системах колеса и рельсы со временем изнашиваются. Кроме того, образующийся на поверхности рельсов песок приводит к истиранию головок рельсов.

Поскольку системы магнитной левитации могут начать вводиться в эксплуатацию по всему миру, вопросы, связанные с этими новыми транспортными технологиями, будут возникать естественно и неизбежно, особенно тогда, когда цена на нефть растет. Это повысит осведомленность о вариантах транспортной инженерии, смягчении последствий пробок, улучшении политики землепользования и энергетики. Системы маглева следует рассматривать и оценивать в контексте уже существующей инфраструктуры, имеющихся ресурсов и будущих потребностей общества. Рассматривая только перспективы и барьеры технологий маглева, без учета соответствующего контекста, невозможно обеспечить реалистичное, полезное транспортное решение для будущего.

Варвара Молчанова, III место (школа № 13)

Какой технологии не хватает человеку сегодня: мусоровоз, сортирующий мусор 

Утилизация мусора — одна из важнейших проблем нашей страны. В настоящее время мусор размещается на открытых полигонах, как, например, в Новосибирске: полигон ТБО. Некоторый мусор можно переработать. На завод переработки приезжает мусоровоз и вываливает всё на конвейер. А потом роботы и люди сортируют этот мусор и тратят на это приличное количество времени. И мне в голову пришла такая идея: что, если сделать мусоровоз, который сам будет сортировать мусор. То есть он будет загружать в себя мусор из мусорного контейнера и рассортировывать: стекло в отдел со стеклом, пластик в отдел для пластика, пищевые отходы в отдел для них и так далее. Когда он приедет на завод по переработке мусора, то заедет на платформу и выгрузит мусор в специальные отсеки через дверцы в днище корпуса. По этим отсекам уже весь рассортированный мусор поедет в печи для переплавки, а пищевые отходы и природный материал могут использоваться, например, в полях как удобрение или сжигаться в печах ТЭЦ.

Его плюсы:

  1. Сократит выброс мусора в окружающую среду и улучшит ее состояние.
  2. Экономия времени на рассортировку.
  3. Вторичное использование отходов способствует сохранению природных ресурсов.
  4. Развитие дополнительных отраслей промышленности по переработке мусора.

Андрей Стафиевский, III место (лицей № 28, 7-й IT-класс) 

Фото (групповой портрет) Юлии Поздняковой, «Наука в Сибири», рисунок Алексея Липатова