02.04.2020

Школьники из ЦМИТ работают над созданием солнечного трекера и биомеханического протеза



Продолжаем серию статей о деятельности Центра молодежного инновационного творчества. И сегодня мы расскажем вам об Александре НЕФЕДОВЕ и Виталии АРЖАНОМ, которые уже давно являются резидентами ЦМИТа и сейчас готовы явить миру свои нано-разработки.

 

АЛЬТЕРНАТИВА - ЕСТЬ!

С самого начала реализации проекта «Научно-практическая школа «Техносфера»» они вместе с наставниками начали готовиться к конкурсу «Шустрик». Цель конкурса - вовлечение талантливых школьников в научно-техническое творчество и реализацию инновационных проектов.   Конкурс способствует созданию макетов, моделей, прототипов, формирует навыки изобретательства, конструирования, моделирования и внедрения разработанных проектов.

В конце марта оба парня подали на конкурс свои уникальные проекты. Расскажем о них подробнее.

Сегодня разработка альтернативных источников энергии является одним из наиболее важных вопросов, так как перед человечеством стоит проблема нехватки исчерпаемых ресурсов - угля, нефти и так далее. И вот здесь разработка ученика школы №1 Малоярославца Александра Нефедова может быть очень кстати. На базе ЦМИТ «Модель Спектр» парень разрабатывает проект в сфере аэрокосмических систем по теме «Автономная метеостанция и солнечный трекер».

- Проблему нехватки источников энергии люди начали решать с помощью альтернативных источников, - говорит Александр. - Я буду рассматривать использование солнечных панелей. Коэффициент полезного действия у них достаточно мал. Но стоит учитывать и то, что они, как правило, устанавливаются в неподвижном положении, что дополнительно снижает их эффективность, так как солнечные лучи не всегда могут быть перпендикулярны панели. И тогда не вся солнечная энергия превращается в электрическую.

 

 НИ ОДИН СОЛНЕЧНЫЙ ЛУЧ НЕ ПОТЕРЯЕТСЯ!

Как считает юноша, эту проблему можно решить путем вращения солнечной панели в определённом направлении, а именно - относительно солнца, чтобы лучи падали на панель примерно под прямым углом.

- Я разрабатываю солнечный трекер - это устройство, которое при помощи датчиков, будет определять положение максимального солнечного потока, и поворачивать панель так, чтобы поток заходил в солнечную панель перпендикулярно. Таким образом, будет перерабатываться намного больше энергии, и эффективность панели будет увеличена.

При этом, как подчеркивает Александр, иногда случаются и пасмурные дни, а это значит, что датчики не могут улавливать солнечный поток, поскольку его крайне мало.

- В этом случае нужно воспользоваться траекторией, которая была записана в этот день, но год назад. Проект предусматривает сбор базы данных, чтобы понимать, по которой траектории в следующем году будет двигаться панель.

Сейчас парень разрабатывает уменьшенную копию будущего трекера.

- Движение здесь осуществляется при помощи двух сервоприводов, закрепленных особым образом, - объясняет юный изобретатель. - А датчик представляет из себя четыре фоторезистора, закрепленных относительно друг друга некой крестовиной, которая разделяет их для определения направления солнечного потока.

Внутри корпуса скрыты его «мозги» - специальная система, а на корпусе есть диод для индикации питания и прибор для настройки чувствительности после обработки системы обнаружения солнечного потока и направления на него солнечных панелей.

- Я планирую создать увеличенную копию прототипа с шестью панелями, которые будут управляться при помощи этой системы, чтобы удостовериться в правильности своего проекта, - подытожил Александр.

 

ДВЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОДНОЙ

Еще одно интереснейшее изобретение создает другой участник ЦМИТ «Модель Спектр» Виталий Аржаный - ученик 10 класса обнинской школы №12. Он вместе со своим наставником Александром ЛИШЕНКО разрабатывают биомеханический протез.

- Сегодня существует множество компаний, которые занимаются развитием данной технологии, - говорит школьник. - Существуют функциональные и косметические протезы. Функциональные призваны выполнять повседневные задачи, а косметические играют роль макета, то есть просто заменяют определенную часть тела.

По его словам, на практике чаще всего применяется самая распространенная технология - тяговый механизм. Он заключается в использовании сервопривода и нити, состоящей из металла и нейлона. Но минус данной технологии в том, что сервоприводы не могут создать максимальной тяги.

- Если у вас сервопривод рассчитан на 13 килограммов подъемной силы, то на пальцах вы будете ощущать от пяти до семи килограммов. То есть потери есть. Также существует искусственная мышца. Ее суть в том, что при маленьких размерах - пару сантиметров - тяга может сохраняться до килограмма, без потерь. Моя же технология заключается в том, чтобы объединить две технологии. Роль матрицы будет играть механика, которая будет отвечать за скорость сжатия. Роль самой тяги будет играть искусственная мышца, для более эффективной грузоподъемности.

Как отмечает Виталий, последняя технология - «искусственная мышца» - новая. Но и у нее есть минус - мышца слишком медленная.

- Если вы сделаете полностью протез из искусственных мышц с оболочкой из пластика или металла, то сжатие пальцев будет очень долгим. Сейчас я смоделировал и напечатал детали, создал схему управляющей платы, это прототип - сжатие-разжатие выполняет механика.

Парень планирует объединить обе технологии - скорость тяговых механизмов и подъемную силы искусственных мышц.

Также он работает над созданием интерфейса, который будет позволять управлять будущим протезом.

- Он будет устроен с помощью электромагнитных импульсов - датчики будут считывать показания с конечностей мышц, - уточняет школьник.

 

Другие статьи из рубрики «Инновации»

 
г. Обнинск, © ООО «Мак Медиа» 2007 - 2020

Мнение автора может не совпадать с мнением редакции. Любое использование материалов сайта в сети Интернет допускается исключительно на сайтах, зарегистрированных как средство массовой информации и только при условии указания названия издания, автора статьи и размещения индексируемой гипертекстовой ссылки на сайт www.pressaobninsk.ru. Использование материалов данного ресурса сайтами, не являющимися СМИ, а также вне сети Интернет возможно только с письменного разрешения правообладателя.

Контакты | Реклама на сайте | Подписка | Пишите нам



Официальный сайт изданий
Калужской области
Новости Обнинска. Газета Неделя Обнинска