» » Как изобретения "инженеров будущего" выходят на мировой уровень

Социум

Как изобретения "инженеров будущего" выходят на мировой уровень

Как изобретения "инженеров будущего" выходят на мировой уровень

«Лига инженеров будущего», детский технопарк «Кванториум» — разработки школьников из этих научных проектов занимают первые места на престижных конкурсах, а преподаватели считают их настолько серьезными, что уже налаживают контакты со «взрослым» бизнесом и решают вопросы патентования изобретений подростков. Занимаются наукой в Ижевске и самостоятельно. Например, изобретение школьника Михаила Шевнина вошло в топ — 100 проектов во всемирном конкурсе Google Science Fair, а потом было представлено Путину.

Педагоги одаренных юношей и девушек считают, что дети могут создавать рабочие прототипы изделий, вполне способные претендовать на коммерческий успех. Их разработки — беспилотники, обнаруживающие нефтяные пятна, светодиодные рюкзаки, смарт-костюмы и виброматрица, помогающая неслышащим людям.

Проекты «Лиги инженеров будущего»

За беспилотный катер, способный обнаруживать нефтяные пятна на воде, девятиклассники Артем Мальшаков и Кирилл Свинобой уже успели получить диплом лауреата Балтийского научно-инженерного конкурса и спецприз от ПАО «Газпром нефть». «Мы применили метод люминесценции при определении нефти, которая под воздействием ультрафиолета приобретает желтый цвет; сделали соответствующий датчик оттенка, воспринимающий это свечение от нефти и передающий сигнал на диспетчерский пульт. Даже если батарея разрядится, катер продолжит дрейфовать по водной глади, заряжая батареи от солнечных панелей», — рассказывает Артем Мальшаков.

Это их второй совместный проект. Первым был робот-пчела на основе квадрокоптера для опыления тепличных растений. До начала занятий в «Лиге», признаются школьники, они вообще не знали, что такое робототехника.

Директор «Лиги» Ольга Васильева вспоминает: «Сначала мы назывались »Школой инженерных искусств«, но дети говорили, что слово »школа« им не нравится, поэтому мы изменили название».

В «Лиге» пять педагогов и несколько десятков учащихся, которые работают над проектами во время летних каникул, а в сентябре защищаются. В течение года ребята дорабатывают проекты и участвуют в конкурсах, которые кроме возможных премий важны еще и тем, что дают обратную связь от специалистов.

В «Лиге» могут заниматься дети начиная с 14 лет: именно в этом возрасте можно начинать создавать качественные проекты, объясняют педагоги. Но робототехникой на станции занимаются и дети помладше: например, шестиклассницы Софья и Кристина Шамшурины и Полина Запольских спроектировали детский смарт-костюм, который светится в темноте, и выиграли 1-е место на всероссийском конкурсе «Просвет». Основам программирования детей учат с нуля.

Ставка на результат 

По словам педагогов, главной особенностью «Лиги» является ставка на результат в виде патента, промышленного образца или внедрения в производство. «Наша задача в том, чтобы не оставлять проекты детей на полпути. Для меня важно, чтобы это был качественный конечный результат с перспективой бизнес-проекта; чтобы ребята понимали, что в технической сфере можно профессионально развиваться и успешно самореализовываться», — рассказывает автор проекта «Лига инженеров будущего» Алевтина Первушина.

Разработка детей должна быть практически значимой, добавляет научный руководитель «Лиги» Алина Кузнецова: «Мы отталкиваемся от актуальности проекта: для кого эта разработка предназначена, есть ли уже готовые решения, какие у них плюсы и минусы, что мы можем сделать такого, что до нас не делал никто. Это такой аналог патентного поиска».

Например, сейчас ожидается получение патента на «Умный ботинок», который позволяет заменить незрячим собаку-поводыря. В числе перспективных и разработка выпускника «Лиги», а сейчас студента МГТУ им. Баумана Дмитрия Устинова, которая позволяет отслеживать процесс роения пчел. «У пасечников есть такая проблема, когда пчелосемья делится и рой улетает — а он стоит порядка 4 тыс. рублей. Это время, когда пчеловод и день и ночь сидит на пасеке. Это реальная проблема, которую ребенок знал и решение которой реализовал в проекте», — отмечает Кузнецова.

Педагоги надеются, что разработки школьников заинтересуют крупный бизнес — его представителей приглашают на защиту проектов. В прошлом году появился и первый заказ: ученики «Лиги» Александр Гурацкий и Иван Орогенев по техзаданию ижевского мотозавода «Аксиом-холдинг» разработали устройство, которое упрощает процесс удаления косточек из вишни.

«Кванториум»

Очень серьезно относятся к разработкам школьников и в детском технопарке «Кванториум», работающем в Ижевске с сентября 2017-го. Сейчас в «Кванториуме» 1800 детей, а тех, кто хочет тут учиться, — еще больше. «Мы открыты первый год, и сейчас дети задают вопрос: останемся ли мы на второй год? У нас даже появилась шутка, что на второй год хочется остаться только в »Кванториуме«, — рассказывает специалист по проектному направлению ижевского »Кванториума" Владимир Бельсиков.

«Кванториум» — это своего рода образец или эталон того, как должно быть устроено дополнительное образование школьников в технической сфере«, — говорит Бельсиков. В »Кванториуме« несколько направлений, здесь их называют »квантами«, — дети изучают робототехнику, промышленный дизайн, основы программирования и пилотирования квадрокоптеров, устройство виртуальной и дополненной реальности. По итогам обучения школьники разрабатывают и защищают свои проекты. »Мы работаем над проектами, которые социально полезны", — рассказывает преподаватель технопарка Анна Мусеева.

После нескольких взрывов в жилых домах Ижевска, которые произошли в конце 2017-го — начале 2018 года, ученик «Кванториума» Владимир Колегов создал детектор, который может вовремя обнаружить утечку бытового газа и оповестить об опасности. Проект сконструирован на аппаратной платформе Arduino Uno, которая позволяет создавать простые системы автоматики и робототехники.

«Основой послужил датчик MQ — 5, принцип работы которого основан на изменении сопротивления диоксида олова. В нем есть керамическая трубка, покрытая тонким слоем диоксида, а внутри этой трубки — нагревательный элемент. Когда диоксид олова нагревается до нужной температуры, то вступает в реакцию с молекулами углеводородных газов — метана, пропана, изобутана, бытового газа, и на нем меняется сопротивление. Далее сигнал идет в микроконтроллер, и там считывается содержание углеводородов в воздухе», — рассказывает Владимир.

Себестоимость разработки — 700 рублей против 2 тыс. за аналоги. Педагоги «Кванториума» характеризуют эту модель как абсолютно рабочую, и ею уже заинтересовались коммерческие организации региона. Сейчас Владимир вместе с другим учеником «Кванториума», Владом Васильевым, работает над новым проектом — экзоскелетом, который поможет спасателям разбирать завалы.

«Кванториум» и бизнес

Коммерциализировать разработки школьников несложно, уверены в «Кванториуме», сложнее пройти подготовительный этап — получение патента, регистрация товарного знака. «Сейчас эти вопросы все чаще поднимаются, потому что по стране все больше прецедентов, когда у ребят есть не просто опытные образцы, а готовые к реализации и масштабированию изделия», — отмечает Владимир Бельсиков.

Однако если детский технопарк начнет активнее привлекать к сотрудничеству представителей бизнеса, то можно будет не только коммерциализировать изобретения, но и частично решить проблему с нехваткой квалифицированных кадров. «Например, »Кванториум« в Нефтекамске располагается на площадях завода »КамАЗ«, у них есть покровительство »КамАЗа«, и, соответственно, там открыты приоритетные для предприятия направления — »автоквант« и другие», — говорит Бельсиков. Эта связка с бизнесом интересна и тем, что чем раньше ребята начнут овладевать специальными дисциплинами ведущего в своем регионе или в своем направлении предприятия, тем качественнее будут компетенции, которые они получают. Они будут понимать, где и как применить их в будущем, а предприятие получит качественные кадры.

В ижевском «Кванториуме» такой пример взаимодействия тоже есть. Представители компании Boxglass, занимающейся выпуском VR-очков, курируют «квант» виртуальной и дополненной реальности. «Со школьниками в таком формате я работаю впервые, до этого я работал со специалистами, которым нужно просто ставить задачи и ждать их выполнения», — говорит продюсер компании Boxglass Дмитрий Демаков.

«Наш главный интерес — кадры. Сейчас с ними проблемы — они или очень дорогие и редкие, или их просто нет. Хорошо брать специалиста, который имеет опыт, но еще лучше получить специалиста, у которого изначально в голове заложено правильное направление работы», — объясняет Демаков интерес компании к сотрудничеству с «Кванториумом».

Идея виброматрицы

Михаил Шевнин не состоит ни в каких научно-образовательных центрах, научными разработками решил заняться самостоятельно. Робототехникой одновременно с авиамоделированием он заинтересовался в седьмом классе.

«Нужно было сделать проект для урока физики. Учительница предложила самую простую детскую игру из нескольких проводов, батарейки, светодиода, но мне показалось это неинтересным — я сам подобным занимался в детстве, — поэтому решил сделать что-то посерьезнее», — рассказывает Михаил.

На эту разработку его вдохновили идеи американского нейробиолога, популяризатора науки и преподавателя Стэнфордского университета Дэвида Иглмена, с которыми Михаил познакомился, когда поехал в робототехнический лагерь. Иглмен разработал специальный жилет для слабослышащих и глухих людей, который преобразовывал речь в вибрацию. Михаил решил развить эту идею.

«В жилете Иглмена сразу вся речь преобразовывалась в вибрацию. Это похоже на принцип цветомузыки, когда музыка играет, а свет по каким-то подобиям пытается повторять ее. В основе же моей разработки лежит идея точечной вибрации», — рассказывает Михаил.

Первые испытания своей разработки он проводил на одноклассниках, а позже продемонстрировал ее людям с ограничениями по слуху и зрению. «По их словам, это устройство полезно для тех, кто потерял сразу и слух, и зрение во время жизни. Их практически невозможно ничему обучить, они не могут освоить язык Брайля, потому что мы не можем им рассказать, как с ним обращаться. Но с помощью вибрации они смогут узнать знакомые символы, которые видели, когда еще не лишились зрения, и таким образом воспринимать информацию», — говорит школьник.

Успех на конкурсе Google

В школе к проекту отнеслись скептически, но Михаила это не остановило, и он отправил заявку на участие в Google Science Fair — престижном международном научном конкурсе для школьников и студентов. И его виброматрица вошла в топ — 100 лучших разработок, обойдя тысячи других изобретений со всего мира.

«Когда я вошел в топ — 100, то понял, что моя работа чего-то стоит. Я не попал в число 15 лучших проектов, но зато это был стимул к тому, чтобы продвигать эту тему и в дальнейшем участвовать в конкурсах», — рассказывает Михаил. К тому моменту он перевелся из своего гуманитарного лицея в физмат-класс другой школы и продолжал совершенствовать свое изобретение.

«Я проводил исследования на множестве людей и определял некоторые параметры: оптимальную скорость вибрации, ее оптимальное восприятие — все это я учел в своей работе», — говорит Шевнин. Работа продолжалась около двух месяцев.

Усовершенствованный аппарат стал легче, и теперь его можно было надевать на предплечье. В опциях появилась возможность обратной связи — пользователь мог рисовать на тачскрине символы, которые через Bluetooth передаются на сотовый телефон и далее на другой мобильник. В апреле 2017 года с этой разработкой Михаил победил на XI Всероссийском конкурсе научно-инновационных проектов старшеклассников, который проводила компания Siemens.

Презентация для президента

В июне 2017 года Михаил Шевнин со своим проектом победил во Всероссийской олимпиаде по робототехнике в Иннополисе, прошел обучение в сочинском «Сириусе». «В »Сириусе« я научился работать в команде, приобрел навыки по технической части — компьютерному черчению, прототипированию на 3D-принтере, работе на фрезерном станке и с лазером», — говорит юноша. После защиты проекта Михаил оказался в числе тех, кто представлял свои разработки президенту Владимиру Путину, который приехал в «Сириус», чтобы встретиться с его воспитанниками. «Из 13 человек выбрали двоих. Президент послушал нашу презентацию, задал несколько вопросов о том, как нам здесь нравится и сколько мы работали над проектом», — продолжает Шевнин.

Усовершенствованием виброматрицы он продолжает заниматься и сейчас. Третий прототип теперь крепится на ладонь — здесь лучше чувствительность. Корпус для аппарата распечатан на 3D-принтере, который школьник приобрел на средства гранта Siemens, а само устройство сделано по скану его руки. «Его можно и дальше минимизировать, сделать саму коробку меньше. Мне хочется сделать его миниатюрным, все упирается только в размеры моторов», — рассказывает Михаил.

О коммерческом использовании разработки юноша пока не задумывается. Сейчас его главный приоритет — успешно сдать ЕГЭ и поступить в Национальный исследовательский ядерный институт МИФИ. Здесь Михаил планирует и дальше изучать робототехнику.

Александр Поляков




Похожие новости

Новости других разделов

Присоединяйтесь

Деньги — предельно обобщённая информация о продуктообмене.

Журналисты

Цитата

Заблуждение не перестаёт быть заблуждением оттого, что большинство разделяет его.

Л.Н. Толстой.