Умная шнуровка обуви, система мониторинга дорог и город живых игрушек: что изобрели учащиеся детских технопарков

17 января во всем мире отмечается День детских изобретений. Многие из юных инноваторов Москвы ведут научную деятельность и совершают открытия в стенах детских технопарков.

«Экосистема обучения и профориентации для будущих изобретателей в Москве сегодня объединяет 21 детский технопарк и около 200 площадок дополнительного образования, которые являются партнерами и резидентами единого портала technopark-kids.ru. В них юные москвичи пробуют создавать собственные разработки в сфере промышленного дизайна, роботостроения, нанотехнологий и в других направлениях. И если младшие воспитанники детских технопарков тренируются на простых моделях и схемах, то многие старшеклассники создают вполне серьезные инновационные продукты», — рассказал руководитель Департамента предпринимательства и инновационного развития города Москвы Алексей Фурсин.

За все время работы посетителями инновационных площадок дополнительного образования стали почти полмиллиона человек. Там начинающие ученые могут приобрести навыки в сфере промышленного дизайна, роботостроения и нанотехнологий, а также определиться с будущей профессией. Среди их изобретений аппарат лечебной физкультуры для детей с особенностями развития, автоматическая шнуровка ботинок, система анализа состояния автодорог и многое другое.

Физиотерапия для особенных детей

Физиотерапевтический аппарат для детей с детским церебральным параличом (ДЦП) разработали Алексей Анненков и Михаил Кипелов, учащиеся детского технопарка «Альтаир» МИРЭА — Российского технологического университета (РТУ МИРЭА).

В комплексное лечение детей с ДЦП входит лечебная физкультура для развития координационных и двигательных навыков. Однако из-за особенностей развития им зачастую тяжело сконцентрироваться на выполнении физических нагрузок, так как дети не понимают, с какой целью им нужно их выполнять. Чтобы физкультура была ребятам интереснее, одиннадцатиклассники придумали устройство из специальной перчатки и машинки.

«Перчатка закрепляется на руку ребенка. Каждое движение кисти считывается радиопередатчиком, который передает сигнал машинке. При поступлении команды от перчатки электромоторы приводятся в действие, и машинка начинает двигаться. Изобретение поможет простимулировать к занятиям лечебной физкультурой, превратив физиотерапию для детей с ДЦП в понятную им игру», — рассказывают Алексей Анненков и Михаил Кипелов.

Со своим устройством ребята в прошлом году оказались в числе победителей открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего».

Мониторинг состояния дорог

Учащаяся детского технопарка «Альтаир» РТУ МИРЭА Лилия Марданшина разработала устройство, которое способно проверять состояние дорожного покрытия и фиксировать дефекты. Такая система мониторинга дорог принесла ей в 2022 году победу на региональном этапе Всероссийского конкурса научно-технологических проектов «Большие вызовы». Лилия также стала призером городских научно-практических конференций «Инженеры будущего», «Наука для жизни» по направлению «Многообразие науки» и «Курчатовский проект — от знаний к практике, от практики к результату».

По причине плохого дорожного покрытия в стране происходит около трети всех дорожно-транспортных происшествий. При этом имеющихся в распоряжении специальных служб, методов и оборудования недостаточно для комплексного решения проблемы. Система автоматического отслеживания различных видов дорожных дефектов при обнаружении изъянов будет сразу же передавать данные на посты дорожных служб для проведения осмотра и ремонта при его необходимости.

«Устройство оборудовано двумя датчиками: ультразвуковым и датчиком наклона. При обнаружении дефекта каждый из них отправляет текстовое сообщение. Ультразвуковой датчик при обнаружении ямы — “дефект”, датчик наклона при фиксации тряски — “повреждение”. В ходе испытаний мы установили прибор на робота и запустили его на макет дороги с неровностями и ямами. Для дальнейшей установки устройства на специальную городскую технику и общественный транспорт ему необходим еще ряд доработок», — отмечает девушка.

Полученные данные можно будет напрямую передавать дорожным службам через модуль с вайфаем, а для определения местоположения дефектов требуется подключение к устройству GPS-модуля. Для защиты от загрязнений и воды датчики необходимо заменить на водонепроницаемые. При условии внедрения этих изменений можно будет собрать информацию со всех дорог города в единую базу, что поможет принять меры для устранения дефектов дорожного покрытия.

Умная шнуровка

Детские технопарки активно взаимодействуют с индустриальными партнерами, в том числе и в рамках совместных проектов. Например, команда ребят из технопарка «Москва» разработала совместно с компанией по производству ортопедической обуви систему автоматической шнуровки.

Авторы проекта — восьмиклассники Мария Мамонтова, Андрей Знаменщиков, Арина Ладыгина и Андрей Смирнов. В технопарке они обучаются промышленному дизайну. На подготовку проекта у них ушло около трех месяцев.

«Мы обратили внимание на то, что людям с травмами ног часто сложно справляться с завязыванием шнурков. Это и так не самый быстрый способ закрепить ботинок на ноге по сравнению с молнией, так еще и травма замедляет процесс. Поэтому мы сконцентрировали свое внимание на упрощении и ускорении этого процесса», — рассказали изобретатели.

Суть изобретения в том, что тонкие крепкие шнурки закручиваются по часовой стрелке при помощи специального механизма — диска — по принципу завода механических часов. Благодаря этому затяжка происходит равномерно, без точек давления и не ослабевает в процессе использования. Для начала работы необходимо нажать на систему, закрутить шнуровку и нажать повторно, чтобы зафиксировать положение шнурков. Чтобы ослабить шнуровку, нужно просто повторно нажать на систему.

Подобные устройства в виде готовой обуви с встроенным механизмом уже есть на рынке. Однако именно слушатели детского технопарка «Москва» создали отдельный механизм по своим чертежам, который можно крепить на любую обувь.

В конце прошлого года юные изобретатели представили свой проект на VII Национальном форуме реабилитационной индустрии и универсального дизайна «Надежда на технологии», который проходил на ВДНХ.

Город живых игрушек

Еще одна команда учащихся детского технопарка «Москва» спроектировала развивающую инсталляцию для маленьких детей и детей с ограниченными возможностями здоровья «Город игрушек». Создать такой проект ребятам предложил индустриальный партнер — региональная общественная организация инвалидов «Творческое партнерство» — для программы комплексной терапии творчеством в детских больницах и хосписах.

«Город» состоит из кинематических игрушек — бумажных, деревянных и высокотехнологичных автоматонов (куклы с механическим приводом), двигающихся при нажатии кнопки. Такой принцип оживления фигур призван привлечь внимание и снизить стресс у детей.

«Я рад тому, что принимал участие в столь важном для общества социальном проекте. По мере его развития от идеи до конечного продукта я открыл для себя новые отрасли рынка и их устройство. Решал задачи в области кинематики, робототехники, программирования, материаловедения, работы шаговых моторов. Сталкиваясь с трудностями, нам удалось отработать и оптимизировать наш техпроцесс, а также сформировать эффективную команду. Хочется надеяться, что подобные сферы в будущем продолжат получать признание и развитие», — поделился участник проекта Александр Кириченко.

Сейчас ребята дорабатывают механику, электрику, программное обеспечение, и в ближайшее время первый такой 50-килограммовый стенд отправится в детский хоспис «Дом с маяком». Идея юных изобретателей состоит в том, чтобы установить подобные инсталляции во всех детских больницах и хосписах города Москвы.

В 2022 году эта команда из шести человек получила за свой проект специальную награду от потенциальных инвесторов и индустриальных партнеров на чемпионате по технологическому предпринимательству «Технолидеры Москвы». Ребята смогут воспользоваться индивидуальной консультацией по привлечению инвестиций от Фонда содействия развитию венчурных инвестиций в малые предприятия в научно-технической сфере.