Пять изобретений школьников, которым позавидуют стартаперы
“Популярная механика” изучила перспективные и интересные технологические проекты, которые вышли в финал Всероссийского конкурса Rukami, и попросила нескольких авторов поделиться своей историей.
Перчатка-тренажер для абилитации после инсульта
Автор: Софья Юркина, 16 лет. Город: Барнаул.
Пережившим инсульт пациентам приходится много работать над восстановлением поврежденных нейронных связей. Нарушение мелкой моторики рук — одна из сопутствующих проблем, для решения которой используют разные инструменты, в том числе, специальные перчатки-тренажеры. Существует несколько видов — от простых, в которых пациент просто сжимает и разжимает ладонь, до более продвинутых, с биологически обратной связью. В них специальные датчики анализируют силу сжатия ладони, а связь с компьютерной игрой подкрепляет стремление качественно выполнить тренировку. Однако такие устройства рассчитаны на людей, которые утратили определенные навыки после инсульта, но не подходят детям, которые перенесли его в раннем возрасте и им еще необходимо приспособиться к жизни. Софья Юркина задумалась о разработке тренажера для таких детей, когда ее бабушка усыновила ребенка. После операции на сердце в раннем возрасте он пережил инсульт, в результате чего почти полностью потерял зрение и имеет проблемы с двигательной активностью. Софья разработала перчатку с учетом всех этих особенностей — благодаря датчикам изгиба измеряется сила сжатия, и при достаточном нажиме начинает играть музыка или звук, в зависимости от режима. При этом, в отличии от аналогов, устройство не требует проводного подключения к компьютеру. Выполнение программы выполняется внутри платы, а питание поступает от аккумулятор. Также звук из перчатки передается по Bluetooth на колонку или наушник.
“Для подобных детей очень важно проводить курсы не только реабилитации, но и абилитации, то есть присваивания новых навыков. Изначально я сделала перчатку как простую игрушку, но в дальнейшем трансформировала ее в полезный инструмент для восстановления. Это была моя первая крупная работа с использованием Ардуино, поэтому всему приходилось учиться с нуля. Если ещё конструированию, созданию схем и пайке меня научили на робототехнике, то многие аспекты программирования и работы с пациентом для меня были в новинку. Но всегда нужно учиться чему-то новому, особенно, если занимаешься полезным проектом. Конечно, еще есть над чем поработать — оформить перчатку в удобный для пациента корпус, вывести из состояния прототипа и провести дальнейшие тестирования с другими детьми. Но все усилия оправданы — таких детей, как у нас в семье, много по всему миру, и для них тоже нужны свои тренажёры”, — поделилась Софья Юркина.
Умная гибридная система электроснабжения
Авторы: Владислав Титов, 15 лет; Даниил Рыбин, 16 лет; Владислав Горелов, 14 лет; Михаил Васильев, 15 лет; Даниил Мухачев, 14 лет; Иван Финогентов, 16 лет. Наставник: Евгений Добринский.
Город: Белгород.
Экология и будущее нашей природы в надежных руках, пока дети интересуются зеленой энергетикой и после уроков разбираются в устройстве водородных генераторов. Так, команда школьников из Белгорода решила разработать “умную” гибридную систему электроснабжения с обратной связью. Ребята создали функциональную модель электростанции с двумя видами альтернативных источников энергии в основе — солнечной панелью и водородными топливными элементами. Самую важную начинку или “мозг” системы представляет собой виртуальная электростанция, которая управляет потоками электроэнергии и оптимизирует их использование в системе без внешнего воздействия человека. Хотя ручное резервное управление также предусмотрено. В качестве потребителей электричества в модели разработчики установили освещение, аварийный радиомаяк, звуковую сигнализацию, обогреватель и водяную помпу. Каждому присвоен определенный уровень значимости и в случае нехватки энергии, система автоматически отключает потребители с низким приоритетом в пользу более приоритетных. Такая станция не только помогает решить проблему ожидаемого топливного дефицита, но еще и полностью перейти к экологичным возобновляемым источникам энергии.