Кто любит путешествовать? Да все, и я не исключение! Мне нравится узнавать всегда что-то новое, подмечать различия в культуре и традициях разных стран. Зимой я летал на World Money Fair, так как увлекаюсь нумизматикой, это моя вторая поездка на эту выставку. В этом году организаторы открыли новый зал с высокотехнологичным оборудованием - станками, которые чеканят монеты, некоторые просто завораживают - один датчик сканирует 3D-модель монеты или медали, передается информация на печатный станок, и новая монета сразу же чеканится. Еще я обратил внимание, что во многих общественных местах установлены фандоматы (от нем. Pfand - «залог») - это автоматы по приему использованной тары, обычно принимается либо отдельно стекло, либо пластик и металл. Увиденное меня так вдохновило, что я решил по возвращении домой попробовать что-то изобрести в таком духе и даже лучше!
В нашей школе как раз проводилась акция «Добрые крышечки», но крышечки-то мы сдавали, а бутылки оставались. Поставить сразу несколько баков для сортировки в школьном здании возможности нет, а идея что-то изобрести у меня все еще оставалась! Тогда мы с моими учителями Р.А.Свириным (учитель информатики) и К.В.Гладниковой (учитель иностранных языков) придумали «умную корзину», которая сама сможет принимать и сортировать тару, но в отличие от немецких фандоматов наша корзина по идее должна была уметь сортировать все три вида тары: стекло, пластик и металл. Сначала мы нарисовали, как она должна выглядеть, рассчитали, какими должны быть отсеки и из чего должна быть сделана сама корзина. После чего мы стали изучать вопрос, какие датчики должны быть задействованы и для каких целей. Автоматику мы решили делать на базе Arduino. В течение месяца мы чертили, перечеркивали и чертили заново нашу модель, так у нас и появилась наша корзина Master Bin (от англ. bin - «мусорное ведро») - это интеллектуальная система сбора и сортировки тары.
Кстати, фандоматы, о которых я уже писал выше, были установлены в Москве 10 лет назад, но проект был быстро закрыт по причине того, что люди пытались засунуть в него тару любого типа, что категорически запрещается! А в Европе в настоящее время такие фандоматы пользуются популярностью, но таких систем, которые могли бы распознавать все три вида тары одновременно, пока нет. А у нас теперь есть! Также можно сортировать тару любого размера, разработка модели зависит от потребностей, в нашем случае бутылки емкостью более 0,5 л не используются в школе. Стоит отметить, что корзина не только самостоятельно определяет материал, из которого сделана тара, но и подсчитывает количество тары в отсеках. Работа корзины рассчитана на использование двух режимов: автономного и сетевого. Автономный режим запускается с помощью сенсорной кнопки или идентификатора «Проход и питание» (карта, браслет etc).
Итак, мы помещаем бутылку в стакан (мы создали его с необходимыми нам параметрами в программе Fusion 360 и распечатали на 3D-принтере, видеоуроки по изучению этой программы можно посмотреть на сайте учителя информатики И.А.Игнатова (ignatov.msk.ru), далее инфракрасные датчики снимают показания об отражении ИК-излучения. Сама платформа, на которой стоит бутылка, оснащена тензометрическим датчиком веса. Экспериментально мы установили, что более прозрачные материалы (пластик, стекло) хуже отражают ИК-излучение, чем цветные металлические емкости. В то же время стекло тяжелее пластика. Таким образом, мы можем распределить все объекты на три класса. Пока корзина определяет состав тары, стакан изнутри подсвечивается красным светом, как только она определила состав - загорается зеленый, и второй сервопривод поворачивает желоб (его мы тоже распечатали на 3D-принтере) в нужную сторону. Первый сервопривод поворачивает платформу, бутылка падает на желоб, по которому и соскальзывает в нужную сторону, после чего платформа с тензодатчиком встает на место! Остается вопрос, а для чего же нужна карта «Проход и питание»? Для повышения мотивации наших обучающихся мы решили ввести систему экобонусов: прикладывая карту и запуская корзину, ученик будет получать экобаллы за каждую сданную емкость. По результатам экопарсека, равному одному учебному триместру, в личном зачете можно стать эко­джедаем, а в командном - экосенсеем и получить памятные сувениры. Также мы дорабатываем сетевой режим с помощью микрокомпьютера Raspberry PI, в народе просто «малина», - вся информация будет храниться уже не на плате Arduino, а на сервере, так что будет гораздо удобнее отслеживать не только экобонусы, но и заполняемость корзины, особенно если в школе установят не одну, а несколько таких корзин. Если бак переполнен, на телефон, к примеру, придет сообщение об этом. Помимо этого мы разрабатываем алгоритм машинного обучения, чтобы погрешность в определении состава тары свелась к нулю. Мне удалось показать и ознакомить со своим проектом участников ряда конкурсов и конференций и даже стать, например, призером в Московском городском конкурсе проектных работ по инженерному направлению, в школьной секции 74 дней науки НИТУ ­МИСИС; в городском конкурсе проектных и исследовательских работ на иностранных языках «Школа за экологию: учись быть ответственным!» (кстати, проект я защищал на английском языке); в международной научной конференции школьников «XIX Колмогоровские чтения». Мне очень понравилось участвовать в конференции «Инженеры будущего», и хоть призером я не стал, но для меня это отличный опыт! Много участников и гостей интересовались моим проектом, подходили к стенду, давали советы, рекомендации, я увидел и узнал много нового и интересного. Сегодня я раздумываю, что бы такого изобрести в следующем году, одно понял и знаю точно - это тоже будет проект, связанный с экологией! Я убедился, что только таким образом действительно можно привлечь внимание школьников не только к робототехнике, но и к проблемам окружающей среды! Если в других школах Москвы ребята захотят установить подобные корзины, я буду рад помочь им в создании аналогов Master Bin.

Тимофей ГЛАДНИКОВ, ученик школы №1532