Удивительные проекты московских школьников
Удивительные проекты московских школьников
Кажется, в этом мире уже придумано все. Куда ни посмотри, все уже есть и сложно представить, что изобрести что-то новое и необычное может не только команда ученых, работающих в научной лаборатории, но и команда, состоящая из школьников и учителей. На самом деле, изобретатели ближе, чем кажутся. В этом материале рассказываем о научных проектах московских школьников, которые те создали в рамках учебных занятий. Мы поговорили с ребятами, работы которых стали победителями и призерами различных конкурсов, и узнали, как они работали над своими проектами, какие качества требуются изобретателям и что помогает им генерировать идеи.
Кажется, в этом мире уже придумано все. Куда ни посмотри, все уже есть и сложно представить, что изобрести что-то новое и необычное может не только команда ученых, работающих в научной лаборатории, но и команда, состоящая из школьников и учителей. На самом деле, изобретатели ближе, чем кажутся. В этом материале рассказываем о научных проектах московских школьников, которые те создали в рамках учебных занятий. Мы поговорили с ребятами, работы которых стали победителями и призерами различных конкурсов, и узнали, как они работали над своими проектами, какие качества требуются изобретателям и что помогает им генерировать идеи.
Компьютерная программа «Медпом»
Даниил М., 14 лет
  • Для чего предназначено изобретение?
    Компьютерная программа «Медпом» помогает систематизировать знания и приобретать умения по теме «Первая помощь при кровотечениях». «Медпом» может использоваться в любой области биологии, медицины или ОБЖ.
  • Как устроено изобретение?
    Инструмент, помогающий систематизировать знания и навыки первой помощи, должен быть максимально удобным и модифицируемым в случае необходимости. Программа состоит из двух блоков. Первый блок — обучающий, второй представляет собой тест и предполагает правильный или неправильный выбор ответов и подсчет баллов. «Медпом» отличается от обычных тестов тем, что в программе есть и теоретические данные, и графическая информация, и игровой тест с подсчетом результатов.
От автора ::
Об идее и реализации проекта
Я ходил на занятия в РНИМУ им. Н. И. Пирогова и понимал, что мне было бы удобно пользоваться компьютерным ресурсом, где каждый мог бы получить знания в доступной форме. Идея «Медпома» пришла ко мне на практических занятиях по хирургии, а школьный преподаватель биологии и классный руководитель поддержали ее. В работе над проектом я использовал школьные интерактивные манекены.
О школьных предметах, которые пригодились в работе
При работе мне пригодилось знание биологии и ОБЖ. Благодаря им я прописал теорию и вопросы тестовой части. На помощь приходили справочники, анатомические атласы, информация из интернета и Российской государственной библиотеки.
О планах работы над проектом
Следуя рекомендациям членов комиссии на конкурсе, я расширил свою программу, добавил новые темы (к примеру, вошли теория по первой помощи при ожогах, обморожениях, обзор современных материалов, останавливающих кровотечение, и т. д.), новые вопросы, поменял дизайн программы.
О планах на будущее
Мне хотелось бы продолжить обучение в РНИМУ им. Н. И. Пирогова или в Сеченовском университете.
О качествах, присущих изобретателям
Я считаю, чтобы стать изобретателем, нужна мечта и цель. Моя мечта — стать врачом и помогать людям.
Медицинский робот-компаньон MIK
Ксения Ф., 16 лет
  • Для чего предназначено изобретение?
    Медицинский робот-компаньон контролирует прием препаратов, помогает измерить основные жизненные показатели, обратиться к врачу или связаться с родственниками по видеосвязи.
  • Как устроено изобретение?
    Устройство представляет собой домашнюю станцию, внутри которой находится система хранения и выдачи медицинских препаратов. Режим выдачи препаратов и система их загрузки контролируются с помощью мобильного приложения.

    Основным материалом для изготовления деталей механизма хранения и выдачи был выбран акрил. Прозрачный материал легко обрабатывать, он хорошо выглядит и позволяет визуально наблюдать наполненность ячеек при открытии корпуса.

    Внешний корпус, желоб и некоторые крепежи напечатаны на 3D-принтере из пластика PLA. Для калибровки и крепления съемного поддона, на котором находится шестерня с прорезями, использованы неодимовые магниты.

    Стоимость работающего прототипа — 23 488 рублей.
От автора ::
Об идее и реализации проекта
Я хотела создать технологичное устройство, которое могло бы выполнять социальные функции. Моя бабушка страдает деменцией и часто забывает принимать лекарства. Так мне пришла идея разработать домашнего помощника, который будет не только напоминать о времени, но и собирать препараты в наборы. Я работала над проектом под руководством наставников из технопарка «Инжинириум» при МГТУ им. Н. Э. Баумана и при содействии преподавателей Центра педагогического мастерства.
О школьных предметах, которые пригодились в работе
Мне помогли знания об электрических цепях, которые я получила на уроках физики. При разработке конструкции и чертежей составных частей механизма я использовала навыки, полученные на уроках черчения, и навыки программирования, благодаря которым я разработала программное обеспечение устройства.
О планах работы над проектом
Сейчас я работаю над усовершенствованным прототипом устройства, планирую внедрить множество дополнительных функций.
О планах на будущее
Сейчас я учусь в школе № 1580 при МГТУ им. Н. Э. Баумана и в дальнейшем не планирую расставаться с этим вузом. Я бы хотела учиться в МГТУ на факультете «Робототехника и комплексная автоматизация».
О качествах, присущих изобретателям
Чтобы стать изобретателем, нужно почаще обращать внимание на окружающий мир и стараться развиваться в разных сферах. Только так человек может увидеть вызовы, которые стоят перед современным обществом, и почерпнуть новые идеи для своих изобретений.
Робот для спасательных работ на воде
Александр Д., 17 лет
  • Для чего предназначено изобретение?
    Робот призван помогать сотрудникам МЧС во время проведения спасательных работ при наводнении.

    В его задачи входит:
    1/ мониторинг сложившейся ситуации;
    2/ оповещение населения;
    3/ спасение утопающих;
    4/ в экстренном случае — снабжение пострадавших медикаментами и пищей.
  • Как устроено изобретение?
    Радиоуправляемая модель способна передвигаться по воде и по земле. Робот имеет трапециевидный корпус, детали которого распечатаны на 3D-принтере, склеены и окрашены. За передвижение по суше отвечают гусеницы, расположенные по бокам робота, а два гребных винта сзади предназначены для передвижения по воде.
От автора ::
Об идее и реализации проекта
Я решил создать устройство, которое будет помогать людям в чрезвычайной ситуации, и постепенно пришел к этой концепции. В работе над проектом мне помогали школьные учителя и куратор из МИРЭА.
О школьных предметах, которые пригодились в работе
Физика, математика (алгебра и геометрия), ОБЖ.
О планах работы над проектом
В дальнейшем я планирую завершить расчет и чертеж, написать программный код и создать полнофункциональную модель робота для испытаний в условиях, максимально приближенных к настоящим.
О планах на будущее
После школы я планирую поступать в МГТУ им. Н. Э. Баумана, на факультет РКТ (ракетно-космическая техника).
О качествах, присущих изобретателям
Для изобретателя полезным может оказаться любой навык, поэтому необходимо постоянно учиться новому и оттачивать старые умения. Самыми важными личностными чертами, на мой взгляд, являются терпение, заинтересованность в создании нового, креативность.
Эргономичный ортез на лучезапястный сустав
Татьяна C., 16 лет
  • Для чего предназначено изобретение
    Удобный пластиковый ортез можно применить и для оказания первой медицинской помощи (он содержит механизм, позволяющий использовать хладоэлементы), и во время реабилитации. Ортез может применить любой человек в любых условиях: механизм оптимального прилегания обеспечивает хорошую фиксацию костей и суставов и, как следствие, быстрое восстановление поврежденной области. Благодаря тому, что ортез состоит из материалов, не подверженных коррозии, его можно применять для реабилитации в воде и использовать в спортивной медицине.
  • Как устроено изобретение?
    Одним из главных критериев при создании прототипа ортеза была его эргономичность: важно, чтобы ортез было удобно брать в походы и держать в домашней аптечке. Отеки — частая проблема при травмах конечностей, поэтому в ортезе сделаны отсеки для хладоэлементов. Чтобы сделать ортез доступным, с помощью технологии генеративного дизайна разработана схема экономии материала. Математические расчеты увеличили прочность ортеза.
От автора ::
Об идее и реализации проекта
Мне пришла идея сделать ортез, который поможет зафиксировать конечность. В разработке проекта участвовали я, учитель биологии и учитель 3D-моделирования.
О школьных предметах, которые пригодились в работе
В работе над проектом мне пригодилось знание биологии, математики и 3D-моделирования.
О планах работы над проектом
В дальнейшем я хочу модернизировать модель и сделать ее полноразмерной.
О планах на будущее
После окончания школы планирую продолжить обучение в РНИМУ им. Н. И. Пирогова.
О качествах, присущих изобретателям
Чтобы стать изобретателем, в первую очередь, нужно желание, оно открывает новые возможности для реализации идей. Надо не стесняться говорить о своих идеях учителям, научным руководителям — они помогут реализовать их.
Умный корректор осанки
Сергей Х., 16 лет
  • Для чего предназначено изобретение
    Умный корректор осанки отслеживает положение спины с помощью датчика и подает сигналы, когда появляется необходимость вернуть правильное положение.

    Умный корректор осанки помогает:
    1/ исправить осанку: с ним проще поддерживать правильное положение позвоночника и спины;
    2/ уменьшить боль: правильное положение позвоночника снижает нагрузку на мышцы и суставы;
    3/ улучшить дыхание: правильное положение позволяет легким и диафрагме работать эффективнее;
    4/ предотвратить развитие проблем: напоминания о правильной позиции тела помогут поддерживать ее в течение дня;
    5/ улучшить общее самочувствие: с правильной осанкой появляется энергия, повышается концентрация и улучшается настроение.
  • Как устроено изобретение?
    Корректор осанки сигнализирует пользователю о неправильном положении спины звуком или постукиванием по плечу. Чтобы начать отслеживание, нужно нажать кнопку на устройстве, тем самым зафиксировав верное положение спины.

    В качестве самого корсета использован готовый корректор осанки среднего ценового сегмента. Остальные элементы — короб для микроконтроллера и аккумулятора, насадка на сервомотор — сделаны из PLA-пластика. Итоговая стоимость прототипа — 3759 рублей.
От автора ::
Об идее и реализации проекта
Меня вдохновили мой школьный наставник и один из учеников школы. Мы обсуждали проблему плохой осанки среди учеников, и я решил попробовать исправить это. Наставник помог мне создать поэтапный план работы и оформить документацию. Далее я занимался проектом самостоятельно.
О школьных предметах, которые пригодились в работе
Мне нужно было собрать устройство и запрограммировать его, поэтому для работы мне пригодились знания физики, математики и информатики.
О планах работы над проектом
В дальнейшем я планирую создать более привлекательную модель корректора и добавить новый функционал.
О планах на будущее
После окончания школы я планирую поступать на техническое или IT-направление в вуз.
О качествах, присущих изобретателям
Изобретателям достаточно быть творческими, обучаемыми и усидчивыми.
Робот-анализатор загрязненности водоемов
Никита Б., 17 лет
  • Для чего предназначено изобретение
    Отходы, которые промышленные предприятия выбрасывают в водоемы и реки, насыщают воду тяжелыми металлами, нитратами, продуктами гниения. Загрязнения негативно сказываются на жизни человека и представляют угрозу здоровью. Робот-анализатор будет полезен для надзорных экологических органов.
  • Как устроено изобретение?
    Для выявления загрязняющих элементов в работе используются специализированные реагент-тесты. Наличие металлов и фосфатов показывают специальные жидкие реагенты, нитраты ищет алюминиевая стружка. В результате теста раствор меняет цвет.

    В состав встроенной лаборатории входят:
    1/ резиновые трубки, транспортирующие водные массы;
    2/ pH-метр — прибор, измеряющий водородный показатель (показатель pH);
    3/ емкости с реагентами;
    4/ емкость, в которой проводится анализ.

    Плавучесть робота обеспечивают надувные подушки. В задней части устройства располагаются два мотора с цепным механизмом, крепящиеся к пропеллерам. Рядом установлен контроллер, который отвечает за распределение команд. По бокам робота находятся узлы откачки, они отвечают за доставку воды из исследуемого водоема в емкость для проведения анализа. В передней части располагается лабораторный комплекс, где будет проводиться анализ, и аккумулятор, обеспечивающий всего робота электроэнергией.
От автора ::
Об идее и реализации проекта
В прошлом учебном году я решил сосредоточиться на проблемах экологии. Первой моей идеей было создать робота — уборщика мусора на водоемах. Но потом я придумал создать робота, который может проводить дистанционный химический анализ воды и выявлять загрязненные участки водоемов. С проектом мне помогали учитель информатики, учитель биологии — мой классный руководитель, а также выпускник моей школы, ныне студент МГТУ им. Н. Э. Баумана.
О школьных предметах, которые пригодились в работе
Пригодилось знание химии, биологии и физики.
О планах работы над проектом
Есть планы по внедрению в прототип системы навигации ГЛОНАСС.
О планах на будущее
Несмотря на то, что основной темой проекта является экология, я хочу поступить в медицинский вуз.
О качествах, присущих изобретателям
Пространственное мышление, которое позволяет четко представить то, что ты хочешь изобрести, и выдержка, которая поможет идти вперед, не останавливаясь.
Динамический манекен для демонстрации принципов функционирования внутренних органов
Максим М., 16 лет
  • Для чего предназначено изобретение
    Динамический манекен позволяет показывать физические принципы функционирования человеческого организма. Это изобретение позволит школьникам научиться наглядно воспринимать работу органов с точки зрения инженерии.
  • Как устроено изобретение?
    Динамический манекен создан в масштабе 1:1. Каждая его часть практически полностью соответствует реальным размерам человеческого тела.

    Физические приборы и устройства манекена имитируют органы человеческого организма. Это интерактивная кибермодель тела, в которой принципы работы организма перенесены на конструкторскую деятельность.
От автора ::
Об идее и реализации проекта
Я увидел, что отсутствуют демонстрационные разработки, которые включали бы в себя интерактивные механизмы для изучения биологических принципов работы организма человека с точки зрения инженерии. В работе над моим проектом активно участвовали две мои одноклассницы и куратор проекта.
О школьных предметах, которые пригодились в работе
Мне пригодились знания, которые я получил на уроках технологий современного производства, физики, математики и биологии.
О планах работы над проектом
В дальнейшем планируется модернизировать манекен, детализировать схожесть с человеческим организмом. Например, желудок представить в виде измельчителя пищи, добавить трубки меньшего диаметра в качестве сосудов, дополнить механизмом, выполняющим роль печени, а также внедрить разработку в школы и кванториумы нашего города.
О планах на будущее
Я планирую продолжить обучение в МГТУ им. Н. Э. Баумана.
О качествах, присущих изобретателям
Человек может стать изобретателем в любой сфере, будь то инженерия или философия. Самое главное — наличие идеи, креативность, желание развиваться и не стоять на одном месте, гореть своим делом.