Инженеры будущего. Робошаттл от 8-го класса

​Уже два года подряд в рамках мероприятий проекта «Инженерный класс в московской школе» проходит городская открытая научно-практическая конференция «Инженеры будущего».В 2016 году конференция проводилась в Национальном исследовательском технологическом университете МИСиС, ее посетили более 1500 человек, в том числе 210 участников, представивших свои проекты и исследования.

10-11 апреля 2017 года состоялась вторая конференция «Инженеры будущего». В этом году Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (Национальный исследовательский университет) гостеприимно распахнул двери для более чем 2000 участников и гостей конференции. Школьники 7-11-х классов представили свои проектные и исследовательские работы в виде стендовых и устных докладов, групповых и индивидуальных зачетов, продемонстрировали макеты и модели на следующих тематических секциях:1. Прикладная физика, энергетика, биофизика, бионика.2. Машиностроение, транспорт.3. Приборостроение, робототехника, микроэлектроника, радиотехника.4. Прикладная химия, физическая химия.5. Строительство, черчение, дизайн и архитектура.6. Информационные технологии, моделирование, прототипирование, прикладная математика, социальный инжиниринг.В тематических секциях развернулась настоящая борьба за призовые места: авторы 373 проектных и исследовательских работ устроили нешуточное соревнование, и неудивительно, ведь победители и призеры этой научно-практической конференции получают преференции при поступлении в ведущие технические вузы столицы.Наибольший интерес у ребят вызвала секция «Информационные технологии, моделирование, прототипирование, прикладная математика, социальный инжиниринг». Почти 40 процентов всех участников представили свои работы именно в рамках этой секции. Здесь школьники показали свои умения и навыки в программировании на различных языках (C#, С++, Java, php, Delphi7, Visual Basic, Python, LabVIEW, QuickBASIC, Pascal, ActionScript DevelNext, Scratch); моделировании в системах автоматизированного компьютерного моделирования (AutoCAD, Компас-3D, SolidWorks); работе с различными технологиями (RFID, 3D-технологии, NVIDIA CUDA, NFC, Интернет вещей); в создании моделей (дрон, зонд, спутник, умный будильник, умный дом, умная ферма, тренажер для людей, реабилитирующихся после инсульта, тренажер маневрового диспетчера, информационное табло, электродинамический трал, коптер, система с ЧПУ и многие другие); показали навыки и умения в прикладной математике (программа «Построение графиков тригонометрических функций», система компьютерной алгебры, проект тестирования учащихся по темам нахождения производной и первообразной сложных функций, прототип устройства визуализации алгебраических функций, программа минимизации булевых функций). Представленные юными инженерами изобретения и разработки действительно произвели впечатление на участников и гостей конференции.Особо хочется отметить работы победителей. Ребята 8-го класса школы №1516 создали мобильное приложение «MoreGEO» на языке программирования Java для Android. Оно помогает выучить названия стран и их столиц в игровой форме. С этим приложением может ознакомиться на Play Маркет каждый желающий (https://play.google.com/store/apps/details?id=ru.geo.more.moregeo&hl=ru).Еще одна интересная разработка ученицы 11-го класса школы №1375 – веб-приложение «Электронный библиотекарь» с функцией генерации и обработки штрих-кодов и инвентаризацией склада на языке php с использованием MySQL и SQL запросов. Это приложение позволяет автоматизировать труд библиотекаря и структурировать данные библиотечного фонда.Вторыми по популярности у школьников стали секции «Приборостроение, робототехника, микроэлектроника, радиотехника» и «Прикладная физика, энергетика, биофизика, бионика». Эти тематические секции собрали примерно по 20 процентов всех участников конференции.В секции «Приборостроение, робототехника, микроэлектроника, радиотехника» участники показали свое умение моделировать различные виды приборов и роботов, автоматизировать и программировать их.Победителем в этой тематической секции стал ученик 8-го класса школы №853 с разработкой модели робошаттла – автоматического транспортного средства для аэропортов. Такой робошаттл предназначен для перевозки людей с ограниченными возможностями здоровья внутри здания аэропорта от паспортного или таможенного контроля к нужному выходу на посадку или в зону duty free, также возможен перевоз от зоны прилета к нужному выходу из аэропорта. Робошаттл будет полностью автоматизирован, снабжен инфракрасными датчиками препятствий, а заряжаться он будет от солнечных батарей, устанавливаемых на крыше аэропорта.Победителями в этой секции стали и ребята 8-го класса школы №1562. Они представили на конференции проект создания прибора для отслеживания микроклимата в учебных заведениях. Самостоятельно собранный школьниками прибор состоит из нескольких модулей, позволяющих учителю следить за состоянием микроклимата в кабинете одновременно по нескольким параметрам: температура, влажность, концентрация углекислого газа. Эта информация подается на дисплей микроконтроллера, где при нарушении гигиенических норм СанПиНов начинает мигать светодиод.А одиннадцатиклассник из школы №1524 подготовил проект «Умный дом: новейшие технологии для реальной жизни», который представляет собой завершенную инженерно-техническую разработку (модель) для автоматизации инфраструктуры внутри дома: управление светом, климат-контроль, система идентификации владельца, автономное обеспечение электричеством (солнечные батареи). Специально для этого был написан программный код для отдельных устройств модели (на языке программирования «Си», JavaScript).В секции «Прикладная физика, энергетика, биофизика, бионика» призовое место заняла работа «Катушка Тесла» ученика 8-го класса школы №1353. Собранная им модель катушки является простым и очень дешевым устройством, так как все, что нужно для сборки, можно достать в любом магазине электротехнических товаров. Ее можно использовать как наглядное пособие на уроках физики для демонстрации электромагнитных явлений.Проект системы автоматизированного полива выращиваемых растений (рассады) в закрытых помещениях малых площадей группы восьмиклассников школы №1564 также стал победителем этого года. Его результатом стала разработка инструкции по конструированию системы автоматизированного полива в закрытых помещениях (в учебных кабинетах, в квартире).Еще один победитель – ученик 10-го класса школы №2030 – представил исследование воздействия электростатического поля на пламя и зависимости прекращения горения от величины и структуры поля. В результате исследования был разработан макет установки для тушения огня электростатическим полем.В секции «Машиностроение, транспорт», которая собрала 12 процентов участников, победителем среди школьников 7-9-х классов стал ученик 9-го класса школы №1581 с индивидуальным проектом – разработкой беспилотного летательного аппарата самолетного типа для профессионального применения. Он самостоятельно построил автоматизированный беспилотный комплекс самолетного типа и провел аэрофотосъемку полигона для картографических работ! В качестве перспективы развития своего проекта автор указывает разработку нового типа беспилотного комплекса, проектирование модификаций и расширение спектра применения уже существующей модели, а также проведение анализа труднодоступной местности. Следует отметить, что в прошлом году проект «Создание действующей модели мотопланера» этого же автора стал победителем в аналогичной секции.Разработка модели подъемного крана ребят из 9-го класса школы №2030 также вошла в число победителей конференции. Школьники собрали функционирующую модель башенного крана из различных деталей и материалов, найденных в основном на даче и в гараже. Кран наглядно демонстрирует отработанную технологию, которая может применяться в различных сферах деятельности, например для перемещения веб-камер по всему периметру помещений.Еще один победитель – одиннадцатиклассник школы №1581 – предложил на суд жюри свое исследование проходимости транспортных роботов. Автор провел сравнительную экспериментальную оценку транспортных робототехнических комплексов с различными движителями, использующих тяговые электрические двигатели одинаковой мощности на различных типах опорного основания. Результаты исследования позволили школьнику сделать вывод о возможности выбора типа движителя, применение которого позволит обеспечить заданные показатели подвижности при минимальных энергетических затратах.В секции «Прикладная химия, физическая химия» члены жюри конференции особо выделили несколько работ. Среди них – работа ученицы 9-го класса школы №1748 «Вертикаль». Автор изучила явление электролиза и его законов, а также область прикладной электрохимии – гальванотехнику, а полученные знания применила на практике с использованием конвергентной лаборатории. Все это потребовалось школьнице… для создания атрибутов и деталей костюма театральной постановки! Отсюда и не совсем инженерное название проекта – «Красота может быть экономной». Но если вдуматься, это на самом деле так! И совсем неудивительно: когда-то великий Андрей Николаевич Туполев сказал: «Хорошо летают только красивые самолеты». И дело здесь, конечно же, в секрете золотого сечения – универсального проявления структурной гармонии.Вторая работа, получившая одобрение компетентного жюри, заключалась в нахождении экспресс-метода определения содержания анальгина в лекарственных препаратах. Работу представила группа учеников 9-го класса школы №1502 при МЭИ. В результате исследования ребятами был предложен способ количественного определения анальгина в лекарственных препаратах методом фотоколорометрии.А одиннадцатиклассник школы №1533 стал одним из победителей в секции «Строительство, черчение, дизайн и архитектура», предложив использование технологии PBR для VR-визуализации интерьера. Автором проекта была создана интерактивная VR-среда для детализированной визуализации интерьера с использованием технологии физически корректного рендеринга (PBR) для отрисовки объектов сцены в реальном масштабе времени.Организаторы конференции надеются, что большинство ее талантливых участников, особенно победители и призеры, в скором времени станут студентами ведущих технических вузов Москвы, среди которых – Московский политехнический университет, Национальный исследовательский технологический университет МИСиС, Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана, Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Национальный исследовательский университет МЭИ, Московский государственный технологический университет СТАНКИН, Московский авиационный институт и другие.Обучаясь в инженерных классах, разрабатывая проекты и проводя исследования, участники конференции не забыли о том, что 2017 год в России объявлен Годом экологии. Они обратили внимание на проблемные вопросы, существующие в экологической сфере, и предложили ряд проектов для улучшения состояния экологической безопасности страны: «Автомобиль и экология», «Создание модели «зелено-спортивной» зоны для комплекса гимназии», «Автоматизация управления установкой очистки сточных вод», «Автомат для сбора батареек», «Проектирование модели робота-чистильщика для малых водоемов», «Сверхтехнологичный и экологически чистый автомобиль», «Система мониторинга наполненности мусорных контейнеров», «Модель управляемого робота-уборщика», «Инженерное решение экологической проблемы на Каширском шоссе», «Создание солнечной батареи своими руками», «Экогород. Разработка методики оценки шумопоглощения материалов средствами бытовой электроники», «Экологически чистая форсуночно-газовая отопительная система», «Общественный экологический мониторинг на базе государственных образовательных учреждений».Проект «Инженерный класс в московской школе» продолжает свое развитие. А конференция «Инженеры будущего» ждет своих исследователей и изобретателей в будущем году!Марина ОСИПОВА,методист Городского методического центра