Ученики профильных классов Лицея «Сириус» не только углубленно изучают предметы, но и развивают практические навыки в проектной работе, рассчитанной на два года. Темы и задачи школьники выбирают в начале 10-го класса, а перед выпускными экзаменами представляют итоговый результат проекта. Рассказываем на примере некоторых кейсов, что уже успели сделать ребята в этом учебном году.
Растения против рака
Ученики 10 класса приступили к работе в этом учебном году – они выделяют из растений лекарственные вещества, которые можно использовать в разработке вакцин против раковых опухолей.
Для исследований проектная группа выбрала несколько видов мяты, дубровника и гвоздики. За первое полугодие участники уже идентифицировали каждый вид, с которым работают: экстракт из листьев растений прокрутили в центрифуге, благодаря чему нашли концентрацию нуклеиновых кислот в клетках и установили их ДНК. Также юные ученые исследовали основные виды рака: познакомились с типами и функциями эпителия, через микроскоп рассматривали клетки тканей человека с патологиями и без.
В дальнейшем ребята используют полученные данные для изучения полезных свойств каждого вида растения и выяснят, каким образом и в борьбе с каким онкологическим заболеванием оно поможет.
Облегчаем быт: дистанционное управление бытовой техникой
Цель проекта – создать универсальную систему дистанционного управления бытовой техникой: от электрического чайника до света во всем доме. Достаточно подсоединить установку к необходимому прибору, подключить к приложению в смартфоне – и можно включать и выключать из любого места плиту или свет в детской.
Система состоит из двух компонентов: механизма и программы. Механизм – это переключатель с передатчиком, с помощью которого и происходит дистанционное управление. Программа отвечает за отправку сигнала необходимому прибору. Сейчас 10-классники работают над созданием этих элементов: изучают платы и микроконтроллеры на платформе Arduino. Работа над проектом завершится ориентировочно в мае 2021 года.
Поисковый отряд беспилотников
В сборники морских катастроф внесены около трех тысяч координат судов, покоящихся на дне моря. 10-классники создают аппараты, которые займутся сбором информации о затонувшей технике и подъемом ценных элементов. Задачу выполнит комплекс многофункциональных беспилотных систем, состоящий из наземного и подводного роботов.
Ребята уже изучили материальную часть разработки – электронику, схемотехнику, робототехнику, 3D-моделирование. Спаяли нужные микросхемы, смонтировали оборудование и разработали дизайн. В феврале ребята приступят к созданию прототипа наземного и подводного роботов – сделают каркас, изготовят обшивку корпуса и оснастят его бортовой электроникой. Заключительным этапом проекта станут испытания, которые пройдут в следующем учебном году.
Из смс в азбуку Брайля: особенный переводчик
Школьники создают перчатку, которая поможет слепым и слабовидящим людям читать текст с электронных устройств – телефонов, планшетов, ноутбука.
Устройство конвертирует письма и сообщения в азбуку Брайля. Специальный прибор на запястье синхронизируется с надетой перчаткой и передает к датчикам у пальцев сигналы – так человек чувствует шрифт и считывает сообщение. Система работает в связке с приложением на телефоне и управляется с помощью Bluetooth.
Кроме того, разработка поможет общаться с глухонемыми людьми. Чтобы человек услышал собеседника, надо просто подойти к нему и произнести слова: программа их распознает и переведет в тактильный текст. Так же система работает и в обратном направлении: набранные шрифтом Брайля слова «озвучивает» механизм, закрепленный на запястье.
Над проектом работают 11-классники. У ребят уже продуман прототип, следующий этап – написание кода для конвертации текста и подачи сигналов в перчатку.
Расправить крылья: новая доставка ракеты с небес на Землю
Человечество умеет отправлять современные ракеты с полезной нагрузкой в космос, но не до конца освоило возможности возвращать их на Землю без потерь. Ступени, из которых состоит ракета, оснащены топливным баком и работают, пока в них есть топливо, а затем их задача – «отстегнуться» от летательного аппарата, который движется дальше именно за счет отбрасывания массы. Возвращение этих ступеней обратно на Землю позволит после небольшого технического обслуживания запускать ракету повторно: это удешевит полеты.
Но как возвращать их обратно? Вариантов не так уж и много: при помощи реактивных замедляющихся двигателей, которые останавливают летательный аппарат у Земли, и парашютным способом – при помощи раскрывающейся купольной системы десантирования, воздушных мешков, которые смягчают приземление. Оба метода предполагают вертикальную посадку.
В «Сириусе» школьники инженерно-математических классов решили разработать ступень, которая сможет возвращаться на космодром, как самолет, и садиться на взлетно-посадочную полосу. Это гораздо выгодней традиционного способа приземления как с инженерной, так и с экономической точек зрения, отмечают ребята. Но чтобы вернуть ракету на Землю по системе самолетной посадки, ее надо оснастить специальным выдвижным крылом и «научить» при приземлении менять положение из вертикального в горизонтальное. Именно ракетная ступень и будет разворачивать крыло, включать турбореактивный двигатель и сажать летательный аппарат на взлетно-посадочную полосу в режиме самолета.
Ребята приступили к ее проектированию. Они уже провели расчеты и распределение внутренних компонентов по корпусу ракеты, спроектировали шасси в программном комплексе САПР Solidworks. На итоговой защите школьники планируют представить геометрические параметры и расчеты, необходимые для построения полноформатной модели крыла.
.jpg)
В огне не горит
Еще одна команда 11-классников создает огнеупорный материал, который найдет применение в строительстве и в быту, а также будет незаменим при ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Такие материалы должны быть эффективными, при этом иметь малый вес и низкую стоимость, убеждены ребята. Сейчас они изучили информацию о коммерческих огнеупорных материалах и разработали варианты составов из недорогих общедоступных компонентов. Впереди – изготовление пробных вариантов материала в лаборатории, изучение его свойств и оценка потенциала в разных сферах применения.
Робогрузчик для промышленности
Команда 11-классников создает манипулятор со сверхточным захватом. Он сможет перемещать объекты разной величины и массы.
Цель ребят – сделать прототип, который впоследствии можно увеличить в масштабе и отправить на реальное производство. В своем устройстве школьники решили использовать систему часовых механизмов, которая приводит в движение нужные детали. На данный момент созданы 3D-чертежи устройств, продумана логика и этапность работы, теперь они приступают к изготовлению нужных элементов манипулятора.
