Технологии для жизни

Реально ли сделать двухсторонние шины и больше не тратиться отдельно на летнюю и зимнюю резину? Роботы могут самостоятельно выращивать томаты? Как ученые помогут незрячим людям распознавать цвета? Ответы – в нашем материале. 

Двусторонняя летне-зимняя пневматическая шина

Ученые Псковского государственного университета запатентовали легкий способ «переобуть» автомобиль при смене сезонов. Новые инновационные шины достаточно будет вывернуть наизнанку. Авторы полезной модели – научный сотрудник ПсковГУ Иван Войку и выпускники вуза – Илья Шманай и Иван Комиссаров. 

Для «перехода» с зимней резины на летнюю достаточно разобрать колесо и вывернуть шину наизнанку. «Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение безопасности эксплуатации двусторонней шины, снижение расхода материалов на их создание», – делятся авторы проекта. 

Автомобильная шина состоит из двух поверхностей, связанных между собой слоем адгезивного материала, при этом одна поверхность будет выполнена из резиновой смеси летнего состава, а обратная, соответственно, из зимнего. Кроме того, зимняя поверхность будет содержать шипы противоскольжения. В качестве основного сегмента применения разработчики рассматривают специальные транспортные средства: автокраны, пожарные машины, автомобили, оснащенные подъемниками с рабочими платформами, автоэвакуаторы. 

О точных сроках и периоде службы двусторонних шин говорить пока рано: впереди ученых ждет ряд дополнительных исследований: состава шин, адгезивного слоя и так далее. Сегодня проект находится на стадии научно-исследовательской работы, ученые занимаются разработкой технологии, обеспечивающей выворачивание. 

Мульти-роботизированная умная теплица для выращивания томатов

Ученые Северо-Кавказского федерального университета создадут умную теплицу, в которой операции сбора, посадки и выращивания культур будут выполнять роботизированные системы. Сейчас специалисты проводят подготовительные исследования. 

«Мы делаем упор именно на производство тепличных томатов, потому что Ставропольский край занимает одну из лидирующих позиций по выращиванию этой культуры в России, – отметил один из авторов проекта, доцент кафедры прикладной математики и компьютерной безопасности СКФУ Владимир Антонов. – Можно адаптировать данную технологию к любым овощам, которые растут кустарным способом». 

Внутри теплицы будет функционировать несколько групп роботизированных систем разной специализации. Каждый робот будет патрулировать определенную территорию и выполнять целевые операции. Роботы способны самостоятельно распределять между собой задачи, а при сложности их выполнения робот способен «позвать» на помощь другого.

«Теплица – потенциально недоброжелательная среда для работы человека, потому что в ней поддерживается высокая температура и влажность. Пока людей полностью исключить из процесса нельзя. Можно переквалифицировать часть персонала под строительство новых теплиц или обслуживание робототехнических систем», – подчеркнул Владимир Антонов.

В разработке уже заинтересовались представители реального сектора экономики Ставропольского края. 

Исследования ведутся в рамках нескольких грантов, в их числе грант «Разработка интеллектуальной системы управления робототехнической платформой автоматического сбора тепличных культур для снижения себестоимости производства овощных культур» конкурса «Умник». Концепция соответствует Национальной технологической инициативе и указу Президента РФ «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации».

Комплекс распознавания цветов для незрячих людей 

Аппаратно-программный комплекс распознавания цветов позволяет незрячим людям совершать стирку, самостоятельно подбирать себе гардероб, отбирать свежие продукты питания. Проект реализуется учеными Астраханского государственного университета под руководством директора физико-математического института Алексея Рыбакова 

«Комплекс включает в себя аппаратную часть (удаленный микрокомпьютер, браслет) и программу, которая устанавливается на это устройство. Для  решения задачи был использован микрокомпьютер с видеокамерой и дополнительным оборудованием. Его суммарная стоимость составляет $50–90», – отмечает Алексей Рыбаков.

Принцип работы прибора с одеждой прост: человек наводит его на какой-либо предмет, прибор озвучивает его цвет и форму (круглый, квадратный). Сейчас устройство распознает только простые формы и базовые цвета. В перспективе разработчики планируют обучить его точно определять предметы. Если говорить про овощи и фрукты, то распознавание испорченных продуктов происходит в основном по изменению цвета и наличию отличительных пятен на продукте (таким же образом он опознает плесень). Условно говоря, если яблоко испортилось, на нем появилось пятно коричневого цвета. Прибор выдаст, что цвет фрукта не красный, а коричневый. 

Сейчас для тех же целей существуют мобильные приложения стоимостью от $10, но их использование не всегда бывает удобным: программу необходимо запускать и закрывать каждый раз для исключения ненужных срабатываний, кроме того, телефон приходится носить с собой постоянно. Аналогичные устройства типа звукового определителя света австрийского производства стоимостью от $50 до $300 плохо работают при различных режимах освещенности и неудобны для постоянного ношения. «У нашего устройства более усовершенствованный алгоритм и аппаратная часть. В аналогичных разработках для определения используются датчики цвета, которые выводят данные отражательной способности и настроены на базовые цвета. У нас в устройстве есть специальная небольшая видеокамера и достаточно мощная микропроцессорная плата, позволяющая работать при разном освещении. Мы можем получать точные результаты за счет анализа изменения яркости, ее стабилизации. Кроме того, на случай полного отсутствия освещения на устройстве есть дополнительный светодиод для подсветки, он включается ночью самостоятельно. Вес устройства – порядка 100 граммов. Мы планируем уменьшить вес в будущем, заменив плату. Случайные срабатывания пока возможны. Мы работаем в том числе и над их устранением», – рассказывает  Алексей Рыбаков. 

Комплекс в 2018 году был представлен на 72-часовом мейкатоне TOM: Aktau в Каспийском государственном университете технологий и инжиниринга имени Ш. Есенова, а в 2020 году – на конкурсе АСИ и Фонда Росконгресс «Сильные идеи для нового времени». Сейчас проект на стадии идеи и воплощения.