Планетоход, робот-лингвист и перчатка для дронов: московские школьники удивляют изобретениями

В Москве учащиеся предпрофессиональных классов занимаются разработкой инновационных проектов в различных сферах: промышленности, цифровых технологиях, медицине. В этом им оказывают поддержку преподаватели ведущих вузов города. Среди изобретений, созданных московскими школьниками, есть такие, которые могли бы стать основой для фантастических фильмов. Например, андроид-лингвист, квадрокоптер, управляемый жестами, модульный планетоход и виртуальная перчатка.

Ученики инженерных и IT-классов создают роботизированные протезы для конечностей, социальных роботов и звуковые шахматы для людей с ограниченными возможностями по зрению. Будущие врачи занимаются медицинскими исследованиями. В медиаклассах пишут заметки и статьи, снимают документальные фильмы и передачи, записывают радиоэфиры и подкасты. В предпринимательских классах разрабатывают бизнес-планы, а в психолого-педагогических — методы работы со школьниками, которые учитывают их интересы и индивидуальные особенности.

В столичных вузах созданы все условия для творческой самореализации молодых учёных и изобретателей. Преподаватели оказывают всестороннюю поддержку, консультируя, предоставляя доступ к современным информационным ресурсам, помогая с выбором литературы и проведением экспериментов. Кроме того, они обучают молодых исследователей использованию высокотехнологичного оборудования. Результаты своих проектов школьники представляют на научно-практических конференциях. Их работы оцениваются жюри, в состав которого входят представители вузов и потенциальные работодатели.

Так, ученики 11-го инженерного класса школы № 2045 Даниил Лебедев и Елизавета Кутузова представили на научно-практической конференции «Инженеры будущего» инновационную разработку — тактильную VR-перчатку. Она позволяет ощущать предметы в виртуальном пространстве, словно в реальности. Перчатка была создана с использованием технологии 3D-печати и оснащена специальным программным обеспечением, которое обеспечивает полное погружение в виртуальный мир. Для отслеживания движений пальцев использовались потенциометры, а для блокировки — сервоприводы. Обратная тактильная связь достигается за счёт вибромоторов. Данная разработка может быть полезна в различных сферах, таких как проектирование, образование, медицина, промышленность, индустрия развлечений и многих других.

Ангелина Лебедь-Юрченко, выпускница информационно-технологического класса школы № 1580, занимается разработкой прототипа универсального модульного планетохода. Это устройство может стать незаменимой вещью при освоении других планет, значительно повышая эффективность и долговечность транспорта в условиях незнакомого грунта. Уже созданы 3D-модель планетохода и детали корпуса, а также собраны два редуктора для управления и поддержания подвески. После того как будет написана программа для ровера и завершена сборка, начнутся испытания планетохода. В процессе будет определена максимальная грузоподъёмность, проходимость, прочность и надёжность устройства.

Все разработки, созданные учениками московских школ, направлены на то, чтобы приносить пользу. Например, ученица 11-го класса школы № 1357 с инженерным уклоном Екатерина Карпова разработала инновационный ортез для реабилитации после перелома руки. Он представляет собой сетчатую конструкцию, изготовленную из пластика на 3D-принтере. Ортез практически не ощущается на теле, но при этом надёжно фиксирует кисть, способствуя скорейшему восстановлению после травмы. Проект получил призовое место на научно-практической конференции «Инженеры будущего».

«У меня случались переломы, и приходилось носить ортезы, но они были очень неудобные. Когда я думала над школьным проектом, родители посоветовали сделать функциональный и лёгкий ортез. Эту идею одобрили и научные руководители. Разработка ортеза заняла полтора месяца, изначально он получился плоским, но если опустить пластик в кипяток, а потом остудить — он принимает форму руки. А благодаря резинкам и шнуркам его легко отрегулировать, снять при необходимости, а потом надеть снова», — отметила школьница, добавив, что теперь планирует сделать ортезы для ног.

Некоторые проекты, созданные учениками столичных школ, поражают своей креативностью. Так, ученики 11-го инженерного класса школы № 1528 Евгения Дмитриева и Игорь Левин разработали виртуального преподавателя иностранных языков, выполненного в виде роботизированной головы с голосовым помощником. Этот андроид-лингвист, оснащённый мощной языковой моделью GPT, способен поддерживать беседу на разнообразные темы.

Чтобы начать общение с ассистентом, нужно произнести одну из ключевых фраз: «Давайте поговорим на русском?» или «Давайте поговорим на английском?». Вопросы будут распознаны с помощью технологии и переведены в текст, который затем отправится в чат-бот. После этого, используя технологию синтеза речи, робот выдаст ответ через Bluetooth-колонку. «Говорящая голова», работающая от сети, способна поддерживать полноценный диалог. Она может обсуждать погоду, путешествия, новости и даже искусство. Кроме того, робот умеет переводить слова и предложения, а также исправлять ошибки. В комплекте с виртуальным преподавателем идёт специальная программа для ноутбука, в настройках которой можно выбрать мужской или женский голос для робота. Проект победил на научно-практических конференциях «Инженеры будущего» и «Наука для жизни» и занял второе место на конкурсе «Потенциал».

В современном мире всё актуальнее становится развитие беспилотных технологий. Ученики 11-го класса информационно-технологического направления школы № 1504 Сергей Королёв, Дмитрий Рюгин и Владислав Орлов создали прототип квадрокоптера с манипулятором, которым можно управлять жестами. Команды беспилотнику отдаются с помощью специальной перчатки, аппарат распознаёт их и реагирует соответствующим образом: двигатели начинают работать, а клешни-манипуляторы открываются и закрываются. Эта технология позволяет управлять квадрокоптером с высокой точностью.

Ученики 11-го инженерного предпрофессионального класса школы № 491 Никита Матус и Андрей Куликов разработали надводный беспилотник, оборудованный эхолотом и системой FPV — технологией, которая позволяет передавать изображение с бортовой камеры на монитор в режиме реального времени. Их изобретение поможет в наблюдении за поверхностью водоёмов, изучении рельефа дна, отслеживании перемещения рыб и даже в спасении людей, оказавшихся в воде.

Корпус устройства выполнен из композитного материала и имеет длину около одного метра. Некоторые его детали были напечатаны на 3D-принтере. Беспилотник оснащён вращающейся камерой, которая находится в герметизированной плёнке, а также оборудован эхолотом, двигателем и динамиком, предназначенным для предупреждения потенциальных браконьеров. Для работы в ночное время на дроне установлены фонарь и бортовые огни. Вес устройства составляет 25 кг. Оно работает от литий-ионного аккумулятора и солнечных панелей. Оператор может управлять беспилотником с помощью пульта, но разработчики планируют добавить GPS-модуль и систему ArduPilot, чтобы аппарат мог перемещаться по заданному маршруту без участия человека.