Юный техник, 2013 № 11

ПОЧЕТНЫЙ ДИПЛОМ

Для изготовления столь ценного для многих семейств устройства ученик 9-го класса из г. Сосновый Бор Ленинградской области Алексей Рябов по совету преподавателя С.Л. Елькиной использовал конструктор Lego.

Созданный им робот-нянька предназначен для контроля сна маленьких детей. Устройство ставится неподалеку от кроватки ребенка. На процессорном блоке запускается программа, которая собирает данные об окружающей среде (звук, свет) и передает их по радиоканалу на удаленный компьютер. Программа компьютера анализирует полученные данные, и если измеренные параметры превышают критическую отметку, то компьютер сообщает родителям о нарушении покоя ребенка.

Кроме того, на роботе установлены два датчика расстояния. Если кто-то подойдет к кроватке, то компьютерная программа также оповестит об этом пользователя. Причем все сообщения могут как выводиться на монитор компьютера, так и передаваться в виде SMS-сообщений на указанный пользователем телефонный номер или через популярную сетевую программу скайп.

Согласитесь, Алексей придумал очень полезное устройство.

Хотелось бы, чтобы наша промышленность подумала о серийном производстве подобных.

Ведь за рубежом они уже выпускаются. Вот только необходимо внести в их конструкцию некоторые дополнения.

Дело в том, что в США недавно произошел такой случай. Вместо того, чтобы охранять покой малышки Эллисон, робот-няня мало того что разбудил ее громким возгласом, он еще, по словам отца девочки Марка Гилберта из города Хьюстона (штат Техас), стал вдруг браниться. Расследование показало, что в систему управления киберняней проник хакер и стал безобразничать.

Мы надеемся, что защита разработки Алексея Рябова окажется более надежной.

ИСКУССТВЕННЫЕ КОРНИ

«Прошедшим летом одни районы нашей страны заливало дождями, в то время как другие жаловались на засуху. Конечно, распределять небесную влагу по своему усмотрению люди пока не научились, но вот с засухой они успешно борются уже многие тысячелетия с помощью ирригационных систем. Только вот беда: ныне уж не осталось специалистов, которые бы ходили по полям и выборочно открывали и закрывали арыки, регулируя полив. Теперь эту работу поручают дождевальным машинам, а они льют воду почем зря, что довольно часто приводит не только к перерасходу влаги, но и к засаливанию почв.

Вот я и предлагаю: надо поставить датчики у корневой системы хотя бы некоторых растений. Пусть они сигнализируют поливальщикам, достаточно ли влаги растениям, когда необходимо провести полив и в какой мере».

Такова суть предложения Оксаны Нечипоренко из г. Невинномысска Ставропольского края. Оксана затронула весьма важную проблему и подсказала один из путей ее решения. Видимо, она хорошо знает, как ведется ирригация на наших отечественных полях. Между тем существуют и иные, более совершенные способы полива. Например, в Израиле уже не один десяток лет используется так называемый капельный полив. Суть его такова. На поле прокладывается система пластиковых подземных трубопроводов, по которым может подаваться вода, скажем, индивидуально каждому плодовому дереву. Командует этой системой компьютер, который получает данные от сенсоров влажности, помещаемых у корней каждого дерева.

А недавно интересное усовершенствование таких датчиков сделали инженеры из Итальянского технологического института. Проект Plantoid (можно перевести как «растеноид», то есть «подобный растению») предполагает установку в почву искусственных корней, которые способны расти почти как настоящие. Они оснащены датчиками, измеряющими температуру, влажность, водородный показатель, а также уровень нитратов и фосфатов в почве.

«Создание искусственных корней, способных самостоятельно расти, — непростая задача. Созданные нами прототипы имитируют лишь некоторые природные функции настоящих растений, — рассказала ведущий разработчик Барбара Маццолаи. — Но зато теперь можно не беспокоиться, что со временем наши датчики окажутся выше, чем растущая вглубь корневая система, и начнут давать неверные показания»…

Хорошо бы, конечно, внедрить подобные системы и на российских полях.

ДАВЛЕНИЕ ДАЕТ СВЕТ

Четырнадцатилетний Матвей Гревцов из г. Челябинска задумался о возможности вырабатывать энергию за счет силы давления. «Я спросил себя: неужели человек не может вырабатывать электроэнергию за… счет силы давления? Ведь гравитация распространена на нашей планете повсюду. Необходимую силу давления могут, к примеру, обеспечить трамваи, вес которых составляет 40 т и которые двигаются всегда по определенной трассе. Если разместить между шпалами пьезоэлементы, которые при сжимании вырабатывают положительную энергию, а при возврате — отрицательную, можно существенно сэкономить на освещении улиц», — сообщил Матвей.

Принципиальная схема действия пьезокристаллов.

Правильность идеи была подтверждена экспериментально с помощью действующей модели. В дальнейшем Матвей планирует усовершенствовать разработанную технологию, используя более мощные пьезокерамические элементы, энергии которых хватит на освещение целого города.

Идея, конечно, заманчивая. Однако не очень новая — пьезокристаллы применяются в технике с XIX века. И мы уже писали, например, о тротуарах, шагая по которым пешеходы вырабатывают энергию для уличного освещения. Только вот Матвей ничего не пишет о том, как он собирается защитить пьезоэлементы от превратностей российской погоды и чересчур сильного давления. А ведь известно, что пьезокристаллы довольно хрупки. И сколько таких кристаллов необходимо, чтобы осветить целый город? Какова будет их стоимость?..

СОЛНЕЧНАЯ РОЗЕТКА

«Не секрет, что аккумуляторы мобильников имеют тенденцию разряжаться в самый неподходящий момент. И что тогда делать?

Между тем ныне все шире используются солнечные батареи. Они теперь есть не только в космосе, но и на крышах многих домов, с помощью фотоэлементов запитываются некоторые электронные часы, радиоприемники, калькуляторы и другие подобные приборы. Делаются попытки оснастить солнечными батареями и сотовые телефоны. Да только в случае разрядки аккумулятора мобильник приходится держать на свету, по крайней мере, полчаса, чтобы потом можно было сделать короткий звонок.

А что, если создать более мощное универсальное устройство — этакую солнечную розетку, от которой можно будет запитывать любое устройство, которое вам понадобится в данный момент?»

Такое вот предложение прислала нам москвичка Алевтина Климова. Согласитесь, весьма остроумное и толковое предложение. Только вот, похоже, идеи и в самом деле имеют свойство носиться в воздухе и зарождаться в разных головах. Подобное устройство уже существует. Называется оно Window Socket. Разработанное дизайнерами Kyuho Song и Boa Oh устройство при помощи специальных присосок крепится к оконному стеклу и «собирает» солнечную энергию на встроенный аккумулятор, который позволяет подключить к розетке какое-то небольшое устройство (смартфон, МР3-плеер) либо сохранить накопленную энергию для использования в ночное время.

В настоящее время Window Socket еще находится в разработке, и емкость аккумулятора очень мала (1000 mAh), а время зарядки 5–8 часов. Этого достаточно, чтобы подзарядить телефон, но еще не хватает для работы более серьезных потребителей электроэнергии. Однако в ближайшем будущем разработчики надеются увеличить эффективность устройства, повысить емкость аккумулятора и сократить время зарядки.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ИЗ КОТЕЛКА

Мы не раз рассказывали, как юные техники наряду со взрослыми инженерами совершенствуют системы термоэлектричества, которые позволяют вырабатывать энергию при нагреве. Вот вам еще сообщения на эту тему.

Студенты и преподаватели Московского института стали и сплавов на кафедре «Конструкционные керамические материалы» разработали котелок, в который на-

до налить воды и поставить на огонь. Пока вода закипит, термобатарея, один спай которой находится в холодной воде, а другой на дне котелка над костром, будет вырабатывать электроэнергию и передавать ее через разъем USB для зарядки аккумуляторов ноутбука, мобильника или иного электронного устройства. В течение ближайших лет исследователи надеются наладить промышленное производство таких электрокотелков.

Еще дальше продвинулись технологи Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (США). Совместно с сотрудниками фирмы Point Source Power, они представили простой и недорогой метод обеспечения электричеством 2,5 млрд. человек в странах развивающегося мира. Основная «изюминка» разработки — твердооксидный топливный элемент. Для достижения 700–800 °C, требуемых для начала работы, топливный элемент просто помещают в огонь. После разогрева от топливного элемента можно запитать лампочку или мобильный телефон. Правда, пока элемент дает всего 5 В при примерно 500 мА, то есть даже планшет зарядить невозможно. Однако за время приготовления обеда он накапливает 4000 мА∙ч при напряжении 1,2 В.

А это дает возможность работы светодиодного светильника в течение 30 часов.

ВИБРОПОЛОСЫ ПЕРЕД «ЗЕБРОЙ»

Мы уже не раз рассказывали вам, как специалисты стараются уменьшить количество наездов на людей, которые пересекают улицу по пешеходным переходам. И вот, кажется, дело тронулось с мертвой точки.

В Москве и некоторых других городах нашей страны перед пешеходными переходами и остановками общественного транспорта в городах начали монтировать виброполосы. Наезжая на них, водитель слышит неприятный звук и ощущает вибрацию. Ожидается, что при этом водители станут инстинктивно притормаживать перед «зебрами» и переходы станут безопаснее.