Изобретения для подростков своими руками

Дети года: школьники, которые сделали 2020-й чуть лучше, и 10 их главных достижений

2020 год почти ни у кого не вызывает теплых чувств, но это не значит, что человечество просидело двенадцать месяцев сложа руки и не сделало ничего хорошего. Сделало. Более того, представители самой молодой его части — школьники, — несмотря на пандемию и связанные с ней ограничения, продолжали заниматься наукой и другими серьезными вещами и добились на этом пути совсем не детских результатов. Рассказываем о десяти изобретениях и достижениях подростков, которыми мы все можем гордиться.

1. Тринадцатилетняя школьница из Нижнего Новгорода создала костюм для реабилитации

Этот миокостюм — так Арина Филимонова назвала свое изобретение — снаружи напоминает спортивный, однако внутри он устроен сложнее: два слоя ткани добавляют костюму жесткости, дополнительный слой защищает организм от бактерий, но главная составляющая — датчики для миостимуляции электрическим током.

Благодаря датчикам мышцы постоянно сокращаются, то есть находятся в тонусе. И именно поэтому организм восстанавливается быстрее. Чтобы контролировать этот процесс, Арина предусмотрительно добавила в костюм другие датчики, которые передают врачу информацию о состоянии пациента.

О создании миокостюма школьница задумалась после того, как ее друг в четвертом классе получил компрессионный перелом позвоночника. Из-за травмы он почти год провел в постели, а потом долго восстанавливался.

Тогда Арина расспросила врачей, как можно ускорить процесс реабилитации, затем провела самостоятельное исследование и собрала рабочий прототип, предварительно заказав датчики для костюма на AliExpress. Прототип тестировался на младшем брате Арины.

По словам изобретательницы, миокостюм можно улучшить, поставив в него более дорогие датчики, но и сейчас он работает хорошо. У одного из пациентов, который использовал костюм в течение трех недель, уплотнились мышцы и повысилась эластичность волокон.

2. Московские десятиклассники изобрели подледную теплицу для полярников

Два десятиклассника из московской школы № 1392 им. Д. В. Рябинкина придумали, как сотрудники полярных станций могут обеспечивать себя свежими овощами и зеленью: они разработали проект подледной теплицы . Дело в том, что за полярным кругом температура воздуха опускается до −60 градусов, а вот температура воды обычно +4 градуса. Чтобы вырастить зелень, нужно около 17 градусов тепла. И в данном случае такой температуры легче достичь под водой.

В теплице есть несколько зон с разной температурой и освещением. По мере созревания растения перемещаются из одной зоны в другую, как на конвейере. Протестировав свою теплицу в условиях школы и собрав урожай, десятиклассники доказали, что технология работает.

3. Одиннадцатиклассник из Реутова создал дешевый манипулятор для протеза руки

Манипулятор для протеза руки и сам протез Даниил Никитин напечатал на 3D-принтере, а потом в течение года претворял проект в жизнь. В итоге устройство работает следующим образом: манипулятор крепится на здоровую руку и передает ее движения на протез — отслеживается градус наклона.

Протез зеркалит здоровую руку, и человек может делать простые вещи: держать предметы, открыть дверь, приготовить еду и т. д.

Изобретение одиннадцатиклассника позволило снизить стоимость бионического протеза с сотни тысяч рублей до четырех тысяч. Однако пока протез в продажу не поступил.

4. Шестиклассник из сибирского села изобрел перчатки-невидимки для защиты от коронавируса

Идею «перчаток», которые возникают на руках после нанесения специального раствора , предложил шестиклассник Костя Пантелеев из сибирского села Газимурский Завод. А вдохновили его на это маски-пленки для лица.

По словам мальчика, антисептик должен быть сделан на основе силикона, который застывает, соприкасаясь с кожей, и растворяется, попадая под воду. Защищать от инфекций такие «перчатки» будут около часа и будут доступны каждому: в состав крема не должны входить редкие вещества, поэтому сам крем будет дешевым.

Проектом юного изобретателя уже заинтересовались ученые. Только перед тем, как претворить его в жизнь, они планируют провести серию тестов, чтобы избежать аллергических реакций.

5. Пятнадцатилетняя изобретательница создала приложение для борьбы с кибербуллингом

Гитанджали Рао, ставшая в 12 лет лучшим молодым ученым США, уже давно занимается искусственным интеллектом. И в этом году на его основе она создала приложение и расширение для Chrome под названием Kindly .

Kindly ищет в сообщениях пользователей оскорбления, а когда находит, советует что-то изменить в тексте. Проект был высоко оценен, и в итоге Time назвал Гитанджали Рао ребенком года. Предварительно комиссия журнала ознакомилась с проектами пяти тысяч детей.

6. Школьница из Тюмени создала «лежачий полицейский» для велосипедистов из неньютоновской жидкости

В Тюмени большее 60 километров велодорожек, но они плохо регулируются. Бывали случаи, когда велосипедисты наезжали на прохожих. Размышляя об этом и посещая местный технопарк, Диана Мартынкевич вместе с друзьями придумала «лежачий полицейский» для велодорожек и назвала его «СлипКОП» . Внутри «СлипКОПа» четыре килограмма картофельного крахмала, разбавленного водой и помещенного в вакуумную упаковку.

Как известно, неньютоновская жидкость меняет вязкость в зависимости от того, с какой скоростью в нее что-либо погружается: погружается быстро — жидкость сгущается, медленно — становится более водянистой. Поэтому велосипедисту, чтобы не подпрыгнуть на «СлипКОПе», нужно просто сбавить скорость.

Пока «лежачие полицейские» из крахмала в Тюмени не используются, но всё может измениться. Ребята верят, что перемены наступят, поэтому начали разрабатывать приложение, в котором на карте велодорожек поставят все точки с потенциальными «СлипКОПами».

7. Десятиклассники разработали план искусственного острова в заливе Петра Великого

Константин Воротков, Алексей Плешкань и Максим Маханьков из Кемерова приняли участие в чемпионате Case-In и придумали проект искусственного острова : выбрали место, проработали план строительства и не забыли учесть, как остров будет связан с большой землей и что его жителям понадобится для нормальной жизни. Например, сколько нужно пресной воды, еды, электроэнергии, как будет утилизироваться мусор.

Свой остров десятиклассники назвали «Двери Востока». По задумке, он будет располагаться в заливе Петра Великого и станет культурно-научным центром, а также центром продвижения стартапов и международного сотрудничества России со странами Азиатско-Тихоокеанского региона. Возможно, так и будет.

8. Двенадцатилетний школьник из Калининграда открыл в подвале исторический музей

Сначала музей Владимира Дорофеева находился в его комнате, и, по правде, сам он это музеем не считал. Но вскоре места в комнате не осталось, и тогда родители предложили сыну переместиться в подвал. Он так и сделал. Потом соорудил полки и выставил противогазы, гильзы, каски и другие исторические артефакты, которые он находит на барахолках и в антикварных магазинах, в стройный ряд.

По словам мальчика, в его коллекции около 1000 предметов, и «несерьезных» среди них нет. Например, на одной из полок хранится бутылка стоимостью семь тысяч рублей.

Вскоре Владимир начал проводить по своему музею экскурсии за символическую плату в 50 рублей. За эти деньги посетители не только узнают историю вещей в контексте большой истории, но и могут эти вещи потрогать.

9. Старшеклассники из Томской области сконструировали модель подземного газгольдера для отопления домов

Старшеклассники Ждан Голубев, Альбина Поспелова и Евгений Чеглоков из города Северск Томской области в этом году размышляли над тем, как зимой отапливать дома в деревнях, если там нет газа. На их взгляд, лучшее решение — установить подземные газгольдеры . По сути, это большие газовые баллоны, зарытые в землю.

Ребята сконструировали макет газгольдера из подручных средств, презентовали свой проект специалистам компаний ТЭК и стали бронзовыми призерами школьной лиги чемпионата Case-In.

10. Одиннадцатиклассник из Челябинской области победил в Международной Менделеевской олимпиаде по химии

Илья Чайка, одиннадцатиклассник из города Сатки Челябинской области, завоевал абсолютное первое место на 54-й Международной Менделеевской олимпиаде школьников по химии .

Илья, успешно выполнив 90% заданий, обошел 129 соперников — лучших школьников-химиков из разных стран. Юноша также получил премию имени Валерия Лунина в размере 5000 долларов.

К этой победе он шел с 4-го класса, когда впервые по-настоящему увлекся химией, и уже с 7-го класса стал регулярно побеждать в районных олимпиадах. Именно там его заметил преподаватель школы олимпийского резерва по химии в Магнитогорске Андрей Ушеров, который стал готовить школьника к более серьезным соревнованиям. Спустя несколько лет Илья победил во Всероссийской олимпиаде по химии, тем самым открыв себе путь к Международной.

Источник

Идеи для юных изобретателей: 7 необычных поделок

© Коллаж Кристины Савельевой

Ксилофон, спектроскоп и даже проектор!

Поделки помогают детям развивать их творческие способности, а еще благодаря им дети узнают больше нового и учатся решать бытовые проблемы. В процессе они даже могут изобрести что-нибудь полезное!

С первого раза создать действительно великое изобретение ребенку будет сложно, для начала опробуйте уже существующие и проверенные идеи. Возможно, вы вместе придумаете, как усовершенствовать их и сделать что-то новое, или найдете этим идеям другое применение.

Машинка на шарике

Попробуйте смастерить с ребенком экологичный автомобиль. Конечно, пока только игрушечный, но надо с чего-то начинать. Для машинки вам понадобятся пластиковая бутылка, две коктейльные трубочки, деревянная шпажка, крышки от бутылок, воздушный шарик и скотч.

Разрежьте первую трубочку на две части, приклейте одну ближе к горлышку бутылки, а другую ближе ко дну. Сломайте или разрежьте шпажку, вставьте половинки в трубочки. Проделайте в крышках отверстия и наденьте их на края шпажек. Получатся колеса. Приклейте к бутылке вторую трубочку. На верхний ее край наденьте воздушный шарик, закрепите его скотчем.

Надуйте шарик и зажмите пальцем открытый край трубочки. Когда вы уберете палец, шарик начнет сдуваться, а машинка поедет.

Проектор

Эта идея пригодится ребенку для домашнего просмотра кино или презентации. Возьмите смартфон, картонную коробку, увеличительное стекло и скотч.

Снимите или отрежьте крышку коробки. В передней стенке сделайте отверстие и с помощью скотча закрепите в нем увеличительное стекло. От крышки коробки отрежьте прямоугольник и согните его, чтобы получилась подставка для телефона. Установите на нее телефон, поставьте его в коробку.

Закройте в комнате шторы, направьте проектор на стену и включите на телефоне презентацию или видео. Пододвиньте телефон ближе к стеклу или уберите его дальше — так вы сможете менять резкость изображения.

Стетоскоп

Если ребенок любит играть в доктора, то он может собрать некоторые необходимые для игры предметы своими руками. Для стетоскопа нужна картонная втулка (например, от бумажных полотенец), пластиковая воронка, воздушный шарик и скотч.

Вставьте воронку в картонную втулку и закрепите ее по краям скотчем. Надуйте воздушный шарик (так он растянется, поэтому работать с ним будет проще), выпустите воздух, отрежьте основание и натяните шарик на воронку. Закрепите его скотчем.

Спектроскоп

Спектроскоп — это прибор, который используется для наблюдения спектра излучения. А детям он будет интересен тем, что благодаря ему они смогут в любой момент увидеть радугу. И ждать дождя не придется! Вам понадобятся картонная втулка, диск, кусочек картона и скотч. Еще можно взять гуашь и украсить свое изобретение.

Сделайте в нижней части втулки надрез. С другой стороны, напротив этого надреза, вырежьте небольшой квадрат. Из картона вырежьте круг, сделайте в середине прямоугольное отверстие. Закройте кругом верхнюю часть втулки. В самый первый надрез вставьте диск.

Направьте верхнюю часть втулки на небо (но не на само солнце!) и загляните внутрь спектроскопа через квадратное отверстие. Вы увидите радугу. Попробуйте направлять спектроскоп на другие объекты и сравните результаты.

Источник

Пять изобретений, которые может собрать даже ребенок

17 января — международный день детских изобретений. Совместно с Детским технопарком Университета ИТМО мы подобрали несколько простых идей для поделок, которые можно реализовать в домашних условиях своими руками. Они облегчат вам работу по дому, разнообразят досуг или просто позволят похвастаться в Instagram. Роборука на гидравлике, умная кормушка для домашних животных, воздушный шар, который, можно запустить в стратосферу, – обо всем этом в материале ITMO.NEWS.

Роборука на гидравлике

Сложность реализации: просто

Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 10 лет.

Необходимые инструменты: нож, пара шприцов, вода, картон, клей и несколько зубочисток.

Для начала нужно вырезать несколько прямоугольников из картона и скрепить их с помощью клея и зубочисток. Получившаяся конструкция — основа для руки, к которой нужно добавить шприц. Движение будет происходить за счет второй конструкции. Ее также нужно вырезать из картона и закрепить с четырьмя шприцами с водой. Все движение будет происходить за счет перемещения воды между шприцами. В итоге, за несколько часов работы получится интересная игрушка, которой можно пугать домашнего питомца.

2. Мусорное ведро, которое само открывает крышку и сообщает о заполненности

Примерный возраст: 13 лет

Сложность реализации: средняя

Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 13 лет.

Необходимые инструменты: ультразвуковой датчик, металлический сервопривод, микроконтроллер (все эти и другие предметы можно найти в специализированных магазинах по продаже электронных компонентов).

На мусорном ведре нужно закрепить несколько устройств. Во внутренней части — металлический сервопривод, который будет отвечать за поднятие крышки, и датчик, который будет следить за количеством мусора. Когда мусорка будет переполнена, датчик сработает и откроет ведро, чтобы напомнить о переполненности. На внешней части нужно поставить ультразвуковой датчик, который сработает при приближении человека.

Вся система управляется одним микроконтроллером. Чтобы все работало, нужны некоторые знания в программировании. Можно попробовать научиться работе с микроконтроллерами самостоятельно или пойти на курсы по робототехнике в ITMO.KIDS.

3. Автоматическая кормушка для домашних животных

Сложность реализации: средняя

Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 13 лет

Необходимые инструменты: двигатель, контроллер и шнек (стержень со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси)

Как и с мусорным ведром, на кормушке нужно закрепить детали механизма. Шнек нужно соединить с двигателем и расположить над кормом. Так, стержень будет проворачиваться и выдавливать еду для домашнего питомца. Проблема в том, как настроить процесс на нужное время. В этом нам поможет контроллер. Подключаем его к двигателю и настраиваем его внутренние часы на нужное время. Так он сможет определять, в какое время вывалить нужное количество корма. Полученную систему можно зарядить от блока питания и розетки.

4. Система умного дома, которая сама управляет светом

Сложность реализации: сложная.

Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 15 лет, под присмотром родителей

Необходимые инструменты: микроконтроллер, датчики, реле (устройство, которое управляет ходом тока при внешнем воздействии, например, при кипении чайника именно тепловое реле отключает механизм)

Проект можно делать только под присмотром родителей, так как он предполагает работу с высоким напряжением при сборке. К выключателю света нужно подключить реле, которое управляется микроконтроллером. Необходимо уделить особое внимание изоляции и работать только при выключенном напряжении в квартире, чтобы избежать короткого замыкания, а лучше — поручить работу со светом профессионалу.

Кроме реле, к микроконтроллеру нужно подключить датчик. Запрограммировать их работу нужно простой цепочкой: датчик уловил движение, послал сигнал к реле и оно включило свет.

Датчики можно использовать разные. Например, датчик движения, датчик звука, датчик пересечения луча. Таким образом, можно включать свет в разных случаях: когда в комнате что-то шумит, кто-то двигается или кто-то открывает дверь. Вариаций огромное количество. Посылать сигналы на контроллер можно и другими способами. Например, с помощью пульта управления или с приложения на телефоне через Wi-Fi или Bluetooth, но это усложняет реализацию.

Запуск воздушного шара в стратосферу

Сложность реализации: сложная

Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 16 лет, под присмотром родителей

Необходимые инструменты: шар, гелий, модуль GPS, GPRS передатчик, микроконтроллер, аккумуляторы, камера

Специальный большой надувной шар нужно наполнить гелием, который расширяется при полете. К его концу закрепить груз с камерой GoPro, модулем GPS и GPRS передатчиком, которые будут понимать координаты шара и отправлять данные в виде SMS, и микроконтроллером, который обеспечит работу системы. Работать груз будет от аккумуляторов, которые также нужно закрепить на грузе. Вместе с шаром конструкция сможет подняться на высоту до 37 км, но затем упадет обратно на Землю. Камеру с сохраненными кадрами можно будет отыскать благодаря GPS и GPRS.

Источник