Теорема Наполеона одна из ярких и интересных теорем. Находятся и доказываются все новые закономерности, связанные с построением многоугольников на сторонах другого многоугольника.

Задачи:

ØИзучить свойства медиан треугольников;

ØИзучить все теоремы, связанные с теоремой Наполеона;

ØНайти и доказать новое свойство треугольников, имеющих общее основание и вписанных в одну и ту же окружность.

В своей работе я исследовал задачи, связанные с задачей Наполеона и серии теорем, связанных с ней. Мною найдено и доказано новое свойство треугольников с общим основанием, вписанных в одну и ту же окружность.

1 Аннотация

Проект посвящён разработке программы, распознающей изображения печатных символов. Описаны используемые алгоритмы анализа образов. Экспериментально определено, какие придуманные методы распознавания наиболее эффективны.

1.1 Цели работы

• Исследование существующих алгоритмов распознавания объектов на примере текста.

• Определение зависимости точночти распознавания от способа получения признаков.

• Разработка программы, способной распознавать печатный текст.

1.2 Задачи

• Поиск информации по алгоритмам распознавания в книгах и интернете.

• Реализация подготовки изображения (бинаризация, фильтрация).

• Реализация сегментации текста.

• Реализация масштабирования.

• Разработать наиболее качественный способ заполнения выборки.

• Разработка способов получения информативных признаков печатных символов для повышения качества распознавания.

• Тестирование на фотографиях символов и на тексте, напечатанном в графическом редакторе. Сравнение результатов и выявление отличий подходов.

1.2 Методы

Для распознавания был использован алгоритм классификации. Разработана функция, определяющая признаки символа. Для предварительного форматирования изображения использован медианный фильтр. Разделение текста на строки и символы реализовано с помощью «сканирующей прямой». Программа написана на языке java.

1.3 Результаты

Получена программа, способная распознать печатный текст. Исследован метод распознавания с помощью классификации и влияние количества вариантов эталонных изображений и масштабирования на его качество. Разработаны способы выявления признаков изображения, исследовано их влияние на результат.

1.4 Актуальность

Иногда возникает необходимость сохранить большой документ на компьютере в виде текстового файла. Перепечатывание может занять много времени, поэтому в такой ситуации удобно воспользоваться функцией распознавания нарисованного текста.

В работе исследуется проблема разработки маршрутов следования для общественного транспорта на солнечных батареях. С этой целью рассматриваются графы с нестандартной достижимостью, в которых движение по некоторым участкам (ребрам графа) допустимо лишь при выполнении некоторых условий (полного заряда солнечных батарей). Для нахождения возможных маршрутов применяется модификация алгоритма Дейкстры. Актуальность работы обусловлена современной экологической обстановкой, требующей улучшений городской инфраструктуры.

В настоящей статье рассматриваются последовательности попарно различных натуральных чисел $ (n_0, \ldots) $, такие что для каждого $ i>0 $ выполняется $\varphi(n_i)=n_{i-1}$, где $\varphi(n)$ --- функция Эйлера. Доказывается, что всякая такая бесконечная последовательность, начинающаяся с ${n_0=1}$, либо (I) имеет вид $n_i=2^i$, $i \in \mathbb{N}$, либо (II) существует натуральное $l$, такое что $ n_i=2^i$ при $i\leqslant l $ и $ n_i=2^l3^{i-l}$ для всех $ i> l $. Как следствие, доказывается, что произвольная бесконечная последовательность с таким свойством является сегментом одной из вышеуказанных последовательностей I или II.

Работа представляет собой исследование в области теории графов. Объектом исследования стали последовательности, количественно отражающие связи в графе. В работе даны характеристики этих последовательностей, установлены их взаимосвязи между начальным и реберным графом, описан широкий спектр последовательностей для конкретных графов, сделаны определенные обобщения. Кроме того, данные вопросы рассмотрены и на ориентированных графах.

В работе исследуется возможность использования методов оптимизации теории графов для улучшения результатов состязаний по спортивному ориентированию.
В хоте изучения теории графов и спортивного ориентирования выдвигается гипотеза: "Применение алгоритма поиска оптимального пути теории графов в спортивном ориентировании позволит улучшить результаты прохождения маршрута."
В ходе исследования разрабатывается алгоритм улучшения результата прохождения маршрута во время соревнований, на основе теории графов.
Проводиться апробация предложенного алгоритм, в результате которой подтверждается выдвинутая гипотеза.

Целями разработки данного проекта является быстрый доступ к нужным программам на компьютере (открытие голосовой командой). Информация на данном носителе доступна только пользователю, который имеет доступ для её использования (каждое лицо проходит регистрацию и авторизацию методом распознавания лиц). Выполнения базовых функций по типу: “точное время”, “погода” и т.д. (активация голосовой командой).
На данный момент «Вова» умеет открывать некоторые программы по голосовой команде, говорить точное время, погоду и рассказывать анекдоты. Также создан прототип по распознаванию лиц. С целью знакомства с помощником был создан сайт- визитка, на котором представлены все возможности “Вовы”

   С развитием вычислительной техники возрастает интерес к численным математическим моделям, в том числе, к стохастическим моделям, в реализации которых используются алгоритмы компьютерного статистического моделирования (или методы Монте-Карло).

   Одними из основных элементов используемых стохастических алгоритмов являются грамотный выбор и численное моделирование (реализация выборочных значений на компьютере) случайных векторов (случайных точек, многомерных случайных величин). В свою очередь, такое моделирование сводится к последовательной компьютерной реализации одномерных случайных величин.

   В данной работе представлено описание и особенности построения и развития разработанной нами компьютерной системы NMPUD, включающей экономичные алгоритмы моделирования одномерных случайных величин. Кроме того, показаны результаты проведенных с помощью системы NMPUD численных экспериментов по сравнению эффективности (затрат вычислительного моделирования) моделирующих формул метода обратной функции распределения и модифицированного метода дискретной суперпозиции.

   Полученные результаты численных экспериментов показывают, что в целом ряде случаев алгоритм модифицированного метода дискретной суперпозиции по трудоемкости не уступает формулам метода обратной функции распределения. В частности, удалось показать значительное (более чем в 3 раза) преимущество алгоритма модифицированного метода дискретной суперпозиции для практически значимой плотности распределения, соответствующей закону Релея молекулярного рассеяния фотонов в атмосфере.

В работе предлагается классификация выпуклых многогранников, при которой многогранник относится к классу m, если наибольшее количество граней, имеющих поровну сторон, равно m. Найдены и обоснованы наибольшие и наименьшие возможные количества граней, вершин и ребер многогранника в зависимости от m. Рассматриваются также вопросы о наибольшем количестве сторон в грани и наибольшей степени вершины многогранника при данном m.

• Платформа MathPlace – это мобильное приложение и веб-клиент, в которых представлен ряд тем школьной и олимпиадной математики. Ученики могут читать теорию, решать задачи, проверить ответ и посмотреть решение. В проекте присутствуют: система рейтинга и достижений, игра-тренажер быстрого устного счета, чат для общения и вопросов по задачам. Для учителей MathPlace предлагает создание собственных теоретических уроков и проверочных работ. Также учитель может следить за прогрессом учеников в личном кабинете.

Целью данной работы является повышение вероятности диагностирования нейро-физиологического состояния человека за счет использования непараметрических нелинейных динамических моделей (моделей Вольтерры) глазо-двигательной системы при построении пространства диагностических признаков.

Можно выделить следующие задачи работы:

⦁ Построение алгоритма преобразования эмпирических данных по результатам идентификации глазо-двигательной системы.

⦁ Построение алгоритма генерации данных со статистическими свойствами обучающих выборок.

⦁ Программная реализация построенных алгоритмов в среде программирования Matlab.

⦁ Сравнение эффективности построенных алгоритмов классификации.

⦁ Оптимизация диагностической модели

В ходе работы были изучены и построены адаптированные алгоритмы байесовского классификатора. Данные алгоритмы реализованы программно. Построены классификаторы состояний человека по уровню усталости.

Актуальность. Работа посвящена изучению комбинаторных характеристик геометрических фигур. Эта тема является весьма актуальной, поскольку анализ комбинаторных свойств геометрических фигур используется в научных исследованиях не только в евклидовой геометрии, но и в математическом анализе, численных методах, задачах механики. В данной работе проведен анализ количества диагоналей многоугольника и углов между диагоналями.

Целью работы является установить количественные характеристики выпуклого многоугольника на плоскости.

Задачи. Отыскания классов многоугольников с инвариантными характеристиками в терминах углов между диагоналями и сторонами многоугольника.

Использовано теоремы о вписанных углах, о равенстве соответствующих углов при пересечении и тому подобное. Рисунки и иллюстрации были сделаны с помощью среды GeoGebra.

Применение. В различных областях, где используются геометрические фигуры. Например, архитектура, агрономия, инженерия.

Проект представляет собой кроссплатформенное мобильное приложение, взаимодействие с которым происходит преимущественно через электронную карту: создание новых мероприятий и заданий; поиск и участие в уже существующих; организация личных списков событий; следование и присоединение к маршрутам. Организатору события предоставляется широкий спектр различных настроек, позволяющих описать запланированное мероприятие. Самые интересные события отображаются на главной карте. События других пользователей можно встраивать в свои маршруты. Встроенный чат упрощает общение пользователей. Также приложение позволяет оптимизировать расписание пользователя, решая временные конфликты между мероприятиями.  

Для создания проекта использовались языки JavaScript и TypeScript.  Для создания клиента был задействован фреймворк React Native. Для хранения данных была выбрана документно-ориентированная СУБД MongoDB.  Для интеграции карт в приложение были задействованы решения от MapBox – Maps SDK и Navigation APIs. 

Сравнение Рамануджана для чисел секанса обобщено для чисел тангенса.

В данной работе с помощью программы, осуществляющей автоматическую игру в тетрис, исследуется проблема выбора наилучшего способа размещения тетрамино и сравнивается влияние различных показателей на дальнейшую игру.

Данный проект призван помогать людям обходить долгий и сложный путь аналитического описания геометрической задачи . Основная цель - помочь человеку избавиться от рутинного решения простых геометрических задач и избавить его от ошибок, связанных с невнимательностью.

In.Cloud – это группа сервисов для управления собственными серверами и возможностью загрузки и дальнейшего хранения на них файлов, а также запуска docker-контейнеров и их управлением через платформу.

На каждый сервер ставится ПО для его присоединения в единую систему контроля In.Cloud. ПО представляет из себя API для обработки команд с главного сервера, куда в свою очередь сам пользователь отправляет запросы, такие как: выполнить python-код, запустить новый сервис или вовсе отключить сервер.

Рассмотрен инновационный проект создания приложения, решающего проблему длительного подбора одежды.

Благодаря этому приложению, гардероб пользователя буквально перемещается к нему в смартфон. Ориентируясь на цель, настроение пользователя и на погоду, выбор нужного образа займет гораздо меньше времени. Возможность хранения уже имеющихся образов в приложении также облегчит пользователю жизнь. 

Подбор комплекта одежды в приложении удобен. Создав свою модель, пользователь сможет легко и быстро примерить на нее нужные вещи и создать новый образ.

В современном мире сахарный диабет – это уже не просто болезнь. Он выходит в ряд важнейших медико-социальных проблем современного общества. По большинству оценок, в мире сахарным диабетом болеют сейчас около 300 млн человек, в России – около 2,5 млн. Причем динамика распространения этой тяжелейшей болезни нарастает: по данным статистических исследований, каждые 10–15 лет число больных диабетом удваивается. Медики и ученые говорят уже о «неинфекционной эпидемии» диабета. Особую тревогу у них вызывает тенденция к «омоложению» болезни. Количество детей и подростков, больных диабетом 1-го типа, ежегодно увеличивается примерно на 15 процентов.

Поэтому актуальность разработки мобильного приложения «DiaOne» складывается из ряда факторов: стремительный рост заболеваемости, высокая смертность в результате осложнений диабета, потребность пациентов в постоянном самоконтроле и необходимости консультации с лечащим врачом.

На основе перечисленных предпосылок, была поставлена цель проекта – разработать мобильное приложение для эффективного самоконтроля и своевременной коррекции сахарного диабета «DiaOne»

Нами создано мобильное приложение, которое написано на языках программирования JavaScript, Python. Серверная часть реализована с помощью серверного фреймворка Flask и PeeWee.

Приложение имеет следующие функции:

• Дневник самоконтроля, который позволяет записывать, хранить результаты замеров сахаров, информацию о введённых дозах инсулина, и о съеденной еде во время приёма пищи с указанием количества хлебных единиц. Информацию из дневника самоконтроля пациента автоматически отображается в профиле врача.
• Статистика – информация о средних показателях сахара за сутки, за неделю и за месяц, позволяющую врачу и пациенту оценить степень компенсации сахарного диабета.
• Чат с врачом – позволяет пациенту задать вопрос по поводу течения заболевания и даёт возможность врачу оправить рекомендации по коррекции инсулинотерапии и/или диетотерапии. В профиле врача присутствует редактируемый график он-лайн консультаций, который отображается в профиле пациента.

Написание шахматного движка - очень интересное и отвественное задание. Мной были изучены соотвествующие материалы и написана программа для игры в шахматы. Использованы некоторые эвристики, такие как альфа-бета отсечение, нулевой ход, сортировка ходов и др.

Работа заключается в автоматизации процесса расстановки заданного набора видеокамер в необходимом помещении. Рассматриваются и сравниваются между собой различные варианты реализации. На основе проведённых сравнений мы выбрали лучший вариант, которым оказался генетический алгоритм. Также мы провели дополнительные исследования для его дальнейшего улучшения. Была разработана программа, включающая в себя созданный нами алгоритм, а также пользовательский интерфейс. Проверили и доказали работоспособность разработанного ПО реальном помещении.

Работа посвящена разработке метода сравнения объектов по комплексному критерию, агрегированному из многочисленных количественных и качественных признаков, позволяющему существенно снизить трудоемкость принятия решения.

В ходе исследования были изучены основные подходы к сравнению объектов; обоснованы принципы сравнения объектов по многочисленным разнонаправленным количественным и качественным показателям; предложен механизм практической реализации обоснованных в работе принципов на основе использования электронных таблиц.

Глаз — не только часть зрительного анализатора животных, но и важная часть центральной нервной системы в целом, передающая информацию в затылочную долю коры больших полушарий по зрительному нерву. Также глаз является одним из основных органов получения информации о внешнем мире (для человека около 90% информации проходит через зрительную систему).

 Одна из основных составляющих глаза — сетчатка — внутренняя оболочка, рецепторная часть зрительного анализатора. Существуют заболевания, которые приводят к неправильному функционированию сетчатки, а следовательно, к ухудшению или в худшем случае к полной потере зрения.
В настоящее время существует метод клеточной терапии, который широко практикуется для лечения таких заболеваний.

Идея данного метода заключается в трансплантации дополнительных нейронов в орган, что позволяет восстановить его до определенного уровня. Стволовые плюрипотентные клетки способны создавать сетчаткоподобные структуры — органоиды. Однако, дифференциация стволовых клеток в нейроны сетчатки не всегда происходит успешно.

 Для определения качества дифференцировки уже на 6 день после ее начала существует метод, в котором по фотографии органоида заранее натренированная нейронная сеть может делать свои предсказания: подходит ли данный органоид для дальнейших исследований или нет.

В данном проекте был разработан компьютерный алгоритм, основанный на глубоком обучении для классификации органоидов, полученных стволовых клеток и  дифференцирующихся в сетчатку глаза с предварительной обработкой изображения. Этот метод не требует никаких химических зондов или других специфических приспособлений. Предполагается, что изображение уже содержит достаточное количество информации о спецификации тканей. Оказалось, что такой способ лучше предсказывает судьбу органоида, чем соответствующий эксперт.

Цель проекта:

Изучение библиотеки OpenCV, алгоритмов компьютерного распознавания цветов посредством написания программы и создание прототипа, который может помочь людям с дефектами зрения безопасно переходить дорогу на зеленый сигнал светофора.

Задачи проекта:

1. Изучить похожие существующие проекты;
2. Выяснить методы детектирования сигналов светофора и выбрать оптимальный;
3. Разработать способ применения программы;
4. Выбор мини PC по размерам не более телефона, с возможностью использовать программное обеспечение с открытым исходным кодом;
5. Разобраться с принципами работы мини PC Raspberry Pi и Linux операционной системы;
6. Перенести свои наработки с Windows на клон Linux - Raspbian;
7. Сделать прототип программы на Python с использованием OpenСV;

Выводы проекта:

Проанализировав некоторое количество информации в интернете, я сделал вывод, что прямых аналогов такого устройства не существует. В текущей версии я реализовал прототип устройства, но уже к июлю 2021 года планирую реализовать следующий этап: приложение для Andriod смартфонов.

Создание программы-калькулятора для тригонометрических уравнений на C#

Моя работа состоит из двух частей: 1-теоретическая, 2-исследовательская.1 часть основана на пласте известной теории о линейных рекуррентных последовательностях, в то время как 2 часть показывает два абсолютно новаторских метода для нахождения общего члена некоторых классов нелинейных рекуррентных последовательностей. Исследовательская часть состоит из двух основных методов: метода частичной декомпозиции и метода вспомогательной последовательности.Оба метода основаны на функциональном подходе- введния некой функции позволяющей задать следующий член через предыдущий. В работе представлены исследования, а также функциональные соотношения удовлетворяющие данным исследованиям.Для лучшего понимания предназначения исследований в работе приведены примеры.Знаковой частью данной работы является то, что данные методы помогают  решать целые классы нелинейных рекуррентных последовательностей.

В работе рассматриваются метод линейной регрессии и случайный лес для решения задач рынка жилой недвижимости на примере г. Самары. В частности, задачи прогнозирования стоимости жилья по его расположению, определение совокупности объектов недвижимости в г. Самара, стоимость квадратного метра которых ниже величины, предсказанной моделями. Также в ходе работы создан программный комплекс на языке Python на базе разработанных моделей. 

Применение алгоритма роевого интеллекта для создания виртуальной электростанции для сетевых компаний, занимающихся передачей и распределением электроэнергии.

Проблема:

В современном мире широко используются возобновляемые источники электроэнергии. В России на сегодняшний день уже построено значительное количество промышленных солнечных и ветряных электростанций. Однако использование распределенной возобновляемой энергетики ограничено законодательством. Так, владельцам генераторов приходится дополнительно платить за цифровые системы учета для продажи избытка генерации, а также платить сетевой компании по обыкновенному тарифу. 

Решение:

Виртуальная электростанция – лучшее на сегодняшний день решение этой проблемы для рынка электроэнергии России.

Реализация:

Разработана математическая модель алгоритма оптимизации использования ресурсов генерации и сокращения расходов на электроэнергию на основе алгоритма роевого интеллекта метода роя частиц (Swarm Intelligence Particle Swarm Optimization).

Так же предложены 4 поведения VPP, выбор которых зависит от соотношения генерации и потребления и цен на рынке электроэнергии.

По составленному алгоритму спроектирована и разработана программа на языке Java, моделирующая работу VPP.

Результаты и выводы:

Разработанный программный комплекс был апробирован на реальных данных профилей потребления четырех удаленных поселков Горного Алтая: Кош-Агач, Улаган, Акташ и Инин, с общей численностью населения 16’000 человек.

Данные генерации были получены с помощью программы HOMER Pro версии 3.14.

Потребление в исследуемых населенных пунктах составляет 3,6ГВт*ч ежегодно. В то время как генерация системой ВИЭ составит 5,6ГВт*ч, 2Гвт*ч поступят на внешний рынок. То есть, излишек генерации будет продан сетевой компании. Оказалось, что от продажи электроэнергии компания будет получать 2.7 млн прибыли в год.  Таким образом, период окупаемости приобретенного дорогостоящего оборудования составит 6,5 лет.

В данной работе совершается попытка упрощения диофантового уравнения, решением которого могут являться совершенные кубоиды, приводится гипотиза, касающаяся взаимного расположения переменных уравнения относительно друг друга, и создаётся простой алгоритм для компьютерного подбора значений для ранее упрощенного уравнения.

Мобильное приложение RiderRump,  во многом превосходит своих конкурентов (приложения RIDERS, Spotmap, Smap, Ride My Park и др.). Специально для приложения был создан dataset рамп по их категориям и с помощью него разработана нейронная сеть для распознания видов рамп в скейтпарке. Данный датасет поможет будущим разработчикам, которые будут заниматься решениями для райдеров. При разработке нашего продукта мы исследовали виды архетектур нейросетей и определили наилучшую архетектуру для решения задач с технологией computer vision на мобильном устройстве.

Функция – основное понятие математики. Именно она позволяет изучать и описывать различные процессы природы и техники. Функции, содержащие модуль – особенная тема в школьном курсе математики. Решение уравнений и неравенств с модулями всегда вызывают наибольшие трудности у учащихся. Исследование и построение графиков функций, содержащих знак модуля, появляется лишь эпизодически, в рамках изучения той или иной темы. Тем не менее, задачи, связанные с изучением функций, содержащих знак модуля, часто встречаются на математических олимпиадах, и математических турнирах.

Таким образом, научиться решать функциональные уравнения с параметрами, содержащие переменную и неизвестную функцию под знаком модуля, является весьма важной и актуальной задачей, чем и обусловлен выбор темы исследования.

В данной работе ставятся следующие задачи.

• Найти все значения параметров, при которых функциональное уравнение
• \[a_0+a_1x=af(|x|)+b|f(x)| \]            (*)

а) не имеет решений; б) имеет единственное решение; в) имеет более одного решения.

• Исследовать некоторые свойства решений уравнения

\[g(x)=af(|x|)+b|f(x)| \]            (**)

Цель работы: научиться решать функциональные уравнения, содержащие переменную и функцию под знаком модуля, анализировать количество полученных решений в зависимости от входящих в уравнение параметров, обобщать полученные результаты, записывать наиболее общий вид решений рассматриваемых уравнений, исследовать некоторые свойства полученных решений, в частности непрерывность.

Основным методом решения является метод снятия модуля со знаком «+» или «–» в зависимости от знака подмодульного выражения и анализ полученного решения.

В процессе исследований были доказаны следующие утверждения.

Теорема 1. Если функция \[f(x)>0\] при \[x<0\] и является решением уравнения (**) при \[x<0\] и некоторых значениях параметров \[a, b\], то функция \[h(x)f(x)\], где \[|h(x)|=1\]  при всех \[x<0\], также является решением уравнения (**) при \[x<0\] и тех же значениях параметров \[a, b\].

Теорема 2. Если функция \[g(x)\] четная и непрерывная, то уравнение (**) имеет непрерывное решение при некоторых значениях параметров \[a, b\].

В работе найдены все решения функционального уравнения (*)  или доказано их отсутствие. Приведено обобщение исходного уравнения для произвольной левой части. Исследовано количество решений в зависимости от параметров уравнения. Найдены решения наиболее общего вида. На рисунках наглядно представлены области, где решения существуют и где нет. Исследованы некоторые свойства полученных решений, в частности доказано наличие непрерывных решений в случае четной непрерывной левой части.

Целью данной работы является реализация алгоритма Linear-MLCS на языках программирования Python и C++, а так же исследование некоторых зависимостей в полученных с его помощью последовательностях.

На русском языке подобных работ найдено не было, описание работы алгоритма Linear-MLCS от англоязычных авторов доступно по ссылке https://www.kdd.org/kdd2016/papers/files/rpp0619-liA.pdf

В работе представлен алгоритм, позволяющий считать линейную свёртку двух сигналов на основе свойств DCT-II и DST-II. Особенностью данного алгоритма является тот факт, что для вычислений не требуется дополнять исходные последовательности нулями.

Цель работы: Создание удобной в использовании как для преподавателя, так и для учеников платформы для обучения программированию и облегчения проведения занятий.

Сейчас существует множество платформ для создания курсов и тестирования кода. Но было принято решение создать свою, т.к. это позволяет быстро добавлять нужный функционал. Такая необходимость при использовании системы возникала уже несколько раз, и нужный функционал был реализован.

   Трассировка лучей - метод визуализации трёхмерного пространства, набирающий большую популярность в современном мире из-за широкой доступности высокомощных графических процессоров и видеокарт.

   В данной работы были написаны две программы, визуализирующие данные методы, первая -- RayCasting, визуализирующая псевдо-трёхмерное пространство; она была создана для лучшего понимания второй -- RayTracing'a -- финальной модели, визуализирующей настоящее трёхмерное пространство.

 В финальной модели на момент написания аннотации были созданы: отражения, переотражения, максимальный угол отражения, текстуры, карты нормалей, диэлектрические и металлические отражения и свечение.

   В дальнейшем в программу будут имплементированы: прозрачные и полупрозрачные поверхности, импортирование моделей с расширением .obj, hdr, прозрачные поверхности, диффузия света и окклюзия окружения.

В работе автор, познакомившись с историей открытия и развития теории электромагнитного поля, изучив ее основные положения, и, рассмотрев другие теоретические аспекты, самостоятельно изготовил приборы и устройства, являющиеся источниками магнитных и электромагнитных полей, а именно: изготовил простейший трансформатор Тесла, устройства, позволяющие наблюдать магнитную левитацию, установку для определения силы Ампера и последующего расчета индукции магнитного поля различных магнитов; с помощью катушки с током из стальных полосок разной ширины и толщины получил постоянные магниты. Для всех изготовленных устройств были определены основные параметры и характеристики, а также проведены с ними различные эксперименты. С использованием плазменного шара, который является трансформатором особого типа, проведен ряд интересных экспериментов. Изготовлено устройство для экранирования от внешних ЭМП - камера Райха, с помощью которой проведены различные исследования - проверено влияние камеры Райха: на всхожесть семян, последующий рост и цветение растений и на состояние и рост живых организмов. Кроме того, автор познакомился с принципом электромагнитного экранирования и результатами лечения в Медицинском центре «Добрый доктор» города Краснотурьинска.

В представленной работе рассматривается вопрос применения физических законов и робототехнического оборудования для разработки прототипа рабочего костюма, способного вентилировать тело работника.

            Новизна проекта: разработан костюм с применением комбинации двух видов вентиляции для снижения тепловой нагрузки на человека, работающего в нём.

            Естественная вентиляция реализована с помощью системы разноуровневых трубок, вделанных в ткань и подведённых к дефлектору, установленному в верхней части капюшона костюма. Эффективность данной системы подтверждена экспериментальным путём. Экспериментальные данные обобщены и визуализированы с помощью диаграмм.    Автор на практике применяет закон Бернулли, эффект Вентури и явление охлаждающего испарения.

            Принудительная вентиляция реализована с помощью аппаратно-программного комплекса на базе микроконтроллера EV3, с применением двух температурных датчиков, датчика влажности и двух вентиляторов, встроенных в материю костюма, в спинной его части. В основе работы комплекса – алгоритм, обеспечивающий автоматическое включение системы принудительной вентиляции при повышении температуры и влажности под костюмом.

            В работе над проектом использован широкий набор математических моделей.

            Цель: исследовать возможность применения физических законов для проектирования действующего прототипа рабочего костюма, способного разными способами вентилировать тело работника для снижения тепловой нагрузки на его организм.

            Общенаучные методы и приёмы исследования:

• наблюдения; 2) измерения; 3) проведение экспериментов; 4) моделирование.

Логические методы и приёмы исследования:

• анализ; 2) сравнение; 3) обобщение.

Вывод: итогом работы является создание действующего прототипа костюма для комбинированной вентиляции тела работающего в нём человека.

           Работа посвящена изготовлению и исследованию нагревателя на неодимовых магнитах.

            Для достижения цели, были поставлены следующие задачи:

•             - изучить механизм возникновения токов Фуко;
•             - изготовить и собрать модель магнитного нагревателя;
•        - исследовать эффективность работы магнитного нагревателя от: количества и типа постоянных магнитов; скорости вращения диска нагревателя и расстояния от плоскости вращения диска.
•              - предложить способы применения созданного магнитного нагревателя.

Работа основана на исследовании поведения спички при горении. Было проведено несколько экспериметов, изучена и экспериметально проверена математическая модель спички. При проведении исследований использовались цифровые технологии Лаборатории "Научные развлечения".

Актуальность исследования. Математическое моделирование для изучения механического поведения материалов с учетом их реальных свойств сохраняет традиционную актуальность, поскольку решение этой проблемы приводит к количественным зависимостям макроскопических характеристик деформирования, прочности и других параметров от внешнего воздействия на конструкцию.

Однако, пока еще современный уровень развития механики деформируемых сред не позволяет установить в твердых телах единой зависимости между действующими напряжениями и возникающими деформациями. Эта проблема до настоящего времени не нашла своего окончательного решения. Поэтому разработка общих методов расчета напряженно-деформируемого состояния конструкций с различными физико-механическими свойствами при малых и больших деформациях, с учетом статических и динамических нагрузок, является весьма важной и востребованной практикой задачей.

На наш взгляд перспективным путем все же представляется построение моделей, в основу которых положено то общее, что присуще всем рассматриваемым системам, - их корпускулярное строение. При таком подходе наибольшего внимания заслуживает октаэдрическая модель, учитывающая пространственное взаимодействие минимального числа частиц. Именно этот путь, и был использован нами для моделирования  напряженного состояния твердых тел в условиях их нагружения.

Цель работы состоит в развитии октаэдрической модели базирующейся на представлении потенциала пространственного взаимодействия частиц сплошной среды для аналитического и компьютерного моделирования механических процессов в твердых телах.

Содержание работы. В работе была описана и исследована октаэдрическая модель пространственного взаимодействия шести частиц. Данная модель была получена путем выделения гранецентрированной кубической решетки более мелкой структуры - восьмигранника (октаэдра) с вершинами в центрах граней куба. Полученный октаэдр, был нами использован в качестве стержневой модели твердого тела при изучении его физико-механических свойств.

В работе было проведено моделирование одноосного растяжения-сжатия октаэдрической модели, которое показало, что поведение октаэдрической модели при этих видах нагрузки соответствует действительному.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые сделана попытка математического моделирования деформирования сплошной среды на основе октаэдрической модели.

Практическая значимость работы состоит в возможности использования октаэдрической модели при проведении компьютерного эксперимента по деформированию твердых тел при разных способах нагружения.

В проделанной работе получены следующие результаты:

-  на основании теоретико-экспериментального подхода установлена зависимость между энергетическими параметрами потенциала Ми в предложенной модели и деформационными характеристиками твердых тел;

- компьютерное моделирование растяжения-сжатия октаэдрической модели показало хорошее согласие с результатами опытов при растяжении-сжатии образцов из различных материалов;

- продемонстрирована возможность создания математической модели деформирования реальных материалов на основе октаэдрической модели.

Изучение ЭУМ, их конструкции, а также преимущества и недостатки их использования.

Целью данного проекта является определение степени влияния температуры на ударную вязкость металлов. В ходе проекта были поставлены задачи, которые в дальнейшем были выполнены. Исследовательская работа является актуальной, так как сейчас сильно развивается инфраструктура городов в России и мире и в каждой стране разные климатические условия для эксплуатации металлов. Как известно, в основу каркаса и фундамента построек, металлических труб, военной техники и так далее входит металл и, если воздействовать на него с большой силой, то есть вероятность его повреждения. Температура окружающей среды может иметь прямое влияние на механические характеристики металла, поэтому нужно знать характер их изменения в зависимости от погодных условий для недопущения необратимых последствий.

Мы ежедневно сталкиваемся с проявлениями эффекта Коанда – прилипанием струи жидкости или газа к поверхности, однако он всё ещё мало изучен.
В результате описаны свойство гистерезиса водной гелисы, влияние смачивания, определена причина прилипания гелисы, получены зависимости характеристик гелисы от материала и диаметра цилиндра, угла наклона сопла. Практическая значимость нашего исследования заключается в разработке методики получения устойчивых водных гелис на различных цилиндрических поверхностях.

Создание учебно-лабораторной установки на базе модели Стирлинга, позволяющей снимать показатели тепловых процессов, с учетом влияния изменяемых параметров установки в целях практической подачи учебных материалов в школе, и совершенствования методов освоения обучающимися основ термодинамики.

Параметры тепловой машины определялись набором датчиков, запрограммированных на контроллере Arduino UNO R3.

В работе приводятся результаты экспериментального исследования колебаний мыльной пленки, образованной на кольце. Проведенное исследование проверяло теоретически предсказанную линейную зависимость периода колебаний пленки от радиуса кольца. Приводится описание экспериментальной установки и устройства для регистрации колебаний пленки. Описан алгоритм обработки данных. Проведен сравнительный анализ теоретической модели явления и результатов эксперимента.

Механические колебания – это такой вид движения, когда координаты тела, его скорость и ускорение многократно повторяются, изменяясь относительно некоторого равновесного значения. Ма́ятник — это система, способная совершать свободные колебания под действием силы, пропорциональной смещению и направленной к положению равновесия.

Известны законы колебаний математического (груз на нити в поле тяжести Земли), физического (твёрдое тело на горизонтальной оси вращения в поле силы тяжести Земли) и пружинного (груз, приводимый в движение упругой пружиной).

Наиболее близок к объекту нашего исследования нитяной конический маятник, грузу которого изначально задана круговая горизонтальная, плоская, замкнутая траектория. 

В отличие от конического у исследуемого нами маятника нить предварительно наматывается виток к витку на верхнюю часть цилиндрической стойки. Под действием силы тяжести груз, опускаясь вниз, разматывает   нить и сам приходит во вращательное движение вокруг стойки. Длина освобождающейся нити непрерывно увеличивается и в результате груз движется по винтовой конической расширяющейся траектории.  

Линия, которую описывает конец натянутой нити, сматывающейся с цилиндра в плоскости, перпендикулярной его оси, в геометрии называется эвольвентой. В нашем случае падающий груз «деформирует» эвольвенту, создаётся трёхмерная траектория. Периодичность движения груза позволяет назвать всю систему эвольвентным маятником. 

В доступной нам литературе мы не нашли упоминания о подобном устройстве, между тем его траектория – винтовая коническая сходящаяся линия – характерна для движения заряженных частиц в неоднородном магнитном поле. Примерами могут служить движение

космических частиц в магнитосфере Земли, заряженных частиц в ускорителях, в БАК и ТОКОМАКе.

Цель нашей работы – исследовать кинематические характеристики маятника, а именно, периоды и радиусы вращения на каждом обороте, шаги винтовой линии и средние линейные скорости на каждом из витков и среднюю скорость опускания грузов между витками. 

Экспериментальные наблюдения.   Движения маятника снимались на камеру мобильного телефона. Грузом послужил светодиод с батарейками.  Снимки сделаны в ночное время в экспозиции «от руки». С них были получены геометрические характеристики маятников. Для снятия временных характеристик были сделаны также полные записи вращения и измерения в режиме видеоредактора. Проведены исследования для стоек высотой до 1,5 м, диаметром от 10 до 50 мм и грузов от 3 до 150 г.  Исследования ограничивались только первой частью движения – раскручиванием, последующие накручивания нити на стойку и раскручивания не изучались.

Результаты исследований. В ходе первого раскручивания маятника в указанных экспериментальных условиях  

период вращения: а) растёт равномерно с номером витка; б) не зависит от массы груза; в) увеличивается с ростом диаметра стойки

угловая скорость убывает пропорционально квадрату номера витка;

угол между нитью и стойкой убывает прямо пропорционально номеру витка

шаг винтовой линии остаётся неизменным в процессе раскручивания.

радиус витка вначале пропорционален квадрату номера, постепенно перестаёт расти и при большом числе оборотов (на стойке с малым диаметром) убывает.

Автор в работе изучает различные прочностные характериситики туалетной бумаги. По окончании работы была рассчитана разрывная длина перфорированной (0,55 ± 0,02 км) и неперфорированной (1,3 ± 0,02 км) бумаги, определена зависимость максимальной прочности при растяжении от ширины захвата и в выявлена качественная зависимость теоретического коэффициента концентрации напряжений тонкой перфорированной бумаги от геометрии образца, влажности и количества линий перфораций.

Цель работы: Исследовать свойства данного фильтра и определить условия прохождения и задержки частиц.

Задачи работы: Исследовать характеристики частицы и внешние параметры, влияющие на фильтрацию.

Актуальность и новизна работы: всем давно известно об обычном фильтре, но у фильтра из мыльной плёнки другие свойства, а значит можно производить другой тип фильтрации.

На рассмотрение подобных явлений меня натолкнула задача Международного турнира юных физиков 2020 года «Фильтр из мыльной пленки».

Рассмотрены принципы моделирования потенциальной энергии деформации тяжелых ядер (V)  в модели жидкой капли (МЖК). Использована {c,h,α} параметризация формы ядра  и метод численного интегрирования через квадратуры Гаусса-Кронрода. Воспроизведены ранее полученные результаты для поля V ядра U²³⁶. Оптимизированы методы расчета типовой задачи ядерной физики – интегро-дифференциального уравнения функционалов поверхностной и кулоновской энергии для расчета V. Разработан программный проект на языке С++, в котором расчитано поле V ядра U²³⁶, получены значения V долины деления и соответствующие им формы ядра.

Спичка не притягивается к магниту, однако головка сожженной спички притягиваетсясильным магнитом. Это явление широко известно и его довольно просто воплотить, однако притяжение не всегда достигается, как из-за недостаточной силы магнита, так и различающихся составов спичек разных производителей.

В сети интернет явление объясняется наличием железа Feв составе, но только на качественном уровне, точных составов, состояния атомов железа в составе и влияния других компонентов до и после реакции нигде не описывается.

Попытаемся более подробно разобраться в этом вопросе.

Необходимо рассмотреть всевозможные причины причины притяжения спички после реакции и достоверно объяснить их. Мы решили изучить возможные аспекты, которые влияют напритяжение спички к магниту, включающие в себя как параметры спички, так и параметры магнита.

В данной работе приводятся результаты исследования факторов роста нитевидных кристаллов олова на медных подложках, с целью создания конденсаторных сборок постепенно увеличивающих собственную электрическую емкость с течением времени.

Энергия молнии – это 5 млрд джоулей чистой энергии в одном ударе или 10—500 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт, представьте, что можно было бы всю эту энергию использовать для заправки электромобилей или питания домов ,улиц , городов .Причем стоимость этой электроэнергии была бы намного ниже. Этот источник энергии является - возобновляемым, альтернативным и экологически безопасным. Главной задачей нашего проекта является разработка фермы по отлову и преобразованию энергии молнии.

На рассмотрение явления поднятия воды по капилляру благодаря ультразвуковой ванне меня натолкнула задача Международного турнира юных физиков 2021 года «Ультразвуковой насос». Обратимся к условию задачи: Капилляр, погруженный в ультразвуковую ванну, работает как насос, способный поднимать воду на значительную высоту. Объясните и исследуйте это явление.

Объект исследования: ультразвуковой насос.

Предмет исследования: ультразвуковая ванна и капилляры.

Цель работы: Исследовать данное явление и определить условия, при которых будет происходить поднятие жидкости по капилляру.

Задачи работы: Определить параметры, влияющие на поднятие жидкости.

Актуальность и новизна работы: с помощью подобного устройства можно закачивать жидкость в какие-либо устройства.

В настоящей работе нами исследуется вращательная динамика плоского зеркала V-образной формы (два «лепестка» с углом раствора), на которое падает монохроматический пучок параллельных лучей от удаленного источника постоянной интенсивности.

В исследованиях физики ультрохолодных газов применяют оптические дипольные атомные ловушки для удержания и охлаждения веществ. В таких ловушках атомы удерживаются в полости, со всех сторон окружённой лазерным излучением. Негативные эффекты в оптических системах таких ловушек во многом определяются аберрациями.

Изучение распределения интенсивности лазерного излучения в фокусе аберрационной линзы позволяет продвинуться в создании более совершенной оптической системы ловушки для ультрахолодного газа. Локальные максимумы интенсивности приводят к нагреву атомов внутри ловушки, что является нежелательным эффектом. Задача исследования - разработать метод устранения локальных максимумов внутри полости ловушки, приводящих к увеличению средней кинетической энергии движения атомов.

Устанавливая солнечные панели на территории России, необходимо брать во внимание то, что количество ясных солнечных дней в году крайне мало, то есть в основном мы будем иметь дело со светом, рассеянным через облака, но при таких условиях солнечные панели вырабатывают значительно меньше электроэнергии, классические системы концентрации также плохо работают на рассеянном свету. Для решения данной проблемы необходимо использовать новый тип концентраторов – концентратор рассеянного света.

Цель – разработка и изготовление концентратора рассеянного света.

Проведен сравнительный анализ сбора солнечной энергии для параболоида и одиночной солнечной панели.

Итог: По результатам исследований было установлено, что при параметрах: p = 110мм (p/2 = фокус), растворе = 100мм, параболическая система дает прирост вырабатываемой энергии на 20%, в сравнении с солнечной панелью в идеальных условиях.

Исторически начало вихревой динамики как самостоятельному направлению гидромеханики положила статья Гельмгольца 1858 года, в которой он сформулировал свои знаменитые теоремы о завихренности. Девятью годами позже Тэйт перевел работу немецкого физика на английский язык, чем зафиксировал пристальный интерес европейских механиков того времени к вопросам динамики завихренности.

Заинтересовавшись вихревой динамикой, попробуем объяснить явление вихрей в жидкости

Я выбрала данную тему для проекта, потому что заинтересовалась принципом работы такого устройства, как двигатель Стирлинга, и вариантами его применения в реальной жизни. В данный момент двигатели Стирлинга не очень известный и уж точно не распространённый источник энергии. Они почти исчезли с производств в начале прошлого века с появлением двигателей внутреннего сгорания. Но двигатель Стирлинга имеет множество неоспоримых преимуществ и возможно в будущем с изменением приоритетов в развитии техники двигатель "выйдет в массы". Поэтому имеет смысл начать продвигать идею его использования уже сейчас.
Целью моей работы является создание модели двигателя Стирлинга и проведение исследования по практической применимости данного устройства, посчитав его КПД.
В ходе своей работы я создала модель двигателя Стирлинга и провела исследование с использованием данного устройства.

В ходе проекта изучаются метаматериалы - искусственно созданные материалы, которые особым образом взаимодействуют с различными типами волн. Акустические метаматериалы предназначены для взаимодействия с механическими волнами разных частот (к примеру, звук) и позволяют достичь таких эффектов, как, например, эффективная блокировка звука определенной частоты.

Предлагается метод компьютерной оптимизации для поиска возможной геометрической структуры акустических метаматериалов, от которой непосредственно зависят их свойства. В ходе работы создается программа оптимизации структуры метаматериала, которая затем применяется для задачи - нахождения метаматериала, способного блокировать звук заданной частоты.

Проверка работоспособности метаматериалов производится с помощью компьютерного физического моделирования в специальной программе.

Инновационный способ измерения вязкости жидкости с помощью установки, в которой используются колебания.

Проект посвящён созданию лодки на паровой тяге. Для реализации нашей задумки мы проделали следующую работу: провели требуемые расчёты, создали 3D модели элементов согласно расчётным характеристикам, провели выбор оптимальных материалов, сконструировали плавсредство. По окончанию работ были проведены некоторые тесты, показавшие успешное выполнение планов и доказавшие верность расчётов.

Автором изучены условия на других планетах: атмосфера, давление, поверхность, сила тяжести. наличие воды. В физической лаборатории были произведены замеры температуры кипения воды при разных значениях давления и эксперимент заваривания зеленого чая при давлении 60-70 кПа и дегустация напитка. На основе информации о планетах проведен мысленный эксперимент чаепития на каждой из планет, сформулированы выводы о возможности/невозможности чаепития.

Цель работы: исследовать условия плавания тел на примере картезианского водолаза и выяснить причины его невозвратности после погружения.

Задачи: изучить теоретические основы условий плавания тел; собрать экспериментальную установку на основе картезианского водолаза для исследования влияния физических параметров на условия его плавания; провести исследование влияния внешних физических условий на плавание картезианского водолаза.

Практическая значимость: научно-исследовательский проект и его результаты можно использовать как практическую работу для дополнительного изучения материала по физике, не входящего в школьный курс.

Описание работы: Для исследования влияния физических параметров на плавание картезианского водолаза была собрана экспериментальная установка, представляющая собой пластиковую бутылку с водой внутри которой плавала пробирка, имеющая воздушный пузырь. В пробке бутылки были проделаны два отверстия для трубок. К одной трубке подсоединялся электронный датчик давления, предназначенный для фиксирования внешнего давления, а к второй трубке пластиковый шприц, с помощью которого можно  устанавливать начальное внешнее давление при проведении экспериментов. Глубина погружения картезианского водолаза определялась по мерной ленте, закрепленной на внешней стенке бутылки. Весь ход исследования записывался на камеру для удобства фиксации физических параметров и дальнейшего отображения зависимостей.

Итоги исследования: Проведя ряд экспериментов и анализируя видео материал, мы получили таблицу зависимости глубины невозвратного погружения картезианского водолаза от внешнего давления. Предварительное изучение теоретического материала и эксперименты позволили выдвинуть и подтвердить предположение о влиянии дополнительного гидростатического давления, оказываемого на картезианский водолаз, тем самым препятствующего его всплытию.

В данной работе автор исследует колебания обычного пружинного маятника с последовательно соединенными пружинами , а именно, как согласуются теоретические формулы для эффективной жесткости (коэффициентов упругости) последовательно соединенных пружин с экспериментом, как влияет масса пружин на результаты исследований.
Проблемой в данной теме является то, что обычно в теории колебаний пружинного маятника с последовательно соединенными пружинами не учитываются массы пружин и поэтому в реальных экспериментах получаются отличные от теории результаты, причем, периоды колебаний разнятся в зависимости от того, в какой последовательности соединены пружины.

Постоянные магниты – тела, способные сохранять намагниченность в течение длительного времени после устранения внешнего намагничивающего поля. Сложная динамика взаимодействия магнитов вызывает большой интерес. В данной работе осуществлена попытка определить, как зависит от расстояния между магнитами их сила притяжения, есть ли некий универсальный закон по типу «обратных квадратов», как в законе Кулона или законе гравитации.

Но поскольку слишком много факторов, от которых может зависеть магнитное поле и соответственно сила притяжения (форма, размеры, материал), поэтому в этой работе решено было рассмотреть взаимодействие шарообразных неодимовых магнитов.

Цель и задачи исследования: изучить движение как двух одинаковых по размеру постоянных шаров – магнитов, так и разных по размеру при их взаимодействии – притяжении в динамике с использованием видеозаписи с покадровой расшифровкой:

1) снять зависимость координаты от времени одного шара – магнита относительно другого;

2) построить зависимости скорости этого шара – магнита от времени и ускорения от времени с дальнейшим сравнением с теоретической моделью, уравнением движения 2 закона Ньютона.

В связи с этой целью были поставлены и осуществлены следующие задачи:

1. 1. Построение графика силы притяжения между магнитами от расстояния между их центрами (для этого в экспериментах использовались шары – магниты разного размера);
2. 2. Построение графиков временных зависимостей скорости и ускорения шара в магнитном поле другого шара;
3. 3. Построение математической модели динамики взаимодействия двух шаров – магнитов и сравнение полученных экспериментальных данных с теоретической моделью.

4.        Актуальность исследования состоит в том, что в современной науке и технике широко используются постоянные магниты, и поэтому так важны сведения об их взаимодействии в силу того, что сила притяжения между магнитами зависит от многих факторов, в том числе и от формы магнитов, от размеров, от расстояния между ними. И как выяснилось из изучения литературы по данной теме, сведений крайне мало, и ещё многое неизвестно. В данной работе была выбрана одна постоянная характеристика – форма, а именно форма шара.

5. В предлагаемом исследовании изучено взаимодействие двух шарообразных магнитов разного размера в различных условиях. Предварительно были сняты экспериментальные зависимости сил притяжения между малым и большим шарами – магнитами, между двумя малыми шарами – магнитами. Также проведена серия экспериментов по видеосъёмке движения одного шара – магнита по столу в поле притяжения другого такого же шара – магнита, а также движения по наклонной плоскости навстречу неподвижному в основание шару – магниту, движение встречных шаров – магнитов, висящих на нитях, падение одного шара – магнита на другой как сверху вниз, так и снизу вверх. Построены графики зависимостей координаты и скорости от времени движущегося шара – магнита при взаимодействии с другим неподвижным шаром – магнитом (в системе отсчета второго шара - магнита). Построена математическая модель динамики взаимодействия двух шаров – магнитов при вертикальном движении («падение» снизу вверх и сверху вниз) и получено удовлетворительное сравнение полученных экспериментальных данных с теоретической моделью.

Аннотация. В работе  рассматривается  энергия  воды, как источника альтернативной энергетики. Автор исследует возможность применения собранной из подручных материалов капельницы Кельвина, как реального источника напряжения. С использованием модели проведены эксперименты по исследованию времени получения заряда в зависимости от: рода жидкости, температуры жидкости, расстояния между индукторами. Данные зафиксированы в таблицах. Автор экспериментально подтвердил возможность получения электричества из энергии дождя. Собранная модель может быть применена для демонстрации электростатической индукции, капилярных волн, и собственно, как источник энергии на уроках физики в школе.

Ключевые слова: альтернативные  источники энергии,  капельный генератор  Кельвина, электромагнитная  индукция,  статическое  электричество, время получения заряда, велмчина  заряда,  капельная электрогенерация.

В данной работе были изучены особенности впитываемости бумаги различных марок, изучен теоретический материал по данной теме, проведены экспериментальные исследования. На основании  полученных экспериментальных данных проведен анализ и сделаны выводы, которые носят рекомендательный характер.

В данной работе подробно рассмотрен такой вид теплопередачи, как теплопроводность – явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте. С помощью метода, основанного на применении закона Фурье, измерялся коэффициент теплопроводность твёрдого вещества – смеси полипропилена и полистиролы (пластика).

   В работе исследовался резонанс Гельмгольца при самовозбуждении звука в бытовых ёмкостях с широким «горлышком». Приведено и косвенно доказано объяснение отличия резонансной частоты Гельмгольца в таких ёмкостях от расчетной. Показана возможность использования приведенной методики для измерения объемов жидкости и твердых тел, помещенных в такую ёмкость.

Если поставить несколько свечей рядом, то их огни сливаются в одно пламя и оно начинает колебаться, причем эти колебания устойчивые и они восстанавливаются даже после того как их прекратить. Будем называть такой объект осциллятором. Если поставить рядом два таких осциллятора, то они могут синхронизироваться в двух режимах: в фаза и противофазе, в зависимости от расстояния между ними.

В данной работе исследуется это явление, проводятся соответствующие опыты и эксперименты, производится его математическое моделирование на основе представлений о теплообмене и выгорании кислорода. Приводятся рассуждения о справедливости данной модели и ее удобства.

Автор в работе исследует возможность получения дополнительной электрической энергии на приливных электростанциях за счет магнитогидродинамического эффекта в морской воде, на примере Кислогубской ПЭС.

В результате проведенного исследования собрана модель МГД-генератора и проведены ее испытания с морской водой. Расчётное значение ЭДС для МГД-канала Кислогубской ПЭС составило 193В, максимальная мощность 33кВт. Автор предполагает, что комбинированные мобильные приливные электростанции с магнитогидродинамическими каналами можно использовать для получения электрической энергии в удаленных районах Арктики, на нефтяных или буровых платформах.

В работе автор разрабатывает новый метод определения отклонений микрошероховатости от чертежа. Исследование проводится по двум образцам стали с разными показателями микрошероховатости. По результатам работы было выявлено, что описанный метод является действенным и может активно применяться на производсте тех или иных деталей, к поверхностям которых предъявляются жесткие требования в показателе микрошероховатости.

Цель работы: исследованть метода акустического резонанса для контроля прочности объектов.

Для ее достижения, изначально мы применяли следующую методику: с помощью акустического микрофона, закрепленного в определенной точке объекта, записывать звуковые колебания, затем обрабатывать полученные данные с помощью различных математических методов (в ходе работы методика претерпела определенные изменения, см. III.6).

Результатом выполнения работы является определение оптимальных условий измерения и оптимальных методов обработки звукового сигнала.

Таким образом, с помощью предложенного нами метода можно будет своевременно обнаруживать дефекты в объектах. Например, в мостах, зданиях и других конструкциях.

Работа посвящена изучению теории, объясняющей принцип действия магнитного тормоза: токи Фуко, явление электромагнитной индукции, правило Ленца, закон Фарадея. В ходе работы проводились измерения скорости движения магнита внутри неферромагнитной трубы, был определен вид движения магнита, выявлены факторы, влияющие на значение скорости магнита. 

Всем известно, что наноматериалы и нанотехнологии имеют ведущую роль в современности, а именно разработка изобретений в сфере наноэлектроники, создание искусственного интеллекта и применение в наномедицине и профилактике. Углеродные наноматериалы часто проявляют уникальные свойства, которые и способствуют их успешному применению в приборах современной электроники и чувствительных датчиках.

Чем необычен графит? Во-первых, он хорошо проводит электрический ток, причем общая проводимость определяется двумя составляющими: электропроводностью кристаллитов, металлической по своему типу, и проводимостью аморфного углерода - полупроводника. Во-вторых, проводимость графита зависит от различных параметров, что даёт нам возможность управлять величиной тока в цепи, изменяя их. В работе подробно рассмотрены некоторые из параметров, особенно интересным из них является зависимость от деформации линии, так как это даёт нам право сделать предположение, что у графита есть потенциал к использованию его в качестве тензорезистора (прибора для измерения силы и давления).

Известно, что начерченный слой графита на бумаге (графитовая линия), также обладает электропроводностью. Это явление подробно рассмотрено в моей работе.

В данной работе рассматриваются факторы, от которых зависит сопротивление проводника – это деформация и коррозия. Таким образом, в электрической цепи необходимо учитывать целостность не только нагрузки, но и соединительных проводов. Тем самым не допускать при работе электроприборов надломы, переломы, перекручивания, окисление соединительных проводов, что может в дальнейшем нарушить работоспособность прибора.

Современная электро и радиотехническая приборная база невозможна без пьезокерамических материалов. На Россию приходится всего один процент производства пьезоустройств, поэтому наша страна остро нуждается в производстве данной продукции. При этом наиболее широкое применение в мире находит керамика на основе цирконата-титаната свинца, который может негативно воздействовать на здоровье человека. В настоящее время в Вооруженных Силах РФ идет активный поиск безопасной замены пьезоматериалов на основе цирконата – титаната свинца (ЦТС). Поиск таких материалов является актуальной научно-практической задачей.

Для настоящей работы нам были предоставлены отливки следующего состава: «Al - 0.4% Zr», «Al -0.3% Zr - 0.1% Hf», «Al -0.3% Zr - 0.1% Sc», «Al -0.3% Zr - 0.1% Yb».

Прежде всего, было проведено макротравление данных образцов в смеси кислот: HCl - 40%, HF - 20%, HNO3 - 40%, для выявления их зеренной структуры.

После проведения первичного травления (макротравления) стало видно, что форма и размер зёрен различны у всех образцов различны. Были рассчитаны средние размеры зерен L и их неравноосость |x – y| /L, где x и y – размеры в перпендикулярных направлениях. По этим признакам образцы разделились на два типа:

1 тип. Структуры с равноосным типом зерен в середине и неравноосным типом зерен на краях шлифа (образцы «Al - 0.3% Zr - 0.1% Hf» и «Al - 0.4% Zr »).

2 тип. Структуры с неравноосным типом зерен на всей поверхности шлифа (образцы «Al - 0.3% Zr - 0.1% Sc» и «Al - 0.3% Zr - 0.1% Yb»).

Далее было проведено многоступенчатое шлифование образцов для формирования ровной поверхности. Механическая ручная абразивная полировка образцов производилась пастами 28/20, 14/10, 5/3, нанесенными на лист бумаги, и пастами 5/3 и 1/0, нанесенными на ткань. На последнем этапе полировки использовалась суспензия SiC.

По окончании абразивной обработки образцы направлялись на изучение с помощью оптического микроскопа для выявления неоднородностей структуры.

Для визуализации границ зёрен шлифы образцов подвергались химическому травлению (микротравлению) в растворе следующего состава: HF – 25%, HNO3 – 17%, глицерин — 58%.

После проведения микротравления было проведено фотографирование поверхности образцов с помощью микроскопа в режиме интерференционного контраста для изучения поверхностной микроструктуры.

Цель: выяснение опытным путем влияния положения центра масс и рода поверхности опоры на характер вращения волчка Томсона.

Были поставлены и решены следующие основные задачи: экспериментально проверить справедливость теории динамики вращения эксцентрической сферы на поверхности с малым трением для движения шарообразного прототипа; выявить качественную зависимость числа переворотов от коэффициента трения между волчком и поверхностью

Основные методы исследования: 3D моделирование, объемная аддитивная печать; анализ статистических данных, полученных на основе классификации движения волчка.

В результате работы созданы и описаны две модели волчка (классический волчок и шарообразный прототип с переменным центром масс), с помощью которых можно добиться устойчивого переворота даже при небольших начальных угловых скоростях.

Выяснено, что малое трение скольжения не влияет на долю состояний устойчивого равновесия волчка Томсона. Чем больше коэффициент трения между волчком Томсона и поверхностью опоры, тем больше доля состояний с неустойчивой прецессией

Также в ходе работы мы подтвердили, что практическое движение шарообразного прототипа может быть описано с помощью теоретических бифуркационных диаграмм

Представленная научно-исследовательская работа посвящена исследованию изменения геометрических размеров капель жидкости в зависимости от внешних факторов, в данном случае - температуры. 

Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью расширения области знаний о свойствах капель жидкости, как объектов, включенных в основные процессы жизнедеятельности, и отсутствием достаточного количества информации в научно-популярной литературе о характере зависимости размеров капель жидкости от температуры. 

Целью исследования является определение зависимости геометрических размеров капель жидкости от температуры. 

Научная новизна работы состоит в том, что: 

• - получена зависимость радиуса круга соприкосновения свисающей капли (далее радиуса капли) со смачиваемой поверхности с самой поверхностью от температуры; 
• - дана экспериментальная оценка зависимости радиуса круга соприкосновения капли 
• жидкости со смачиваемой поверхностью от температуры;
• - определены геометрические размеры капли жидкости различной формы при разных условиях, нормированные на радиус недеформированной капли. 

Горные лыжи- очень популярный и полезный для здоровья вид спорта. Существует несколько диссертаций (Линд, Сандерс (2004), Федерольф (2005)) , в которых объясняется физика процесса горнолыжного спуска, однако выводы в них по большей части применимы к спортсменам высокого класса, для которых цель- максимально быстро и маневренно проехать по трассе, и допустимы высокие энергозатраты. Подавляющее же большинство горнолыжников- любители, катающиеся на горных лыжах ради удовольствия: для них идеал- это долгое катание (например, многочасовое катание в горах, где длина одного спуска может достигать нескольких километров), не обязательно высокая скорость и минимальные энергозатраты, одна из проблем для них- это быстрая физическая утомляемость. Однако ранее автором нигде не было встречено научной работы, где бы подробно рассматривалась нагрузка (усилие) на различные группы мышц при катании, в частности минимизация этой нагрузки при движении по фиксированной траектории с постоянной средней скоростью, хотя такая информация была бы актуальна для любителей горнолыжного спорта. Таким образом, цель исследования-  построить математическую модель движения на горных лыжах для различных случаев (ровный участок, поворот, спуск и трамплин, это основные типы движений, любое другое движение- их комбинация) и для каждого из них определить стратегию спуска для минимизации нагрузки на мышцы человека при фиксированной траектории его движения.

В данном проекте исследуется работа повышающего преобразователя постоянного напряжения. Принцип работы данного устройства основывается на явлении самоиндукции в катушке. В ходе реализации проекта составлена математическая модель установки, проведен её анализ, а также собраны и проанализированы экспериментальные данные.

Исследуется взаимодействие непараллельных проводников, проводится воспроизведение экспериментов из работы 70х годов и ставится оригинальный эксперимент. Проводится расчет возникающей силы и сопоставление с результатами измерения. Оценивается действие неподвижных элементов цепи и делается вывод о несущественности их вклада. Делается акцент, что возникающая сила вызвана действием одних электронов на другие в пределах одного и того же участка. На лицо кажущийся парадокс, но затем решается при рассмотрении всей цепи в целом и невозможности поддержания незамкнутой системы.    

Работа носит исследовательский характер и посвящена теоретическому вопросу лавиноведения и в большей степени экспериментальному моделированию схода снежной лавины как движение материальной точки по наклонной плоскости и выяснению условия схода лавин. 

     Основное содержание работы - ознакомление с простейшим механическим двигателем-резиномотором, а так же демонстрирование его работы на приере игрушки <>. Была изготовленна сама игрушка и были сделанны исследования в результате которых можно было характеризовать работу резиномотора.

В данной работе рассмотрено интересное явление; взаимодействие вызывающее сцепленное вращение магнитных шариков. Было рассмотрено поле магнитов и проведены эксперименты, позволяющие зафиксировать данные по взаимодействию и его прелюдии, с помощью которых делаются выводы по вращению и явлению в общем.  Приведены теоретические предположения по поводу моментно-импульсной основы явления и других отдельных особенностей на основе природы наблюдаемого. По итогу отдельные факты указали на возможную электромагнитную природу важных особенностей.

Модели для демонстрации физических явлений и эффектов

Введение.

В работе представлены разработанные модели для демонстрации явлений невесомости, линейных и центробежных перегрузок, стробоскопического эффекта и эффекта Доплера.

Рассмотрены особенности технической реализации известных прототипов, проведен сравнительный анализ с разработанными моделями.

Представлены области применения разработанных моделей.

В главе 1 приведено описание модели для демонстрации явления невесомости и линейных перегрузок.

Глава 2 посвящена рассмотрению модели для демонстрации явления центробежных перегрузок.

Результат доработки модели для демонстрации явления центробежных перегрузок с целью возможности демонстрации стробоскопического эффекта приведен в главе 3.

В главе 4 представлен анализ разработки модели для демонстрации эффекта Доплера.

В завершение работы представлен список литературы.

Было проведено создание и исследование бор/углеродных пленок. Исследовано влияние импульсного лазерного отжига (воздействие наносекундных лазерных импульсов) на морфологию, структуру, химическое состав и электрофизические свойства поверхности тонких пленок, состоящих из атомов бора и углерода. Слоистые В-С и композитные тонкопленочные прекурсоры ВС3 (толщиной ~ 110 - 140 нм) создавались методом ИЛО на сапфировых подложках. Были проведены анализ СЭМ и измерения комбинационного рассеяния света для рассмотрения изменения морфологии и структуры пленок.

Работа позволяет ознакомиться с разнообразием современных физических методов исследования в физике.

Освоение метода оптической спектрофотометрии позволяет закрепить знания школьной программы, получить новые знания в области оптики и спектроскопии.

С практической стороны подобрать растворы неорганических и органических веществ для дальнейшего изготовления оптических светофильтров для целей профессиональной астрономии, астрофизики и фотографии.

      Прочитав научные статьи о радуге, точнее о физических явлениях (такие как дисперсия и преломление света), которые мы наблюдаем как радугу и подобрав иллюстрации к тексту, мне удалось выяснить, что радуга появятся в результате отражения света от внутренней границы капли с воздухом и, как следствие отличия в углах отражения волн разной длины, его разложения на спектр цветов (дисперсия). А форма радуги является следствием расположения капель (форма их расположения – окружность), от  которых свет попадает в глаз наблюдателя (цвет радуги, как я уже говорил зависит от дисперсии света). В подтверждение теории я провёл эксперимент, отражающий разложение света на спектр света.

Была выдвинута гипотеза, согласно которой при воздействии магнитного поля на никелевые нано-плёнки средняя толщина плёнок останется неизменной, а шероховатость плёнок уменьшится. В процессе исследования была разработана оригинальная установка получения никелевых наноплёнок на поверхности меди, локализованных в определённой области. Также была экспериментально определена шероховатость поверхности исследуемых наноплёнок с применением современной оптической и зондовой микроскопии. Было доказано, что при плотности тока в процессе электролитического получения плёнок, равной 4,85*10^(-3) А/мм^2, получаем однородные плёнки никеля с низкой шероховатостью. Наконец, было установлено, что плёнки никеля при воздействии на них магнитного поля приобретают меньшую шероховатость, при этом, средняя толщина полученных плёнок не изменяется. Таким образом, подтвердилась поставленная нами гипотеза. 

Целью настоящей работы является исследование фотолюминесценции цветных стекол, хлорофилла в листьях растений и алюмооксидной керамики ВК-94-1.

Основной идеей работы является разработка простого бесконтактного способа измерения температуры мощных электронных приборов (вакуумных генераторных ламп, тиристоров, диодов), в которых присутствует алюмооксидная керамика типа ВК‑94-1, интенсивно люминесцирующая в красной области спектра.

Работа посвящена исследованию свойств поверхностного слоя образцов из HSS стали, азотированных в плазме высокочастотного индукционного разряда и покрытых TiN методом реакционного магнетронного осаждения. Показано, что покрытие обладает лучшими механическими свойствами на азотированных образцах, чем на необработанных. Применение данного метода дуплексной плазменной технологии позволит повысить эксплуатационные свойства режущих свойств HSS инструмента.

Основной целью моего проекта являлось знакомство с коллоидными квантовыми точками (КТ), их основными свойствами, а также с одним из методов диагностики КТ, а именно с томографией коллоидных квантовых точек. В ходе работы были проанализированы различные виды создания образцов и особенности образцов, получаемых при использовании каждой из методик. Были созданы 3 образца, которые в последующем были диагностированы. В работе использовались такие установки, как спектрофотометр и люминесцентный микроскоп. Также были получены томограммы для каждого из образцов. Для обработки данных была создана программа в
ПО Lab View (National Instruments). Была составлена статистика излучаемого диапазона длин волн люминесценции, полученная из диагностики образцов. Были сделаны выводы по проделанной работе, а также по полученным результатам. В работе рассмотрены следующие вопросы:

• Определение квантовых точек и их строение. Основные характеристики.
• Свойства коллоидных квантовых точек.
• Применение квантовых точек. Оптические материалы и лазерные среды, биометки, электрические материалы, использование в энергетике.
• Строение и работа установок. Спектрофотометр и люминесцентный микроскоп.
• Метод характеризации КТ.

Автор в ходе работы разработал и изготовил действующие модели биполярного транзистора, а также, технологию изготовления полупроводниковых приборов на примере диода Шоттки и биполярного транзистора, применяя малогабаритную термовакумную установку напыления, с целью использования данной разработки в учебном процессе. С полученной действующей моделью были проведены исследования, что представлено таблицами и графиками вольтамперных характеристик.
Модель предназначена для наглядной демонстрации устройства и принципов действия биполярных транзисторов , её можно использовать в учебном процессе в учебных заведениях различного уровня, а также в работе технических кружков, повышая качество обучения и доступность изучаемого материала.

В работе изучалось влияние присутствия атомов тугоплавких металлов на поверхности меди на рост конусов на меди при облучении ионами аргоновой плазмы. В результате работы было выявлено, что: а) Увеличение концентрации атомов молибдена в диапазоне (0,1 – 1) ат.% приводит к увеличению: высоты конусов, угла при вершине, глубины и диаметра кольцевого рва вокруг конусов. б) В вершине конусов концентрация атомов молибдена больше, чем на поверхности образца; в) Перенапыление распылённых атомов на склоны соседних конусов ускоряет их рост; г) С ростом дозы облучения плотность конусов на образце увеличивается.

Ключевые слова: твёрдый раствор, Co_cZn_1-cMoO_4, синтез, рамановская спетроскопия.

Эта работа содержит 16 страниц, 11 рисунков и 24 библиографические отсылки.

В этой работе описывается синтез твёрдого раствора  Co_cZn_1-cMoO₄ с разной концентрацией Co (с = 0.10, 0.50, 0.90) и его последующее исследование с целью определить пьезохромные свойства материала с помощью рамановской спектроскопии, а также влияние повышенных температур и давления на структуру данного вещества.

В результате было доказано, что CoMoO₄ и ZnMoO₄ при взаимодействии образуют твёрдый раствор Co_cZn_1-cMoO₄. Было доказано, что температура определяет колебательные свойства вещества и давление приводит к фазовому переходу.

Все эксперементы практической части были выполнены в Институте физики твёрдого тела Латвийского уиверситета.

В данный момент для обработки оптически прозрачных сред активно используется метод лазерно-индуцированной микроплазмы. Использование метода ЛИМП сокращает время обработки до нескольких минут и существенно снижает стоимость производства, что очень перспективно для его использования в прикладных целях. Однако есть множество факторов, препятствующих поддержанию стабильности обработки метода ЛИМП. В данной работе исследовано влияние условий фокусировки при обработке стекла лазерно-индуцированной микроплазмой для f-theta объектива.

Данная исследовательская работа занимается решением проблемы эффективности поиска новых переменных звёзд и астрономических объектов в целом. Исследовательская работа использует новый способ поиска переменных звёзд, который в перспективе будет и дальше использоваться для поиска новых объектов. Способ поиска основывается на продуманной фильтрации объектов из каталога URAT 1, формирования списка кандидатов, а также ручной проверке каждого кандидата. Личный вклад автора заключался в обработке каждого кандидата, оценке его типа, отвечает ли он запросам исследования. По итогам исследовательской работы было обнаружено две переменные звезды: Rybka 1 и Rybka 2, что позволяет считать цель работы выполненной.

Предложено комплексное решение двух актуальных проблем МЧС России: поиск потерявшихся в лесном массиве людей и мониторинг лесных пожаров. Разработан мобильный воздушный комплекс наблюдения на основе привязного аэростата в виде шара, который смонтирован на автомобиле высокой проходимости. Комплекс, поднятый на высоту 50 – 100 м, подаёт звуковые сигналы, имеет проблесковый маяк, лазерный указатель и бортовой усилитель сигнала сотовой связи (репитер).

Одной из задач, стоящих перед человечеством в XXI веке, является покорение Марса. Освоение планеты в будущем будет невозможно без создания устойчивой коммуникационной системы связи между Землей и Марсом. Очевидно, что данная система должна быть очень надежной. Существующие односпутниковые модели, Mars Odyssey или Mars Reconnaissance Orbiter дают большую задержку во времени. Марсоход, чтобы передать данные, ждет, когда спутник будет доступен для связи, при этом могут пройти часы или сутки.

Поэтому целью работы является построение новой модели четырехспутниковой бесперебойной космической системы связи Марса с Землей для будущих поселений Марса.

Основные задачи:

1. Расчет основных характеристик орбиты стационарного искусственного спутника Марса и его зоны покрытия.
2. Разработка новой модели четырехспутниковой бесперебойной космической системы связи.
3. Определение необходимой ориентации антенн стационарных спутников.
4. Определение положения Межпланетной станции связи, ее зон покрытия и времени распространения сигнала.
5. Определение основных свойств сеансов связи с Землей.
6. Расчет мощности и площади солнечных батарей станции связи.

Основные методы решения задач:

1) методы классической механики;

2) алгебраические методы редукции.

Модель визуально представлена с помощью 3 D вентилятора.

Актуальность исследований озонового слоя обусловлена его определяющим влиянием на уровень ультрафиолетового излучения вблизи поверхности Земли. В проекте разработана концепция многоразового беспилотного стратостата, способного маневрировать между заданными высотами, обеспечивать себя несущим газом и энергией, выполнять поставленные задачи и по завершении осуществить контролируемую посадку. Обоснована целесообразность сцепки высокотехнологичной подвесной части стратостата и несущего воздушного шара посредством электромагнитного стыковочного узла.  Написана программа ARDUINO автоматического поиска и спасения полезной нагрузки в случае нештатной ситуации.

Цель работы: модернизировать авторскую конструкцию стратостата под многофункциональный винтомоторный беспилотный аппарат с внешним источником движения в разреженных слоях атмосферы. Методы исследования: изучены актуальные материалы по теме, проведены эксперименты, дана оценка существующим аналогам. Новизна устройства: предложенная комбинация традиционных решений и цифровых технологий дает возможность контактным способом в реальном времени отслеживать состояние озонового слоя Земли, где плотность среды недостаточна для автономной работы винтомоторной техники, но использование таковой позволяет осуществить целенаправленную посадку электронной «начинки» для многоразового использования.

Вывод: целесообразно применение комбинированной конструкции.

В ходе работы спроектирована и сконструирована аэродинамическая труба, проведены эксперименты. 

Для более точного прогноза погоды нужно либо увеличивать число метеостанций (расширять их сеть – что дорого), либо повышать качество и количество получаемых данных. Поскольку типичные величины (температура приземного слоя воздуха, скорость и направление ветра, баллы облачности и т.д.) вряд ли можно измерить точнее, то нужно измерять другие параметры атмосферы.

Наиболее ценными представляются данные о температуре воздуха на разных высотах, которые можно неп�осредственно включать в модель атмосферы. В настоящий момент эти данные рассчитываются косвенным образом, что снижает качество расчетов. При этом, для тепловизионных измерений требуется недорогой (≈70 тыс.руб.) тепловизор, с которым легко справится любой метеоролог. Это совсем небольшая плата за существенную модернизацию возможностей метеостанции. Данное наше предложение хорошо вписывается в стратегию Правительства РФ технического перевооружения сети метеостанций России, насчитывающей на сегодня 1700 станций.

С целью получения дополнительных данных для более точного прогноза погоды мы предложили определять температуру облаков дистанционно с помощью тепловизора. Мы провели серию экспериментов, в которой установили что можно определять температуру облаков разных ярусов с помощью диагностического тепловизора с точностью ±2ºС, если толщина облака превосходит 100 м.

Для более тонких облаков их термограмма показывает не истинную температуру – а кажущуюся, зависящую от толщины облака. Т.е. термограмма тонких облаков отображает профиль их толщины. Последнее может быть ценным не только в прогнозе погоды, но и в военной и гражданской авиации.

Выводы: таким образом мы экспериментально установили, что с помощью недорогого инженерного тепловизора можно определять температуру облаков разных ярусов при условии, что толщина облаков превышает 100 м. Для более тонких участков облаков определить профиль их толщины.

Известно, что вокруг нашей планеты летает крупный искусственный спутник — МКС. Это не просто спутник, это целый научно-обитаемый комплекс, позволяющий ответить на многие вопросы.

Как показал многолетний опыт полета МКС, с течением времени происходит ее снижение, причем в определенные периоды снижение происходит довольно резко. Для восстановления необходимой высоты полета используются двигатели.

Причина снижения МКС могут быть cамыми разными. На наш взгляд может повлиять плотность атмосферы. 

Цель научной работы: поиск причин понижения орбиты МКС по отношению к Земле.

Исходя из данной цели, были поставлены следующие задачи:

- изучить научную литературу и информацию глобальной сети Internet;

- изучить графики высоты орбиты МКС;

- изучить солнечную активность в годах исследования;

- определить влияние солнечной активности на орбиту МКС.

Объект исследования: изменение высоты полета МКС

Предмет исследования: активность Солнца, как одна из причин влияющих на плотность атмосферы

Гипотеза: если активность Солнца влияет на плотность атмосферы, то это может объяснить резкое снижение МКС.

Работа посвящена истории создания телескопов, их видов и принципе действия. Дано подробное представление об устройстве и работе проекта Hubble за 30 лет в космосе, представлены его возможные приемники. Астрономия и телескопы помогают нам лучше понять место человечества во Вселенной и вообще устройство мира. Такие проекты как Hubble и его последователи будут очень важны в будущем: для выживания человечеству понадобится добывать энергию из Солнца и ископаемые из астероидов, расселяться по другим планетам и, возможно, общаться с инопланетными цивилизациями. А для тех кто хочет получить начальные знания по наблюдению за небом, я предлагаю попытаться собрать свой телескоп в домашних условиях.

Анотация

Целью исследования было определение влияния температуры Вселенной на черные дыры по мере старения Вселенной. Для выполнения поставленной цели был выполнен анализ истории возникновения концепции черных дыр, а также предпосылки и анализ развития термодинамики черных дыр. Выполнен анализ интернет-источников о последних исследований физических свойств черных дыр с помощью Телескопу Event Horizon (EHT). Проанализированы научные исследования до 2020 года отечественных и зарубежных ученых в области термодинамики черных дыр.

В научно-исследовательской работе проведены исследования зависимости радиуса Шварцшильда от массы черной дыры, которые позволили сделать вывод, что энтропия черных дыр, а, следовательно, и площадь растут.

Выполненные исследования зависимости массы черной дыры от температуры самой черной дыры и температуры испарения, а также излучения, показали, что температура ее растет с уменьшением массы, а излучение приводит к уменьшению массы, что способствует повышению температуры. Чем меньше черная дыра, тем меньшее расстояние придется пройти частицам, и, следовательно, тем больше скорость излучения и температура самой дыры.

Выполненные исследования зависимости массы черной дыры от времени, которое требуется для достижения теплового равновесия со Вселенной. По выполненным расчетам построено графическую зависимость, которая показывает, что масса черной дыры увеличивается в течение времени. Это связано с тем, что большинство черных дыр поглощает больше энергии, чем они излучают.

Для анализа термодинамики черных дыр в работе были систематизированы данные о физических свойствах черных дыр звездной массы, средней массы и супер массивных, исследованы большое количество черных дыр различной массы и размеров и выполнены расчеты времени, которое требуется этим черным дырам для того, чтобы достичь теплового равновесия с температурой Вселенной. По выполненным расчетам построено графические зависимости отдельно для каждой группы черных дыр. Для описания графических зависимостей получены аналитические уравнения, по которым можно выполнить прогноз изменения массы черной дыры за большой промежуток времени для определения равновесия температуры черной дыры с температурой Вселенной.

Ключевые слова: черные дыры, термодинамика, масса, температура, радиус Шварцшильда, испарения, излучения, энтропия, Вселенная.

Мой проект заключается в изучении процесса планирования бумажного самолетика это поможет понять и сформулировать основные, фундаментальные требования к планированию первой ступени ракеты-носителя. В этом проекте я составил несколько задач:

1. Изучить основные законы физики, влияющие на полёт самолётика

2. Выявление конструкции самолёта, достигающего максимальной дальности

3. Выявление конструкции самолёта, планирующего с наименьшей скоростью

4. Изучение дальности планирования в зависимости от массы

Я нашёл в интернете 11 моделей самолётиков и сконструировал их. Также для обеспечения постоянной силы запуска была сконструирована специальная катапульта. Среди этих самолётов были выявлены модели по трём критериям:

1. Самолёт летающий с меньшей скоростью, для посадки с наименьшими повреждениями.

2. Самолёт летающий дальше всех, для того чтобы знать на какое расстояние планер может пролететь без использования топлива.

3. Самый «средний» самолёт, самолёт, чьи значения дальности и скорости будут максимально приближены к средним значениям. 

Создание двигателей Холла сверхмалой мощности с высокой эффективностью является сложной задачей из-за физических ограничений миниатюризации магнитной цепи. Но XPT20 использует обычный 20-миллиметровый миниатюрный кольцевой магнит, который достаточно дешев. В двигателе XPT20 не используются встроенные катоды, в сумме создавая одну двигательную группу (двигатели используются попарно). Такая установка повысит эффективность и снизит массу потока топлива.

В этом документе будет дан обзор электрического двигателя и его физика. Будут показаны прототипы внешних ускорителей и их плата управления WiFi.

Двигатель XPT20 является самым дешевым двигателем для наноспутников. Его можно использовать для полного изменения ориентации или орбиты. Следовательно, с большим запасом топлива его можно использовать в гораздо более длительных миссиях, таких как исследование Солнечной системы.

В работе описывается разработка стенда для измерения тягового усилия газо-жидкостного реактивного двигателя. Рассматривается применение такого двигателя на морском судне.

Основной источник информации о небесных телах - их спектры. Мы сделали примитивный спектрограф, получили спетр излучения Солнца, а также исследовали спектр, снятый на космический аппарат SOHO. По спектральным линиям доказали присутствие на Солнце элементов до железа, вычислили количество избранных элементов, температуры хромосферы и фотосферы Солнца.

В данном проекте представлен анализ технологии селективного лазерного плавления с её особенностями, применением и развитием на европейском и российском производстве. Представлен обзор оборудования и материала, которые были использованы в проекте по созданию детали из порошка твёрдого сплава с помощью этой технологии, их характеристики и применение. Были изготовлены четыре образца сплава ВТ6 на основе различных режимов для селективного лазерного плавления, исследованы их структуры и  механические свойства.  

.

«Наблюдение и изучение кометы C/2020 F3 (NEOWISE)».

Автор: Светличный Егор Димитриевич – учащийся 10 «А» класса МОУ СШ № 105 Ворошиловского района Волгограда

В ходе работы над исследованием нами проведено визуальное и фотографическое наблюдение кометы на местности и в поле зрения космической обсерватории SOHO; произведена оценка скорости движения кометы и её ускорения при движении на SOHO. Из сравнения найденных значений скоростей кометы на SOHO и скоростей из официальных источников вычислена погрешность измерения скорости движения кометы по фотографиям SOHO.

По результатам проведённой работы, на основе систематизации данных о комете и собственных результатов исследований, составлены практические задания для занятий по астрономии и физике.

Ключевые слова: комета NEOWISE, SOHO, эклиптика, скорость, ускорение.

В работе проведён анализ движения трёх обнаруженных комет, оценены скорости их движения, перемещения комет и расстояния, на которые кометы смогли приблизиться к Солнцу. Описаны наблюдаемые траектории движения комет, проанализирован процесс фрагментации одной из комет, представлена методика поиска и определения отдельных физических параметров комет. Разработана памятка по наблюдению комет на SOHO.

В работе проведен анализ игрового пространства и космических миссий в компьютерном симуляторе Kerbal Space Program с точки зрения учёта разработчиками законов небесной механики и опыта, накопленного при осуществлении реальных космических миссий.

Данная работа представляет создание проекта жилого комплекса лунной базы.  Была исследована  возможность заселения Луны людьми и организация на её поверхности лунной колонии будущего на 10 000 человек.  Устройство данной лунной базы такого, что оно полностью будет удовлетворять все потребности лунного населения. В работе предложен и разработан проект жилищного комплекса "Танхаус "Соты", который на мой взгляд, будет самым приемлемым видом жилища на Луне.

Разработка и создание универсального спектроскопа пригодного для наблюдений как слабых, так и ярких объектов. Проверка правильности работы прибора и вычисление его основных спектральных характеристик.

Целью работы является разработка цифровой системы для сбора и обработки информации с беспилотных летательных аппаратов при их стендовых испытаниях.

В процессе работы был проведен анализ в области современных мировых и отечественных разработок БПЛА. Выяснено, что в России данная тема прогрессивно развивается, и активно создаются новые многофункциональные модели ЛА.

Кроме того, были изучены основные аспекты самолетостроения, а также принципы функционирования компонентов. Стенд состоит из аэродинамической трубы, создающей набегающий поток на БПЛА (закреплен на подвесе), в который монтируется блок микромеханических гироскопов и акселерометров. На табло с помощью цифровых индикаторов выводится основная пилотажно-навигационная информация: ускорения БПЛА в трех направлениях, угловая скорость БПЛА относительно трех осей, а также углы: рыскание, тангаж и крен. Помимо этого выводится значение температуры окружающей среды.

В процессе исследования был сделан вывод, что дроны находят применение во многих сферах и активно создаются в современном мире, но требуют испытаний для определения характеристик. Это затрудняет производство новых аппаратов, так как натурное тестирование может служить причиной крушения летательного аппарата.

Таким образом, макет позволяет анализировать поведение БПЛА в лабораторных условиях и визуализировать параметры его движения на табло с индикаторами. Он найдет широкое применение при различных испытаниях БПЛА.

Климатические особенности какой либо местности – микроклимат могут играть решающую роль в выборе места для строительства или проведении астрономических наблюдений или же просто туристической ночёвки. Обычно для того чтобы исследовать микроклимат, необходимо большой массив данных для этого места. Чтобы упростить этот прогноз можно провести некоторые полевые исследования окружающей местности, которые будут влиять на микроклимат. Я предположил, что горные породы в разной степени могут сохранять тепло и тем самым влиять  на микроклимат. Кроме того если знать свойство горных пород накапливать и аккумулировать тепло, то можно создать более качественные строительные материалы.

Работа носит теоретически-экспериментальный характер. Автор сначала исследует свойства аэродинамики посредством различных источников, таких как журналы, книги, интернет. По окончании работы, автор  создал аэродинамическую трубу и проверил изученные свойства.

Основное содержание работы – проведение спектрального анализа исследуемого метеорного тела по спектру метеора для определения его химического состава, что даёт нам возможность определить влияние исследуемого объекта на атмосферу нашей планеты.

Полученный нами эмиссионный спектр метеора был проанализирован путём сравнения данного спектра со спектрами различных химических элементов, а также с помощью программы RSpec. Полученные самостоятельные результаты были сопоставлены результатам программы RSpec. В конечном итоге был определён химический состав метеорного тела по его спектру, выявлено его влияние на атмосферу Земли.

Проведена следующая работа: достигнуто умение отличать метеор от других явлений и объектов; изучены методы проведения спектрального анализа; проведён спектральный анализ с использованием готовых ресурсов; проведена обработка результатов анализа, а также сравнение полученных результатов с результатами программы RSpec; определён химический состав метеорного тела.

Проект посвящён изучению работ польского астронома XVII в. Яна Гевелия и созданию 3D карты звёздного неба на основе данных, полученных в ходе анализа.

Цель данной исследовательской работы: определить, каким образом на асфальтированной дороге появляются ямы и какими профилактическими методами возможно предотвращение их появления.

Задачи:

1.Выяснить, что такое асфальт;

2.Узнать, о строительстве дорог;

3.Установить причины, которые влияют на разрушение дорог;

4.Предложить меры защиты дорожного полотна.

Актуальность исследовательской работы обусловлена тем, что в 2015 году на «нулевом километре» на Красной площади был дан официальный старт новому проекту Общероссийского народного фронта под названием «Оценим качество дорог».

 «Асфальт - это черная смолистая масса, употребляемая для заливки покрытия дорог, улиц, тротуаров» . На сайте «Википедия» говорится, что термин асфальт возник от греческого слова, переводящегося, как «горная смола» .

Используемый в асфальтовых смесях для дорожного покрытия битум придает упругость дорожному полотну, а его способность растекаться позволяет равномерно распределиться готовой смеси, покрывая неровности дороги. Таким образом, искусственный асфальт – это подходящий идеальным образом материал для покрытия дорог .

Для высоко загруженных трасс используют высокопрочный асфальт, который наполняют крупным щебнем. А вот для асфальта, который используется для пешеходных дорожек, почти нет щебня. Готовый асфальт доставляется на место проведения дорожных работ. При этом необходимо подчеркнуть, что асфальт не должен остыть, иначе его уже невозможно будет положить ровным слоем и уплотнить.

Из-за перепадов температур асфальт трескается, а любая яма начинается с небольшой трещинки. Вода, попадая в трещину, замерзает и с огромной силой давит на дорожное покрытие, разрушая его. При этом необходимо подчеркнуть, что дожди, талая вода, попадая в трещины, размывают подушку, на которой лежит асфальт. От этого образуются пустоты, дорожному покрытию не на что опереться, и оно проваливается под весом автомобилей.

Помимо климата дороги разрушаются из-за машин, особенно грузовых. Вес такого транспорта может достигать до 30 тонн. Дорожное покрытие не может выдержать нагрузки и начинает трескаться. По этой причине грузовому автотранспорту запрещен въезд в город, так как дороги в городах не рассчитаны на большие нагрузки .

На первоначальном этапе по предотвращению образования ям и трещин на дороге возможно поможет использование водоотталкивающих покрытий и обработка дорог гидрофобными жидкостями. При проведении исследований в рамках данной работы было изучено влияние водоотталкивающих покрытий на примере хозяйственного лака, используемого для защиты покрытий от внешнего негативного воздействия.

В ходе экспериментов выяснилось, что бензин является одним из самых сильных растворителей дорожного полотна, растворяя битумную составляющую, разрушая дорогу до составляющих компонентов, причем процесс разрушения начинается практически мгновенно и продолжается от 10-30 минут в зависимости от вида дорожного полотна. После покрытия лаком влияние бензина заметно снизилось и практически не оказывало разрушающего воздействия.

Моторное масло так же являлось хорошим растворителем для дорожного полотна вероятно также растворяя битумную составляющую, однако, как и в предыдущем случае, покрытие образца хозяйственным лаком полностью защищает его от негативного воздействия.

Итоги исследования: в ходе экспериментов была выявлена хорошая адгезия асфальтобетона и хозяйственного лака, что является положительным моментом для возможности использования лака в качестве защитного покрытия;

Это свидетельствуют о том, что для эффективной защиты дорожного полотна может быть использовано водоотталкивающее покрытие, нанесенное на участок дороги, который необходимо защитить.

       В каком бы современном доме не жили, вы никогда не можете быть застрахованы от протечки воды в водопроводных и канализационных трубах. Чаще всего, проблемы такого рода, возникают в ваннах закрытого типа, туалетных комнатах, кухнях. Что приводит к неожиданным денежным затратам.

            Но дело даже в деньгах. Таким образом, наносится ущерб, не только себе, но и природе. Сколько ведёр, бочек, тонн воды будет потеряно безвозвратно. А ведь вода - это наше бесценное богатство.

          А ржавые трубы? Хорошо если их утилизируют после ремонта, а если выкинут на свалку. Сколько живописных мест будет уничтожено!

           Дышать парами проявившейся плесени или мерзнуть в отсыревших стенах тоже вредит здоровью.

         Возникла идея сделать простую и надежную сигнализацию для оповещения протечки воды.

В работе проводится исследование кинематического движения раскрученного винта в зависимости от параметров винта, таких как длина, ширина, угол атаки и начальная частота вращения. На основе исследования были определены оптимальные параметры для достижения наибольшей высоты подъема и наибольшего КПД.

В данной работе изучается проблема выбора школьной формы для учащихся. По мнению психологов и педагогов, одежда для школы организует, повышает дисциплину, способствует уменьшению социальных различий, развивает у детей опрятность

Гигиенические свойства школьной формы весьма важны для теплового комфорта и самочувствия ребенка. Требования к составу ткани, из которой она сшита, более жесткие, потому, что ребенок носит эту школьную одежду значительное время суток. Необходимо обращать внимание на покрой одежды, т.к. неправильно сшитая одежда может принести вред. На основании исследований некачественной школьной формы, существуют статистические данные, свидетельствующие о том, что большое количество школьников  приобретают  предрасположенность к простудным и аллергическим заболеваниям. У детей, которые носят синтетическую школьную форму, значительно снижен уровень природного иммунитета, что способствуют ряду факторов нездоровья ребенка. Эта проблема явилась темой данной исследовательской работы.

Основные задачи работы:

  - изучить  гигиенические требования, которые  предъявляются к одежде для детей и материалам, контактирующим с кожей человека.

- изучить  виды тканей,  применяемые для пошива школьной формы и их свойства

- исследовать образцы тканей на теплопроводность и гигроскопичность,

- оценить соответствие тканей школьной формы требованиям безопасности,

- исходя из результатов опытов, сформулировать рекомендации родителям и учащимся по выбору одежды для школьных занятий

Одной из актуальных задач в этой области видится баллистическое проектирование космических аппаратов с двигателями малой тяги при перелётах в системе Земля-Луна. Одной из проблем ряда существующих методов оптимизации является подбор начального приближения, который обычно осуществляется из экспертной оценки.

Целью данной работы является создание алгоритма и выработка рекомендаций по поводу подбора начального приближения для граничных условий в задачах перелёта космического аппарата в системе Земля-Луна.

В работе были выполнены следующие задачи:

1. Выполнен обзор существующих методов оптимизации, применяемых в решении задач перелётов космического аппарата.
2. Проведено моделирование движения космического аппарата с двигателями малой тяги в системе Земля-Луна.
3. Определена совокупность начальных данных, требующих подбора начального приближения.
4. Выработаны рекомендации по подбору начального приближения для граничных условий в задаче перелётов космического аппарата с двигателями малой тяги в системе Земля-Луна.

Изучение методов построения тени черной дыры

В течение 5 летних сезонов с 2010 по 2016 год исследовалось влияние солнечной активности на полное количество и энергию молниевых разрядов на средних широтах в Европе. Обнаружено, что для 4 из 5 лет наблюдается отрицательная корреляция для сглаженных значений числа и энергии грозовых разрядов и солнечной активности, выраженной через числа Вольфа

Работа посвящена расчету количества Не3 на Луне, проведены расчеты по вероятному наибольшему скоплению элемента на разных территориях спутника, проведены расчеты рентабельности  добычи элемента на Луне и использование его в качестве альтернативного топлива на Земле.

Структура работы Елохина Ильи представлена традиционными для такого вида работы разделами: введение, теоретическая часть, практическая часть и заключение. Изложение материала характеризуется последовательностью и логичностью.

Актуальность работы. Одной из главных проблем человечества в XXI веке является высокий темп роста населения Земли. Интенсивный рост населения Земли неразрывно связан с увеличением производства товаров народного потребления и масштабов сельского хозяйства. Последнее в свою очередь неминуемо связано с резким увеличением энергопотребления. Очевидно, человечеству необходим мощный источник энергии. Ситуация будет усугубляться ограниченностью и исчерпаемостью основных природных видов топлива: нефти, природного газа и каменного угля.

Именно скорая исчерпаемость основных энергетических ресурсов подталкивает ученых к поиску новых, альтернативных источников энергии. Причем они должны быть экологически чистыми. Еще в XX столетии выдвинута идея использования изотопа гелия (3He) для выработки термоядерной энергии в реакции взаимодействия с дейтерием. Главным преимуществом данной реакции – выход большого количества энергии и ее экологически чистый синтез. Земные запасы 3He скудны и ограничены. Для термоядерной энергетики будущего этих запасов недостаточно. Исследования поверхности Луны, указали на большие запасы 3He в лунном реголите. В XXI столетии появится принципиальная возможность переработки термоядерного топлива, что подталкивает к более детальному анализу общих запасов 3He в лунной коре и их распределению здесь. В связи со сказанным главной целью настоящей работы является количественный анализ полной массы гелия-3 лунной коры. Оценка рентабельности его добычи на луне человеком.

В ходе работы над проектом Елохин Илья проявил себя как дисциплинированный, ответственный, добросовестный ученик, творчески подходящий к изучаемой проблеме.

Данная работа представляет интерес для практической деятельности.

В исследовательской работе проведена практическая разработка сборки парашютной системы спасения ракет-носителей, отличающаяся тем, что основным ее преимуществом  является точность и скорость срабатывания основного механизма. По результатам проведенных исследований предложен процесс разработки определения основных параметров парашютной системы: принципиальной структуры ее и размеров, входящего в нее парашюта, потери времени и высоты при наполнении купола и торможении. В задачу проектирования системы спасения полезной нагрузки для данного груза входит определение оптимальной структуры системы, нахождение размеров и других параметров, входящих в нее парашютов и агрегатов, расчет нагрузки на элементы системы, обеспечивающий выбор соответствующих конструкционных материалов, подсчет объема и веса уложенной системы.

Основное содержание работы – разработать систему спасения ракет-носителей  с высокой точностью и скоростью срабатывания, что позволит доставлять  полезную нагрузку в целости на землю.

Технология создания многокупольной парашютной системы спасения позволит улучшить такой показатель, как скорость срабатывания и уменьшить себестоимость продукта.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) призваны решить множество задач. С помощью БПЛА проводят аэромониторинг местности, создают топографические карты, создают ортофотоплан и 3D-модель рельефа, контролируют сельскохозяйственные процессы, осуществляют доставку небольших грузов, обеспечивают связь на удаленных расстояниях.

БПЛА активно используютподразделения полиции и МЧС в поисково-спасательных работах, например, для поиска пропавших людей в труднопроходимых местах, для выявления очагов лесных пожаров или наблюдения за паводком с целью оказания своевременной помощи пострадавшим.

Использование БПЛА менее затратно, чем использование вертолётов или мотодельтапланов МЧС, и полностью безопасно для человека. БПЛАможет заменить поисковый отряд. Надёжность при дальних полётах, умение обходить препятствия в виде ЛЭП или крон деревьев, хорошая защита от влаги, работа в условиях порывистого ветра и в широком диапазоне температура также наличие подсветки, качественнойкамеры, тепловизора и ПНВ (прибора ночного видения) – характеристики, которыми должны обладать БПЛА, что подтверждает их крайнюю необходимость для работы поисково-спасательных отрядах.

Разработки БПЛА для поисково-спасательных целей требуют продуманных конструкторских решений, идей по расширению возможностей и реализации характеристик автономности, поэтому актуально создавать надежных помощников подразделениям полиции и МЧС.

Актуальность работы заключается в создании БПЛА с аэродинамическим корпусом, с аэродинамическим корпусом, защищенным от разгерметизации и внешних воздействий.

Цель работы - конструкторская разработка и создание поисково-спасательного беспилотного летательного аппарата, способного конкурировать с другими моделями.

В проекте решались задачи: собрать модель БПЛА, разработать конструктивы в для защиты БПЛА от внешних факторов, провести анализ аэродинамических свойств, подготовить базовую техническую документацию, разработать защиту курсовой камеры от ударов и защиту корпуса от разгерметизации, исследовать эксплуатационные характеристики, испытать полетные качества и оценить возможности видеосъемки камерой, разместить материалы работы над проектом в интерактивной среде Интернет.

Методы и приемы: анализ аэродинамических свойств корпуса проведен в программе Flow Design. Для защиты корпуса БПЛА от разгерметизации использовались силиконовые прокладки, полученные заливкой силикона в специально разработанную форму, изготовленную на CAM-станке Roland с ЧПУ. Все детали БПЛА смоделированы в САПР Autodesk Inventor. Создан комплект конструкторской документации, анимация сборки. К 3D-печати были созданы g-code файлов деталей, которые впоследствии напечатаны по FDM технологии с помощью 3D принтера. Для прошивки контроллера аппарата использовалась программа OpenPilot GCS, проводилась настройка БПЛА и изучалось влияние параметров прошивки на полетные качества устройства. При испытаниях БПЛА на местности велась видеосъемка курсовой камерой FPV, сигналы которой принимал шлем FPV. На всех этапах работы проводились исследования эксплуатационных характеристик, проверялось качество съемка исправлялись ошибки, улучшались полетные свойства. После всех изменений и доработок БПЛА стал стабильнее в полете, повысилась устойчивость к внешним воздействиям. Проведен сравнительный анализ созданного в проекте БПЛА с аналогами. 

В результате собран функциональный БПЛА с видеокамерой и аэродинамическим корпусом. С помощью разработанных силиконовых прокладок создана защита от разгерметизации корпуса БПЛА и продумана ремонтопригодность. Материалы проекта размещены на интерактивном ресурсе в среде Интернет, получены отзывы и рекомендации подписчиков.

В перспективе будет добавлен автопилот полета БПЛА по заданным точкам, установлена телеметрия GPS и барометр, заменены комплектующие с улучшенными техническими характеристиками.

Выводы Таким образом, создан поисково-спасательный БПЛА, способный конкурировать с действующими аналогами.

Результаты работы наглядно демонстрируют методику автоматизиро-ванного моделирования и проектирования перспективных конструкций БПЛА и особенности их изготовления с использованием станков с ЧПУ и 3D-принтеров в условиях современного цифрового инструментального производства.

            Роботизированный комплекс для доставки медикаментов в отдаленные населенные пункты - РКДМ1 решает задачу своевременного снабжения маломобильного сельского населения.                

            В проекте высказано предположение, что можно создать роботизированный комплекс для доставки медикаментов в отдаленные населенные пункты не прибегая к сложным, дорогостоящим или импортным технологиям.

Гипотеза: С помощью доступных компонентов и технологий возможно создать роботизированный комплекс для доставки медикаментов в отдаленные населенные пункты.

Цель проекта: создать роботизированный комплекс для доставки медикаментов в отдаленные населенные пункты.

Для достижения цели поставлены задачи:

1. Изучить принципы работы существующих прототипов.
2. Изучить литературу по данной тематике.
3. Создать робота с уникальной системой загрузки медикаментов и отладить его работу.
4. Собрать и запрограммировать полностью автономный гексакоптер.
5. Усовершенствовать уже созданное устройство автоматической замены аккумулятора
6. Объединить все компоненты в единый комплекс и написать универсальные программы для совместной работы составляющих.

Роботизированный комплекс, сделанный мной из доступных комплектующих создан и проверен на работоспособность. Его эффективность и окупаемость полностью оправдывают временные и материальные затраты. Я планирую развивать свой комплекс путем испытаний в реальных условиях, а так же создания герметичного единого корпуса для защиты устройства от пыли и осадков.

Своевременная диагностика и мониторинг заболеваний занимает важное место в современной медицине. Целью проекта является создание мобильного устройства для контроля основных медицинских показателей человека: сердечные ритмы, температура тела, режима приёма лекарств: возможность удаленно загружать график приема лекарств и контроля его исполнения, оснащенного кнопкой экстренного вызова, а так же состояния окружающей среды: температура и влажность воздуха, атмосферное давление; управление прибором осуществляется через телефон по СМС-сообщениям.
В результате проделанной работы было создано готовое и рабочее устройство, имеющее небольшую массу, компактные размеры и возможность контролировать основные медицинские показатели человека, окружающей среды посредством выбранных датчиков (модулей) и управлением через телефон по СМС-сообщениям.
Практическая значимость разработки данного бюджетного портативного устройства заключается в реальной перспективности носимых устройств, так как подобные портативные приборы всегда актуальны.

На данный момент мониторинг и контроль подводно-устьевых систем добычи нефти производится с помощью датчиков и специального корабля, на борту которого находится подводный аппарат, спускаемый в воду для осмотра скважины. Мониторинг становится затруднен, если поверхность воды покрыта льдом или погодные условия не позволяют работать технике в открытом море. Данные проблемы можно решить созданием автономного аппарата, который будет находиться под водой и осуществлять контроль скважин постоянно, вне зависимости от погодных условий.

Предлагаем разработку и создание рабочего экземпляра малого необитаемого подводного аппарата для работ на глубине до 100 метров, способного работать в условиях подводно-устьевых систем добычи нефти и газа

Проектная работа на тему «Пропускная система контроля санитарно-гигиенических норм» «Гендальф» является инженерным проектом по созданию автоматизированной системы детектирования человеческого лица в маске или же без нее в условиях пандемии.

Система автоматической сцепки призвана облегчить и обезопасить труд машиниста локомотива, а так же обеспечить сохранность вагонного парка и исключить травмирования работников и пассажиров находящихся при манёврах в вагонах.

Контроль качества воздуха – один из основных компонентов
мониторинга окружающей среды. Цель такого наблюдения – сбор данных о концентрации
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и применение полученных знаний для
предупреждения опасных или вредных воздействий на человека и окружающую
среду. Регулярный контроль качества атмосферного воздуха позволяет понять и оценить
происходящие в нем, под влиянием деятельности человека, изменения

На создание данного проекта нас с подвигло то, что наша школа достаточно маленькая, из-за чего возникает проблема недостатка кабинетов, поэтому в нашей школе за учителями не закреплены кабинеты, что приводит к тому, что учителям приходиться постоянно передвигаться по школе между кабинетами.

Так же наши учителя со своими воспитанниками активно участвуют в различных конкурсах и мерприятиях, из-за всего этого возникают частые изменения в расписании и иногда даже не афишируемые. Особенно остро проблема стоит с учениками 5 класса, которые после начальной школы, где у них все уроки проходят в одном кабинете, переходят в среднее звено. В среднем звене у обучающихся появляются новые учителя и приходиться постоянно курсировать между кабинетами. Но и у учеников старшего звена тоже есть проблемы с расписанием, ведь возникает надобность в кабинетах для проведения дополнительных занятий и подготовки к олимпиадам и экзаменам или просто нужно найти учителя чтобы сдать тетрадь. Кроме этого, мы думаем, что наш проект поможет и родителям которые пришли в школу и пытаются найти нужного им учителя.

Предметом исследования является устройство управляемой машины для соревнований в гонках Roborace.

Задачами научно-исследовательской работы являются изготовление управляемой гоночной машинки и нахождение оптимальных режимов ее работы.

Цель работы – это принять участие в соревнованиях Roborace с собственным автомобилем.

Вся конструкция расположена на платформе, сделанной из деревянной фанеры. На платформе расположен манипулятор, трек(гусеница или лента), микроконтроллер Arduino Uno, мотор, датчик цвета, два ящика, в которые манипулятор будет складывать кубики,  и аккумулятор, используемый для питания электродвигателя, приводящего ленту в движение.

Манипулятор состоит из исполнительного механизма и рабочего органа. Исполнительный механизм манипулятора, представляет собой открытую кинематическую цепь, звенья которой последовательно соединены между собой сочленениями различного типа. На конце манипулятора (на его «запястье») располагается рабочий орган — устройство, предназначенное для выполнения специального задания. В качестве рабочего органа выступать захватное устройство. Разновидностью захватного устройства является схват — устройство, в котором захватывание и удержание объекта производятся посредством относительного перемещения частей данного устройства. Схват по своей конструкции напоминает кисть человеческой руки: захват объекта осуществляется с помощью механических «клещей». Исполнительный механизм также как и рабочий орган приводятся в движение с помощью сервоприводов типа MG996R. Основным источником питания платы Arduino Uno является компьютер. Манипулятор имеет 3 оси вращения . Манипулятор управляется с помощью электронной схемы на базе микроконтроллера Arduino. Для неё написана программа, которая управляет самим манипулятором и электродвигателем, приводящем ленту(гусеницу) в движение. Для приведения звеньев манипулятора и устройства схвата в движение используется 3 серводвигателя. Написана программа на базе контролёра Arduino UNO, с помощью которой можно задать сервомотору определенное положение, в которое он перейдет. Лента будет перемещать грузы разного цвета через равные промежутки времени, манипулятор же будет захватывать эти грузы и определять их цвет с помощью датчика цвета TCS230, который состоит из фотодиодов из четырёх цветов. К манипулятору подносится образец одного из двух цветов — красного и синего. Образец освещается светодиодами на плате вокруг датчика. Датчик имеет преобразователь тока в частоту, он преобразует показания фотодиодов в квадратную волну с частотой, пропорциональной интенсивности света выбранного цвета. Определив цвет груза, манипулятор сортирует грузы в зависимости от их цвета в разные ящики, причём грузы сортируются последовательно, каждый в отдельную ячейку. В зависимости от цвета сервопривод будет принимать разные положения. Например, если грузик синего цвета, то сервопривод повернёт манипулятор на 100 градусов и поместит в находящийся там ящик, если красный цвет, то на 50 градусов и поместит уже в другой ящик. 

Трек состоит из пластиковой гусеницы размером 4.5см * 78.5 см (около 100 суставов) и двух пластиковых колес диаметром 3 см. Одно из колес будет закреплено к мотору, который будет вращать колесо, за счёт чего лента будет приведена в движение. Для него написана программа, которая через драйвер двигателя управляет включением и отключением мотора и его скоростью. Мотор будет питаться от аккумулятора напряжением 12 вольт.

На базе микроконтроллера Ардуино создана система, обеспечивающая автоматический полив, проветривание и освещение растений УФ светом.  Пользователь при желании может дополнительно управлять исполнительными устройствами, установленными в теплице и запрашивать различные параметра климата, обратясь к голосовому ассистенту Маруся с определенной просьбой.

Создание мобильного робота, который будет способен на выполнение разных задач в автономном режиме

Компактное устройство с индикатором, показывающим результат считывания идентификатора высокочастотной карты при приложении карты к панели.

Если идентификатора карты нет в базе, то горит красный светодиод, если есть, то горит зеленый светодиод.

База данных хранится в памяти EEPROM микроконтроллера (MC) (допустимое количество до 200 номеров на один MC, но можно подключить дополнительный модуль памяти).

Вывод результата работы можно отобразить на телефоне, ПК, планшете, подключенном по Bluetooth.

Система для проведения интеллектуальных игр предназначена для использования в качестве автоматизированного устройства для определения первоочередности ответа игроков/команд в различных играх и викторинах. Также может использоваться в качестве учебно-методического пособия для обучения детей в игровой форме в различных учреждениях. Позволяет точно определять первоочередность нажатия кнопки с блокированием кнопок остальных участников. Система работает автономно, подключение к компьютеру не требуется.

Собрана модель пожарной безопасности.

Проблема безопасности на дорогах актуальна для всех государств. Концепция «умной дороги» предполагает взаимодействие автомобиля и всех элементов дорожной системы. В работе подробно рассмотрены компоненты разработанной модели, их устройство и принцип действия: дорожное покрытие со специальной разметкой, дорожные знаки в виде RFID-меток, автомобиль, оснащенный RFID-сканером.

Собрать и запрограммировать автономный манипулятор с голосовым управлением, который по команде сможет находить и захватывать определённый предмет, используя алгоритмы машинного обучения и компьютерного зрения, а также ROS (ROS — Операционная система для роботов — это фреймворк для программирования роботов, предоставляющий функциональность для распределённой работы.)

Данный аппаратно - программный комплекс можно будет предоставить в пользование различным государственным и частным службам для мониторинга бездомных животных и отслеживать их жизнедеятельность.

За счёт возможности мониторинга животного есть вероятность использования этого устройства в сельском хозяйстве, что улучшит качество продуктов питания, так как в идентификаторе будет хранится вся информация о хирургических вмешательствах, а если нужно, и о тех кормах, которыми кормят животное.

На мой взгляд, в дальнейшем данному устройству найдётся ещё больше применений. Ведь сейчас была создана лишь первая версия проекта.

В основе идентификации лежит технология чтения бесконтактных меток. Данная технология работает с различными видами идентификаторов, но у нас стоит задача использовать его с идентификатором на протоколе EM4305 в формате микроустройства, которым можно будет чипировать животное.

Такой размер позволяет без дальнейших проблемных последствий чипировать большое количество разных видов животных. При нажатии на эту кнопку устройство включится, а на дисплее появиться надпись «Поиск идентификационных меток» на английском языке. При приближении устройства к электронной метке происходит автоматическое считывание записанной в ней информации.

Целью своей работы автор ставит создание оригинальной Медицинской Информационной Системы (МИС), легкой в освоении персоналом и решающей проблемы существующих программ.

Автором были изучены возможности языка Python для создания web-приложений, собрана информация о существующих системах, найдены отзывы на них.  На базе предложенного современного и востребованного языка был написан программный код.

В результате автором была создана рабочая система нового поколения в виде web-программы, позволяющая автоматизировать работу специалистов медицинского учреждения на более высоком уровне.

Автоматизированная система учета питания в школе. 

В ходе исследования разработана автоматизированная система учета питания в школьной столовой с использованием двух вариантов получения информации о питающемся человеке:

1. карта питания с QR-кодом
2. карта питания с NFC-меткой

 Для работы системы необходимы следующие технические составляющие:

• компьютер, на который устанавливается разработанная программа;
• устройство для считывания информации с карты питания ученика.

Устройство для сканирования NFC-карт собрано самостоятельно на плате NodeMCU и RFID-сканера, а для считывания QR-кода применяется веб-камера. Ежедневно ведетcя учет питающихся учащихся и в конце месяца каждому учащемуся подсчитывается сумма оплаты за питание.  

Цель - разработать модель (прототип) робота-помощника для использования при уходе за инфекционными больными. Модель создана на базе Lego Mindstorms и представляет собой мобильного робота, управляемого в автономном режиме, передвигающегося по напольным разметкам и развозящего лекарства и медицинские приборы. Индивидуальное взаимодействие с конкретными пациентами осуществляется на основе считывания нанесенной на постели цветовой разметки, это позволяет роботу давать персональные инструкции.

Представляю вашему вниманию свою конкурсную работу. Это система голосового управления освещением и различными нагрузками с помощью ассистента Алисы от Яндекс.

Промышленность выпускает огромное количество различных приставок для удаленного управления. Но мой вариант имеет ряд преимуществ. Как правило каждое устройство подключается к домашнему WI-FI роутеру.  Чем больше устройств, тем больше нагрузка. Как следствие падает скорость соединения, прерывается связь.

Родилась идея использовать 1 модуль WI-FI для связи с интернетом, а для управления нагрузкой использовать радиоканал. Главное преимущество такой схемы является возможность управлять даже при отсутствии связи с интернетом. Это возможно с помощью модуля jdy-40. Он имеет 8 каналов прямого управления  работает как радиопульт радиус действия около 100 - 120 метров  устройство собрано из стандартных модулей в головном блоке WemosD1mini и радиомодуль jdy-40  блок управления нагрузкой выполнена в виде обычной розетки в которую включается нагрузка блок управлением светам размещается в коробке люстру под потолком и никак себя не проявляет  если пользоваться выключателем как обычно но появляется возможность голосового управления эксплуатации не требует особых знаний а подключении никаких переделок существующей проводки  корпусах устройств смоделированы и распечатанные на 3 d - принтере модели имеют яркий современный дизайн получилось собрать устройство максимально промышленного образца как по габаритам и дизайну так и по функционалу управлять можно через  приложение на смартфоне и с помощью голосового ассистента Алисы цена вполне конкурентноспособна, она 2 - 3 раза ниже подобных устройств.

В ходе работы над проектом спроектирован и изготовлен реальный, действующий робот-андроид;· разработано ПО управления внутренними системами робота; ПО внешнего управления использующее технологии ИИ.

Ключевыми элементами проекта стало применение новейших технологий для проектирования и изготовления андроида, а также оснащение его собственными системами искусственного интеллекта с элементами машинного обучения.

Видео демонстрация результатов проекта:

https://cloud.mail.ru/public/HNQM/5i74j9Sph

Работа заключается в создании устройства, которое поможет человеку сохранить здоровье глаз во время работы за компьютером, ведь проблема ухудшения зрения при работе за компьютером является достаточно масштабной на сегодняшний день, особенно во время пандемии и дистанционного обучения. Данное устройство с помощью различных датчиков считывает информацию о положении человека, его состоянии и окружающей обстановке и напоминает человеку о соблюдении общепринятых норм, которые снижают вероятность появления компьютерного зрительного синдрома, приводящего в дальнейшем к близорукости.
Также устройство для создания комфортной и безопасной рабочей деятельности человека может самостоятельно изменять некоторые параметры окружающей обстановки, к примеру, изменять окружающее освещение, используя динамическую подсветку.
Вдобавок было проведено исследовании при участии 10 человек, которые смогли на себе опробовать разработанное устройство. Результаты исследования показывают работоспособность устройства и его эффективность.

Двухфакторная аутентификация - это дополнительный уровень защиты аккаунта.

Презентация 2FA   (pptx)  - https://disk.yandex.ru/i/gVJv-Cqp_cJB8Q
                                     (pdf)   -  https://disk.yandex.ru/i/cq28VTcBbXG3mw

Видео ролик  (2FA) -  https://youtu.be/Tg4P1Ho8Dc4

Наш продукт имеет беспилотный контроль,что позволяет ему выполнять какие-либо исследовательские замеры и задачи без пристального участия человека. Для создания данного проекта мы использовали множество современных технологий : лазерная резка, 3-d печать и фрезеровка на станке. В конце нашей работы мы достигли неплохих результатов. Продолжительности работы лодки составляла 1.5 часа , точность позиционирования до 1 м.Это делает её полезной для долгого продолжительного изучения водоёмов. рельефа дна и труднодоступных мест, а также обеспечивает хорошую точность различных замеров глубин,метеорологических данных и видео съёмки местности. В данной команде я был капитаном поэтому моя задача заключалась в контроле и в организации создания данного продукта.

     Основное содержание данного проекта: что представляет собой 3D-принтер, как он устроен и принципы его работы, легко ли им управлять и обслуживать, где используются людьми эти устройства. Автор отвечает на эти вопросы и рассказывает о применении этого устройства в таких сферах деятельности человека, как медицина, архитектура и строительство, образование, дизайн и реклама, наука. Автором дается экологическое обоснование проекта, ведутся рассуждения о вреде и пользе этого устройства.

      Приводятся основные параметры 3D-принтера. Автор подробно рассказывает о том, как провести сборку этого устройства (сборка механической части, каркаса, каретки для нагревательной платформы, кареток оси Х, установка двигателей, установка ремней, концевиков) и, наконец, электроники. Автор рассказывает о дальнейшей эксплуатации 3D–принтера, об установке программного обеспечения, установке Repetier host, базовой настройке слайсера, калибровке платформы, загрузке и слайсинге 3D–моделей и 3D– печати.

       Автор с огромным интересом, работал над этим проектом, познакомился с литературой и публикациями на эту тему, изучил рынок и сделал экономическое обоснование проекта. И понял, что выгоднее собрать самому, чем купить готовый 3D-принтер. К тому же есть больший интерес собрать его своими руками, получить опыт работы с Arduino. Он не только собрал самостоятельно 3D- принтер, настроил его. Автор стал распечатывать готовые модели, расширил свой кругозор, узнал много нового. Меня поразили невероятные идеи ученых о том, как можно будет   использовать 3D-принтеры в будущем.  Появился интерес изучить программу, с помощью которой можно самому создавать модели и распечатывать их. Автор почувствовал себя и художником, дизайнером, модельером, и инженером, и даже ученым!

Автор решил также подключить 3D-принтер к домашней WiFi сети как составную часть умного дома.

Авторпришел  к выводу, что прогресс уже не остановить и будущее за 3D-печатью, 3D-принтеры перевернут жизнь всего человечества! И уж точно войдут в жизнь многих последователей этого проекта! Не нужно только забывать о технике безопасности и своем здоровье, а также здоровье окружающих людей, да и экологической обстановке в целом. Надо всегда помнить о том, что «Наша планета –наш дом».

Данный проект может быть применён на уроках математики. Может быть полезен, как учителю для объяснения материала, так и учащимся для самостоятельной работы над темой.
Для того, чтобы воспользоваться проектом понадобится смартфон (планшет) на системе IOS или Android, при чём в большинстве случаев нет необходимости устанавливать специальное приложение для дополненной реальности, так как работа предусмотрена через QR-коды и интерактивные метки в популярной социальной сети.
Интерактивное пособие и 3D модели для печати можно скачать по ссылке: https://yadi.sk/d/9xH4NCJoyc_Qwg

Проектирование сельскохозяйственного беспилотного летательного аппарата для обработки участков полей, садов и других сельхозугодий.

Главная цель проекта, создать доступную и удобную систему для оповещения преподавателей в гимназиях с большим количеством детей, в которых часто существует проблема коннекта детей и учителей. С этим прекрасно справится наш проект, основанный на Raspberry Pi3. Устройство устанавливается  в классе, и в отсутствие преподавателя, любой ребенок сможет записать сообщение или пригласить учителя. Мы загрузили базу фотографий гимназистов и обучили с помощью нейросети нашу систему, подключив все к Telegram боту. IоT система  "Олег" - это первый шаг к автоматизации  школьного пространства. Потенциал нашего устройства огромен, в дальнейшем, мы планируем расширить функционал, провести ряд модификаций, одна из которых - это интеграция и внедрение продукта в школьную СКУД систему.

Цель работы заключается в разработке и создании простого и недорогого усилителя для акустической гитары с микроконтроллерным управлением на современной элементной базе доступного для повторения в домашних условиях.

В результате работы над проектом были успешно решены следующие основные задачи работы:  выполнен обзор известных схемных решений и литературных источников; разработана структурная схема усилителя и осуществлен выбор элементной базы; выполнено имитационное моделирование схемы входного усилителя-ограничителя и получены предварительные частотные и амплитудные характеристики; разработан программный код для управляющего микроконтроллера Arduino Nano; в сервисе RemoteXY разработан визуальный интерфейс для дистанционного управления громкостью и тембром со смартфона; собран и испытан опытный образец гитарного усилителя.

В данной работе рассмотрены способы создания робота на базе микроконтроллера Tiva от Texas Instruments, США. Целью является разработка прямоходящего робота, которого можно будет использовать как модель замены человека в зоне ЧС. Если усовершенствовать сборку и материалы, из которых будет создан робот, то его можно будет использовать при разборах завалов, которые опасны для человека, разминированию или переносах груза в опасных средах для человека, таких как радиация, задымленные или пораженные химической атакой участки. Рассмотрены также недостатки и проблемы аналогичных роботов, которые планируется решить в ходе разработки робота. Результатом работы является сконструированный робот на гусеничном ходу с манипуляторами, движения которых схожи с функциями плечевого сустава у человека в вертикальной плоскости, на радиоуправлении и с необходимыми датчиками для его работы. У робота есть программа, которая заключается в движении прямого направления и поднятия грузов после остановки. Также проект имеет практическую ценность. Робота можно активно использовать в учебном процессе на занятиях робототехники и физики. На его примере ученики смогут увидеть важность центра тяжести и равновесия для различных механизмов, а также увидят наглядный пример использования датчиков и то, как их программировать. При демонстрации показывается способ использования гусеничного хода и радиоуправления, что, в свою очередь, показывает важность радиоволн.

Робот-официант, который способен автоматически доставлять заказы до клиента, а также имеет некоторые функции для различных экстренных ситуаций, таких как: появление клиента перед роботом и т.д. Робот-официант создан специально для использования в сфере общественного питания и подходит под предъявляемые требования.

Все мы постоянно боремся с домашней пылью. К сожалению, навсегда от этой мелкодисперсной напасти избавиться невозможно, однако можно извлечь из неё пользу. Как? Сделать её источником энергии для пылесоса!

Цель работы: минимизировать потребление роботом-пылесосом электроэнергии от сети за счёт использования энергии домашней пыли.

В процессе работы над проектом я изучила устройство и принцип работы робота-пылесоса, состав и свойства домашней пыли. Для получения энергии я предлагаю сжигать органическую часть пыли внутри пылесоса.

Окисление будет осуществлять кислород из воздуха. Чтобы пошла реакция, нужна искра, которая будет создаваться путём подачи тока на разомкнутый проводник.

Для преобразования выделенной тепловой энергии в электрическую нужно добавить в конструкцию робота термоэлектрический генераторный модуль.

Алгоритм получения энергии: реакция горения будет проводиться при накоплении достаточного количества пыли. Робот остановится, подаст напряжение на разомкнутый проводник, возникнет искра и кислород из воздуха будет сжигать пыль в пылесборнике. Когда вся органика в пыли окислится, возникнет тепловая энергия. Она пойдёт на термоэлектрический генераторный модуль. Далее сгенерированная электрическая энергия пойдёт на заряд аккумулятора. После этого робот продолжит свой стандартный цикл работы.

Путём оценочных вычислений я установила, что полученная таким способом энергия будет крайне мала по отношению к энергии, необходимой роботу-пылесосу для регулярной уборки, однако сжигание пыли даст и ряд других преимуществ:

• за счёт уничтожения трети собранной пыли и спрессования оставшейся пыли замедляется наполняемость пылесборника;
• медленное наполнение пылесборника увеличивает время абсолютно автономной работы робота;
• при сгорании уничтожаются вредоносные частицы, содержащиеся в пыли и являющиеся причиной опасных болезней.

Таким образом, мне удалось найти способ получения энергии из пыли, тем самым снижая потребление роботом-пылесосом электроэнергии от сети, а также увеличивая время автономной работы и уничтожая вредоносные частицы.

Данная работа посвящена выяснению требований к радиоузлам сверхкороткоимпульсных РЛС. Актуальность работы определяется тем, что сверхкороткоимпульсные радиолокаторы имеют очень высокую разрешающую способность, и в данный момент широко внедряются при производстве дронов и прототипов беспилотных автомобилей. Но сверхкороткие радиоимпульсы очень требовательны к элементам РЛС.

Цель: обеспечение заданной разрешающей способности по дальности, рассмотрение такого параметра как Групповое Время Задержки сигнала (ГВЗ).

Задачи

1. Обзор современного состояния проблемы.
2. Определение требований к частотной характеристике устройств для известной длительности импульса.
3. Схема стенда для проведения измерений.
4. Проведение измерений.
5. Обработка результатов в математическом пакете.
6. Выводы.

Объект исследования: передача короткоимпульсных радиосигналов.

Предмет исследования: искажения сигнала в элементах короткоимпульсной РЛС на отечественной элементной базе; групповое время задержки.

Методы: измерение; анализ; вычисление.

Оборудование: анализатор цепей, 10 исследуемых СВЧ-кабелей, компьютер с установленным математическим пакетом.

Для проведения измерений был собран измерительный стенд.

Перед началом работы анализатор цепей был прогрет и откалиброван с помощью калибровочного набора. Затем каждый из 10 кабелей по очереди подключался ко входам анализатора цепей; с каждого кабеля снимались показания S-параметров для необходимого диапазона частот, которые прибор выводит в виде готовых таблиц. Таблицы переносились на компьютер, где выводились в математический пакет MathCad для дальнейших вычислений. Затем из таблиц были выведены значения фазы и частоты для каждого кабеля. После был построен график зависимости частоты и фазы, который затем был выпрямлен для демонстрации того, что график представляет из себя убывающую прямую. Затем, подставляя значения фазы и частоты в формулу вычисления относительного ГВЗ, были найдены значения ГВЗ для каждого из кабелей. По данным значениям был построен график. Затем, для более наглядного представления, было найдено среднее значение ГВЗ и среднеквадратичное отклонение для каждого кабеля, после чего по отношению среднеквадратичного отклонения и среднего значения ГВЗ был построен столбчатый график. График ясно показывал, что во всех 10 случаях искажения сигнала не превышали 1,8%, что находится в пределах нормы.

Вывод: данные кабели пригодны для использования в сверхкороткоимпульсной РЛС.

Заключение: данная работа посвящена определению требований к комплектующим сверхкоротковолновой РЛС.

В первой части мы изучили строение и принцип работы РЛС, узнали об актуальности и особенностях сверхкоротковолновых РЛС, а также о проблемах, возникающих при их создании. Мы рассмотрели способы уменьшения искажений сигнала компонентами РЛС.

Во второй части работы мы создали стенд для проверки имеющихся 10 СВЧ-кабелей на пригодность к использованию в сверхкоротковолновой РЛС.

В процессе работы мы выполнили поставленные перед нами задачи: узнали о современном состоянии радиолокационных технологий; определили требования к частотной характеристике устройств для известной длительности импульса; создали схему стенда для проведения измерений; провели необходимые измерения; обработали результаты в математическом пакете; сделали выводы.

Изучена проблема безопасности IoT, на примере макета IoT устройств создан BotNet и продемонстрирована возможность защиты.

В настоящее время существует проблема, связанная с отсутствием сети мусороперерабатывающих и мусоросортировочных центров на территории РФ. Проблема усугубляется еще и отсутствием культуры сортировки мусора. На сегодняшний день в России функционирует 243 мусороперерабатывающих завода, 50 мусоросортировочных комплексов и 10 мусоросжигательных заводов. При этом свалками заняты семь миллионов гектаров земли. Ежегодно на них вывозят свыше 250 кубометров только твёрдых коммунальных отходов.

Решением может послужить разработка робота для сортировки мусора. Данная технология может ускорить процесс переработки твердых бытовых отходов и способствовать уменьшению свалок открытого типа. Робот представляет собой совокупность рычажного механизма, системы приводов под управлением программируемого устройства, которое перемещает инструмент (захват) в заданные точки зоны обслуживания (над конвейером), и камеры, отвечающей за определение расположения сортируемых объектов их распознавание и классифицирование.

Проект развивается в рамках направления НТИ: Технет.

Цель работы: разработать робота для сортировки мусора.

Апробация работы: работа была представлена на Всероссийском конкурсе проектов юных изобретателей «Инновационно-технологический факторинг» (г. Пермь, 2020 г.), на конкурсе научных проектов школьников в рамках краевой научно-практической конференции «Эврика» (г. Краснодар, 2020 г.), на губернаторском конкурсе «Премия IQ года» (г. Краснодар, 2020 г.).

Вывод: в ходе выполнения работы была изучена литература по теме: «Сортировочные роботы, их устройство и функции»; проведён обзор литературы с целью поиска аналогов проекта; были освоены программы 3D-моделирования и 3D-печати; проведен расчет и сборка редуктора; собран опытный образец робота; разработан алгоритм управления роботом; проведен ряд испытаний, в результате которого были внесены изменения в конструкцию.

Борьба со спамом идет уже не один десяток лет, существуют успехи в разработке и исследовании различных подходов для решения данного вопроса, но, согласно исследованиям, проведенным Лабораторией Касперского доля спама в почтовом трафике еще велика. Эти данные доказывают актуальность исследования, которая выражена необходимостью разработки новых и улучшения существующих алгоритмов фильтрации спама. Велика практическая значимость проекта, которая состоит в определении эффективного алгоритма обработки спам-писем, который в дальнейшем позволит уменьшить вероятность ложных срабатываний и снизить на почтовых серверах. В данном исследовании, во-первых, разработана математическая модель на базе методов машинного обучения для создания спам-фильтра, во-вторых, создан программный комплекс на языке Python, базирующийся на разработанных моделях, в-третьих, проанализирована работа спам-фильтра. В ходе исследования было проведено сравнение созданной модели и спам-фильтра известной компании, кроме того, определена область применимости построенной модели, что подтверждает эффективность предлагаемой методики. Результаты работы заключаются в выявлении недостатков и определении оптимального алгоритма спам-фильтров.

«Умный дом» – это жилой дом современного типа, организованный для проживания людей с использованием автоматизированных высокотехнологичных устройств. Система контролирует работу всех устройств, находящихся в здании, путем поступления информации с датчиков на управляющие установки, которые дают команду исполнительным механизмам.

В систему «Умный дом» входит подсистема – система безопасности, которая является единой системой управления и контроля комфортом и безопасностью дома и его обитателей. Она контролирует не только целостность инженерных систем, но и отвечает за сохранность жизней жителей дома. Системы безопасности включают охранно-пожарную сигнализацию, видеонаблюдение внутри дома, видеонаблюдение за участком, видеодомофон, охрану периметра.

Во время участия в финале олимпиады НТИ по профилю "Беспилотные системы" у меня возникла идея создания устройства, способного управлять беспилотником без пульта так, чтобы руки могли быть свободными для каких-либо действий (например, для выполнения работ в стесненных условиях). В таких ситуациях лучше всего подойдет перчатка, которая может считывать информацию о положении кисти и пальцев рук в пространстве. Благодаря различным комбинациям жестов можно отдавать разные команды беспилотникам, роботам и т.д. Также перчатку могут применять немые люди, использующих язык жестов, и переводить жесты в слова или звуки (данные применения я встречал в интернете). Создать это устройство можно, используя различные технологии, но использование тензорезисторов достаточно дорогое, и я, используя информацию из интернета, стараюсь доработать другой вариант считывания информации о комбинациях жестов.

В работе проводится исследование возможности уменьшения размеров автомобильных пробок у перекрестков при автоматической подстройке интервалов переключения светофора. С использование конструктора LEGO EV3 была построена модель светофора с автоматической настройкой работы. Была построена математическая модель и написана программа на компьютере, по которой проведены исследования движения автомобилей по дорогам с перекрестком и светофором с разными режимами переключения.

По данным журнала “Профиль”, в 2015 году было запущено 108 спутников формата CubeSat. Стандарт спутника предполагает изготовление изделия в размере 100 x 100 x 100 мм. Основной проблемой данных спутников является большой радиомодуль для передачи данных, сравнимый с размером самих аппаратов.

Решением данной проблемы может послужить разработка собственного передатчика малых размеров.

Актуальность работы обусловлена важностью запусков новых спутников и быстрым развитием формата CubeSat.

Цель работы: разработка и создание беспилотного летательного аппарата самолетного типа - беспилотного летательного аппарата средней дальности универсального (грузовой) (БСДУ-Г)

Задачи:

- Изучение классической схемы, классификаций самолетов данной схемы.

- Создание чертежа беспилотного летательного аппарата средней дальности универсального (грузовой) (БСДУ-Г) в программе Fusion 360.

- Создание беспилотного летательного аппарата средней дальности универсального (грузовой).

- Испытание модели беспилотного летательного аппарата средней дальности универсального (грузовой).

Научная новизна

Представленная моддель БСДУ (Г) полностью соотвествует современным тенденциям развития технологий будущего. По функциональному назначению БСДУ (Г) способен выполнять множество работ, он универсалный и с его помощью можно контролировать (аэрофотосъемка) большие пространства или линейные объекты, заниматься поиском потерявшихся животных и доставкой малогабаритных грузов массой до 5 кг. В связи с чем может использоваться почти во всех отраслях (сельское хозяйство, геодезия, сферы деятельности МВД, МЧС).

разработка программируемого бюджетного портативного электронного IC-автомата для определения маркировки, состава и работоспособности цифровых микросхем с построением таблицы истинности и временной диаграммы, который может быть применен также и в образовательных целях.

В исследовательской работе проведена практическая разработка устройства, подключающегося к ранее установленным импульсным счетчикам энергоресурсов, без необходимости замены; создан сайт, принимающий показания всех подключённых к устройству счетчиков. Если договориться с местным компаниями энергосбыта, можно осуществлять автоматическую отправку показаний.

На сегодняшний день, по результатам проведённой работы, продолжается отладка прибора в реальных домашних условиях.

Потеря пальцев или их фаланг — травма, которая встречается не так уж редко. Она вызывает не только физическое неудобство, но и дискомфорт в эстетическом плане. Дефекты кистей или пальцев могут быть с рождения, после травмы, обморожения или ожогов. В России насчитывается десятки тысяч таких людей.

По этой причине протезы пальцев отличаются большой востребованностью. Существующие протезы фаланг, а именно косметические протезы пальцев, удовлетворяют только эстетически, потому что, несмотря на максимальное приближение к естественному внешнему виду настоящей руки, совершенно не функциональны, так как отсутствует возможность выполнения каких-либо действий.

При дефектах верхних конечностей протезы пальцев являются эффективным техническим средством реабилитации. Использование протеза положительно влияет на физическое развитие, принцип работы функционального протеза позволяет тренировать мышцы руки, не дает им атрофироваться.

Создание механических активных протезов, восстанавливающих функции кисти, до сих пор требует интересных уникальных инженерных решений.

Актуальность работы заключается в том, чтобы создавать функциональные протезы фаланг верхних конечностей, позволяющие расширить круг ручной деятельности и улучшить самообслуживание пользователей.  

Цель работы ─ разработать конструктив и создать прототип наружного протеза верхней конечности.

Объект исследования – наружные протезы верхних конечностей.

Предметом исследования данной работы является создание протеза фаланги пальцев в условиях современного цифрового инструментального производства.

Научная новизна работы заключается в создании активного протеза фаланг пальцев, восстанавливающего функции кисти. Разработан конструктив протеза верхней конечности, создана визуализация работы прототипа, проведен анализ механики деформации конструкции, получен твердотельный прототип протеза.

В решаемые задачи работы входит: изучение аналогов механических протезов верхних конечностей, компьютерное проектирование и моделирование, анализ механики деформаций деталей протеза, изготовление прототипа.

Методы и приемы: в рамках работы проводятся исследования имеющихся протезов для компенсации ампутационных дефектов кисти (пальцев) и разрабатывается аналог протезно-ортопедического изделия.

Для разработки протеза и его конструктива применяется инженерный дизайн CAD, используется метод реверсивного инжиниринга (обратного проектирования) составляющих элементов в программе трехмерного моделирования Autodesk Inventor. В этой САПР разрабатываются составляющие протеза: фаланги, перешейки, соединительные части, узлы фиксации фаланг, а также моделируются принцип работы, создается анимация и схема разборки для визуализации функционирования прототипа.

Для анализа механики деформации конструкции компьютерной модели протеза используется среда ANSYS Workbench.

Для создания твердотельной модели протеза g-code файл генерируется в программе Ultimaker Cura, 3D-печать осуществляется на принтере Creality Ender 3.

Полученные результаты: разработан конструктив протеза верхней конечности, создана визуализация работы прототипа, проведен анализ механики деформации конструкции, получен твердотельный прототип протеза.

Областью применения материалов проекта могут быть медицинские протезно-ортопедические организации, заинтересованные в создании протезов верхних конечностей для компенсации врожденных и ампутационных дефектов кисти при отсутствии пальцев.

Выводы: Таким образом, разработан конструктив протеза фаланг пальцев, показана визуализация принципов работы функционала, получен прототип. Результаты работы наглядно демонстрируют методику автоматизированного моделирования, проектирования, анализа механики деформации конструкций протеза кисти и возможности изготовления прототипа с использованием 3D-принтера в условиях современного цифрового инструментального производства.

Выполнена разработка автоматизированной системы в форме программно-аппаратного комплекса (ПАК), обеспечивающего автоматизацию своевременного обнаружения очагов возгорания на контролируемой территории (участки открытой местности, лесные массивы, малоэтажные населенные пункты и т.п.) с автоматизированным вычислением координат сектора возникновения возгорания и возможностью передачи информации в диспетчерскую службу.

Методологическую основу реализации ПАК составляет принцип обнаружения очага возгорания через улавливание волн инфракрасного (ИК) излучения. В основу программно-аппаратной реализации положен принцип пространственного сканирования местности посредством четырех комплексов инфракрасных фотодиодов, установленных на подвижные "башни" по углам контролируемого участка.

Аппаратная часть прототипа ПАК включает в себя: управляющий центр на основе микроконтроллерной платы Arduino Mega: обеспечивает управление сервоприводами, сбор данных с датчиков, расчетно-вычислительную обработку получаемых данных, передачу обработанных данных; инфракрасные фотодиоды; сервоприводы, управляющие поворотами датчиков; RGB-светодиодная лента – для индикации текущих параметров пространства и обнаруженного очага возгорания.

Управляющие программы ПАК написаны на Си-подобном языке для Arduino. Координаты очага возгорания определяются с использованием геометрического анализа и тригонометрических функций. Разработана также программа, получающая сигналы от управляющего центра с графическим отображением в режиме реального времени карты очагов возгорания и происходящих процессов. Программа визуализации написана на языке Python с использованием необходимых библиотек.

В результате создан прототип автономного ПАК, позволяющего оперативно обнаружить факт возгорания на открытом пространстве и определить координаты очага – практически на любой местности. Его неоспоримым преимуществом является простота организации, и как следствие, ее невысокая относительно существующих аналогов стоимость.

Целью работы является создание инструмента для прототипирования, реализации и создания на ней различных настольных игр, своеобразный HDK для геймдизайнеров (Hardware Development Kit, по аналогии с SDK (software development kit) для программистов). При проектировании настольной игры с его помощью возможно создание игрового поля любых размеров и форм (также рельефы игровых карт могут создаваться не только на плоскости, но и в пространстве), использование 2 вида игровых механик.

В данной работе разрабатывалась навигация модели “умного автомобиля” в пространстве. В качестве источника информации об окружающем мире была применена одна видеокамера и линейный лазерный модуль, который использовался для подсветки препятствий. Контроллером, послужил одноплатный компьютер Raspberry PI 3. В качестве автомобильной платформы мною была выбрана модель hsp racing tr80300b.
В результате исследования выяснилось, что лазерный модуль вместе с камерой позволяет использовать малые ресурсы для решения проблемы поиска препятствий. Лазер даёт четкую и контрастную линию, на которую может опираться алгоритм расчёта расстояния до обнаруженного препятствия. Важно подчеркнуть, что при небольшой стоимости системы навигации, она оказалось достаточно точной.

В работе описан опыт по созданию своей действующей модели "Качера Бровина", полученные результаты. Сопоставлена имеющаяся в различных источниках информация относительно подобных генераторов ВЧ и их воздействию. Демонстрируется и описывается ряд проведённых экспериментов и исследований со специально для этого изготовленными дополнительными принадлежностями. На основании итогов исследования описываются возможные направления использования устройства в том числе и в образовательных целях.

В данной работе мы поставили задачу создания интеллектуальной системы бесконтактной оплаты билетов для общественного транспорта с использованием облачных технология и искусственного интеллекта, которая смогла бы оптимизировать и упростить процесс оплаты проезда. Основу системы составляет интеллектуальные камеры, Android приложение и сервер-обработчик , которые взаимодействуют друг с другом. Android приложение отвечает за сканирование лица и отправку его на сервер, сервер отвечает за обработку фотографий полученных с приложения и обучение нейронной сети, а камера отвечает за детектирование и распознавание лица.

Существует проблема восприятия андроидных роботов человеком. Устройство зачастую воспринимается человеком как нечто не живое, не привлекающая внимание машина. Компании-разработчики человекоподобных роботов стараются создавать такие системы, которые всем своим видом напоминают человека. Одним из распространенных способов человеческой коммуникации является зрительный контакт, в связи с чем на первый план выходит задача создания устройств, имитирующих человеческие глаза. С помощью глаз человек получает до 80% информации об окружающем мире, поэтому разработчики стремятся встраивать в искусственные глаза системы машинного зрения.

Механизм представляет собой два основания, на которых закрепляются сервоприводы (Рисунок 1, 2). С помощью обмена информации видеокамеры и микроконтроллера ATMega328 возможна реализация системы машинного зрения. Приводы поворачивают глаза на заданный угол, создается эффект наблюдения робота за объектом.

Рисунок 1. Вид устройства спереди.

Рисунок 2. Вид устройства со стороны.

Устройство работает от источника 9В, потребление тока достигает не более 2 А (Рисунок 3).  Для стабильной работы сервоприводов в схеме присутствует ШИМ-контроллер PCA9685, информация к которому поступает из платформы Arduino.

Рисунок 3. Схема питания устройства.

В ходе выполнения работы была изучена литература о взаимоотношении человека с роботом, видах социальных роботов с аналогичным устройством глаз, применение рычага. Изучены программы для создания 3D моделей (Autodesk Fusion 360, Autodesk Inventor Professional 2017), освоена программа компилятор Arduino IDE. На данный момент смоделирована и напечатана на 3D принтере конструкция устройства. В процессе выполнения проекта произошла ошибка с усадкой пластика. Решением послужило выставление коэффициента при печати. Следующим этапом работы является разработка программы для наблюдения за объектом.

Обеззараживание воздуха в замкнутых помещениях с интенсивным потоком людей ультрафиолетовыми бактерицидными рециркуляторами является одним из самых действенных методов профилактики заражения инфекционными заболеваниями распространяющихся воздушным путем. Исследовательский проект является актуальным, так как от чистоты воздуха, которым мы дышим, зависит эмоциональное состояние человека, а также работоспособность иммунной системы организма, которая стоит на страже нашего здоровья. Для создания своего прибора нам пришлось изучить несколько аспектов относительно приборов для очистки воздуха. Первым стал медицинский аспект, насколько очистители воздуха безопасны для потребителей.

-Воздействие ультрафиолетовым излучением

-Применение бактериальных фильтров, механические фильтры.

-Воздействие аэрозолями дезинфицирующих средств

-Воздействие озоном

Изучив технические характеристики различные средства по очистке воздуха, мы пришли к мнению, что самым надежными безопасным является бактерицидные рецтиркуляторы воздуха. На основании исследования основными ключевыми факторами для расчета работы такого рода устройств являются:

Достаточность и полнота дезинфекции.

Безопасность эксплуатации.

Комфорт.

Энергоэффективность.

На основании изученного, рассчитав, все формулы для доказательства эффективности работы созданного прибора приступили к изобретению самого рециркулятора воздуха на базе конструктора Arduino

Smart Bactericidal Air Cleaner(SBAC) предотвращает распространение различного рода инфекций, распространяющихся воздушным путем, таких как грипп, ОРЗ, дифтерия, туберкулез, COVID-19 и многих других путем дезинфекции воздуха в помещении.  SBAC обеспечивает: 1. Бактерицидную обработку воздуха путем многократного его прогона через пространство, облучаемое ультрафиолетовыми лампами. 2.Автоматический подсчёт ресурса работы УФ-ламп и визуальную индикацию срока эксплуатации, и предупреждение о необходимости их замены. 3.Контроль интенсивности ультрафиолетового излучения и сигнализацию снижения эффективности работы УФ-ламп. 4.Контроль вращения тангенциального вентилятора. 5.   Контроль температуры и наличия очагов возгорания внутри корпуса. 6. Работу по расписанию, установленного пользователем в зависимости от условий и места эксплуатации, для обеспечения оптимального режима обеззараживания и экономии электроэнергии.7. Установку в систему подвесных потолков помещения или самостоятельное размещение на стене или потолке. 8. Дистанционное управление при помощи ИК-пульта или Android- устройства.

Устройство стало альтернативной заменой дорогостоящим рециркуляторам воздуха, уже предложенным многим школам нашего города. Проведенные теоретические расчеты показывают эффективность его работы, а низкая себестоимость и высокие потребительские качества, могут обеспечить заинтересованность в организации его промышленного производства.

В рамках проекта разработана собственная эффективная система, автоматизированного контроля и управления влажностью почвы, работающая в автономном режиме за счёт входящих в её состав аккумуляторной и солнечной батарей. Автономный режим работы системы делает её более надёжной и безопасной и, кроме того, позволяет использовать в случае отсутствия электросети.  Проведён 2-х недельный тест системы.  Принцип, заложенный в созданную систему, может быть использован при поливе городской парковой зоны и промышленном выращивании сельскохозяйственных культур.  В варианте использования системы в парковой зоне она дополнена умным освещением, ориентированным на степень естественного освещения и наличие динамического объекта.

Мы выбрали тему связанную как с биологией, так и с физикой. Мы детально рассмотрели процесс изготовления спиртосодержащих продуктов благодаря процессу "перегонки". Также мы исследовали зависимость между количеством и качеством сырья и процентным содержанием спирта конечного продукта.
Также учитывая ЧС, связанную с пандемией, мы изучили характерное влияние спиртосодержащей жидкости полученной в домашних условиях на бактерии и микробы - вычислили при каком значении концентрации спирта эффективность - наибольшая. Ниже вы сможете найти тезисный план нашей работы, а также полную версию проекта.

Работа предятавляет собой довольно большое и обширное исследование, в ходе которого были получены новые результаты. В ней изучается влияние электронной структуры молекулы лекарственного вещества на его свойства и действие на организм, приводятся все квантово-химические расчёты и доводы.

Итогом проделанной работы служат критерии, по которым предварительно возможно определение жаропонижающих и снотворных препаратов.

Проект посвящен созданию альтернативного источника электричества на основе растений.

Цель: разработка прототипа замкнутой экосистемы, генерирующей электричество. Объектом исследования выступает замкнутая саморегулирующая экосистема, на основе лесных растений.

Предмет исследования - стойкость замкнутой системы, которая самостоятельно, без участия человека, генерирует электрическую энергию.

Для проведения нашего исследования были поставлены следующие задачи:

1. Систематизировать опыт создания экосистем другими исследователями.

2. Обобщить исследования выработки электричества растениями.

3. Провести практический опыт по созданию системы и извлечению электрического тока 4. Провести наблюдение за ходом эксперимента (стабильностью системы)

В работе использовались экспериментальный и описательный методы. Обычно, вырабатываемая растениями энергия, растрачивается впустую. Способ её получения я представлю в замкнутой экосистеме, где провода крепятся на графите и цинковой пластине внутри экосистемы, в которой происходит активный процесс фотосинтеза. Чем активнее будет химический процесс в моей замкнутой экосистеме, тем больше электричества будут отдавать растения. Сбор электроэнергии происходит без какого-либо вреда для растений. Сам процесс экологически чистый и совершенно не затратный. Работа по созданию замкнутой экосистемы была начата в 2016 году. Наблюдение за ее развитием продолжается по настоящее время. За время наблюдения мы подтвердили нашу гипотезу о том, что при создании определенных условий наша система может существовать вечно. Разработали и систематизировали основные правила ухода за системой. На следующих этапах работы наши исследования были направлены на извлечение тока из нашей замкнутой экосистемы.

В данной работе синтезируются наночастицы куркумина, который является потенциальным противовоспалительным средством. Уменьшение размера частиц в противовоспалительных препаратах поволяет увеличить проницаемость препарата сквроь биологические барьеры организма. В работе исследуется влияние раличных ПАВ на морфологию получаемых частиц.

В представленной работе исследуется возможность изготовления и применения недорогих регуляторов роста растений на основе ацетилена.

По литературным источникам изучено строение первого многоклеточного животного Trichoplax (Placozoa), геном его опсинов и среда его обитания. Ранее вопросы наличие RGB-таксиса у Trichoplax специалистами не рассматривались. На основании доступных данных сформирована гипотеза о наличии у Trichoplax RGB-таксиса. Подобраны монохромные источники световых стимулов и отработана методика подтверждения высказанной гипотезы. С учетом того, что Trichoplax проявляет коллективное поведение при воздействии внешних факторов разработан оптический микроскоп с двумя веб-камерами. Микроскоп позволяет одновременно наблюдать за группой Trichoplax и за отдельным членом группы и фиксировать положение RGB- сигнальной волоконнооптической системы. На этом микроскопе получены данные, подтверждающие наличие RGB-таксиса у Trichoplax. После доработки оптических микроскопов лаборатории «Биоразнообразия и функциональной геномики Мирового океана» ФИЦ «ИнБЮМ им. А. О. Ковалевского РАН» и уточнения методики на микроскопах лаборатории проведены контрольные экспериментальные исследования по подтверждению наличия RGB-таксиса у Trichoplax. Впервые в мире проведено управление поведением Trichoplax и его клетками с помощью красного (635нм), зеленого (532нм) и синего в области УФ (395нм). По результатам эксперимента снят фильм. Данное исследование может явиться основанием по корректировке знаний эволюции цветного зрения у животных и у циркадных ритмов у человека.

В процессе выполнения хирургических операций по удалению опухолей онкологического характера хирургам крайне важно получать оперативную информацию о плотности удаляемых тканей для корректировки своих действий в зависимости от полученного значения плотности: чем выше плотность, тем более обширной должна быть такая операция. Визуально определить качество поражённой болезнью ткани, особенно на первых этапах болезни, невозможно.

Целью данной теоретической работы является обоснование возможности создания экспресс-анализатора плотности образцов удалённой при операции биологической ткани при измерениях непосредственно в операционном зале. Время одного измерения должно составлять не более 2 минуты, погрешность измерений не должна превышать 2-3% по сравнению с данными гистологических исследований.

Поставленная цель была достигнута посредством использования закономерностей квантовой физики. Основной закономерностью квантовой механики для выполнения исследований является зависимость степени поглощения биологической тканью монохроматического луча  гамма-квантов с невысоким значением энергии,  составляющим от 5 до 17 кэВ, при котором лёгкий образец толщиной 3-5 мм будет интенсивно поглощать гамма-кванты и флуоресцировать. Посредством закономерности поглощения гамма-квантов биологической тканью прибором будет вычислена плотность пробы.

Таким образом, данная разработка может быть внедрена в медицину для наиболее быстрого определения стадии онкологического заболевания пациента, также в качестве определителя химического состава биологических тканей прибор может быть внедрен в научные группы, работающие над исследованием злокачественных образований.

Данная работа посвящена разработке и созданию тренажера для выработки навыков личной подписи у детей с диагнозом ДЦП и нарушением функции верхних конечностей.  Ребенок с ДЦП, выходя во взрослую жизнь, должен самостоятельно подписывать документы личной одинаковой подписью.  Если данный навык не выработан, а у детей с ДЦП он вырабатывается годами, то такой человек не может быть социализирован в обществе и быть самостоятельным. Ему закрыты все "двери": он не может самостоятелбно получить пособие, деньги в банке, распряжаться своей недвидимостью и т.д. Это влечет за собой (при потере опекунов) серьезные проблемы, т.к. приходится оформлять доверенности на случайных людей, которые могут полностью  забрать всё имущество инвалида, имея на руках его доверенность. 

  1. Проект имеет междисциплинарный характер и создан на стыке медицины и инженерных наук.  Нами получены высочайшие оценки врачей и отзывы с кафедры неврологии ЧГМА. 2. Тренажер поможет адаптироваться людям с ДЦП  в мире здоровых людей, поможет выработать навык личной подписи и возможность самостоятельно подписывать юридически важные документы. 3. Обучение и коррекцию нужно начинать как можно раньше ,т.к. обучение даже одной подписи может занять от 3х до 8 лет. 4. Тренажер универсален и может быть переделан или модифицирован под индивидуальные особенности каждого ребенка. Также при применении в лечебном учреждении, можно менять индивидуальные картриджи росписи для каждого ребенка, а сам прибор использовать один на всё учреждение, что значителбно снижает затраты. 5. Система достаточно проста , имеет небольшой вес и недорогая по цене. 6. Работа выполнена из доступных материалов с минимальным применением технически сложного оборудования. 7. В проекте используются элементы физики, математики, конструирования, программирования и других наук. 8. Тренажер не имеет аналого в мире. ПОданы документы на подучение патента. 9. Данный тренажер уже применяется у детей с ДЦП, совместно с реабилитационным центром по работе с детьми с диагнозом ДЦП разработана методика работы на данном тренажере и обучению работе с тренажером педагогов.

Цель работы – экспериментально определить коэффициент поверхностного натяжения различных жидкостей методом отрыва капель и натяжения проволочной рамки и сравнить результаты.  Качественно оценить влияние примесей на значение коэффициента поверхностного натяжения.

В своей работе мы выдвигаем две гипотезы:

1) у разных жидкостей коэффициент поверхностного натяжения ( «сигма») различен;
2) чем больше коэффициент, тем важнее его учёт при использовании соответствующей жидкости в капилляре.

Результаты наших исследований могут помочь ученикам и учителям при изучении данной темы, а также при подготовке к олимпиадам и экзаменам. Работа может служить базой для создания экспериментального материала к урокам физики (варианты и способы выполнения экспериментальных исследований по определению коэффициента поверхностного натяжения) и для проведения лабораторного практикума в профильных классах. Экспериментальные наработки актуальны благодаря возможности их повторения в любых условиях.

Тема доклада - нарушения проницаемости кишечника, является актуальной проблемой мирового здравоохранения. 

Цель: изучить вклад митохондрий в разборку межклеточных контактов в эпителии кишечника под действием провоспалительных факторов. 

Задачи: изучить влияние провоспалительных факторов на контакты - найти теоретический материал и провести практическую работу. 

Данная тема актуальна, т.к. повышенная проницаемость кишечника может привести к множеству различных заболеваний, таким как сепсис, которые могут приводить к смерти; Эффективного лечения для них все ещё нет. 

Методические рекомендации для образовательных организаций в условиях пандемии COVID-19 требуют «обеспечить дезинфекцию воздушной среды с использованием приборов для обеззараживания воздуха», при этом детали не нормируются. Стоит выбор между тремя типами приборов– облучатели закрытого типа (рециркуляторы), в которых обеззараживание воздуха происходит внутри объёма рециркулятора посредством УФ облучения при непрерывном потоке воздуха через прибор, облучатели открытого типа - они освещают непосредственно все помещение класса, и открытые направленные облучатели, облучающие лишь верхнюю часть помещения. Открытые облучатели имеют ряд свойств, которые не позволяют их использовать в помещениях классов, так что мы ограничимся изучением эффективности рециркуляторов. Цель исследования - выяснить, насколько целесообразно применение рециркуляторов в школах.

Из данных производителя, СНиП и санитарно – эпидемиологических норм выведена формула эффективности обеззараживания воздуха рециркуляционными приборами. Проведено вычисление эффективности облучения по выведенной формуле D = Pη d² / 2QπrK. D = 51 (Дж / м²), что больше D90 для SARS-CoV-2 (дозы облучения, необходимой для уничтожения 90% вирусов) на 4 Дж / м².

Проведено вычисление времени очистки с учётом перемешивания воздуха по формуле t = Nq/Q. t = 25,6 (ч). Составлен график эффективности относительно линейной работы рециркулятора.

Произведены эксперименты по измерению скорости потока воздуха. Средняя скорость = 0,59 м/с – что близко к расчетной скорости 0,83 м/с.

Проблема выращивания мелкосемянных декоративных культур не нова, однако остается актуальной и по сей день. Особое значение приобретает решение таких проблем, как сохранение и получение здорового посадочного материала, выращиваемых мелкосемянных культур. Минимизировать проблемы, связанные с посевом мелкосемянных культур (чрезмерное заглубление семян в грунт, переувлажнение грунта и т.д.) возможно, применяя технику in vitro, которую используют в биотехнологии микроклонального размножения растений.

Несмотря на прогрессивность данной технологии все же остается актуальной проблема получения здорового посадочного материала при этом особую значимость приобретает комплекс мероприятий по созданию условий асептики. В случае нарушения стерильности на питательных средах хорошо развиваются грибы и бактерии, нарушающие состав среды и подавляющие рост растительных эксплантов, поэтому целью работы стало - изучить влияние асептических препаратов антибактериального назначения на чистоту питательной среды при условии выращивания мелкосемянных культур в технике in vitro на примере семян однолетней культуры Антирринума (Antirrhínum L.).

В исследовании было изучено несколько вариантов опыта с применением асептических средств на агаризованной среде Мурасиге-Скуга: Цефотаксим, Тетрациклин и Нистатин. В ходе работы были выявлены средства, обеспечивающие условия асептики относительно бактериальной микрофлоры и  сдерживающие развитие грибковой микрофлоры. Полученные результаты позволяют сделать выводы о том, что асептические средства антибактериального спектра действия оказывают положительное влияние на чистоту питательной среды в отношении бактериальной микрофлоры. Однако они не действуют на развитие грибковой микрофлоры. Тетрациклин и Нистатин, обладая антибактериальным действием, сдерживают развитие грибковой микрофлоры на питательных средах дольше на 2-3 дня.

Актуальностью исследования служил тот факт, что количество каротина резко меняется в зависимости от фазы вегетации растений, и этот фактор необходимо учитывать при использовании в рационах продуктов, содержащих бета-каротин, а также при заготовке травяной муки, сена, силоса и сенажа.

Для проведения данного исследования были использованы экспериментальный (экстрагирование и фотоколориметрия), статистический и сравнительный методы.

Основной вывод: при кормлении животных лучше всего использовать растительное сырье злаковых культур (сено, сенаж, силос и травяную муку), которое было отобрано в начале колошения, поскольку именно в эту фазу содержание бета-каротина является наиболее высоким. В бобовых культурах уровень каротина является наиболее высоким в фазу полной бутонизации растений. Зернобобовые культуры (пелюшка, горох, вика) отличаются наибольшим содержанием каротина в фазу образования 2-4 нижних ярусов бобиков. В траве кукурузы, а также в яровом рапсе изменения содержания каротина не являются значительно отклоняющимися.

Цель исследовательской работы было произвести биогумус в домашних условиях (с помощью дождевых червей) и выяснить влияние биогумуса на овощные культуры и на цветочно-декоративные  растения.

Изучение и обоснование новой информации о микроскопическом уровне процессов старения и стрессовых реакций в растениях посредством экспериментального наблюдения, а также дать анализ об изменении в структуре листвы растений при неблагоприятных условиях, такие как: изменения условий внешней среды, лазерных и электрических воздействиях. Предположить, благодаря чему происходит активация антоцианов, так как в наше время они недостаточно изучены. 

Автор работы исследует отходы промышленной аквакультуры - материал ракушки Rapana venosa. Основной целью данной работы было исследование структурных и адсорбционных свойств порошков из ракушки брюхоногого моллюска Rapana venosa и их использование в качестве адсорбента для удаления реактивного красителя бриллиантового Красного HE-3B из водных растворов. С целью установления оптимальных условий удаления реактивного красителя Brilliant Red HE-3B, в серийных экспериментах изучалось влияние рН исходного раствора, дозы адсорбента, концентрации красителя, температуры и времени контакта на адсорбционные характеристики. Разработаны критерии применения сорбента из ракушки Rapana venosa для различных значений температуры, кислотности, концентраций сорбента и загрязнителя (реактивного красителя красный).

Современным быстрым и точным методом диагностики является секвенирование с выравниванием на референсный геном. 

В работе проводилось выравнивание результатов секвенирования транскиптома человека, больного лихорадкой Ebola, на геном вируса Ebola с последующим анализом скорости и качества вырвнивания для нескольких программ.

Была написана программа на языке Python для анализа качества выравнивания парных прочтений.

Мониторинг работы сердца и возможность своевременного обнаружения патологий в его работе считаются одними из главных задач современной медицины, поскольку заболевания сердечно-сосудистой системы являются лидирующими по распространенности среди причин смерти пациентов. Целью работы являлось исследование магнитофизичеких свойств моделей миокарда, соответствующих состояниям «норма» и «патология» для построения классификатора состояний миокарда на основе выявленных магнитофизических признаков. В ходе исследования снимались показания с морфологически-подобной модели миокарда путем регистрации магнитного поля с модели с помощью датчика-миллигауссметра. В работе предложен алгоритм классификации МГК сигналов на формы, относящиеся к фоновому ритму («норма») и отклоняющиеся от него («патология»). В качестве признака, который использовался для обучения классификатора, использовалась амплитуда МКГ сигнала: низкий уровень МКГ — все в «порядке»; высокий - нарушения в миокарде. Результаты работы классификатора продемонстрировали высокие показатели оценки точности. Представленный подход к анализу форм МГК сигналов может быть взят за основу для разработки устойчивого алгоритма ранней диагностики патологий миокарда на основе новых представлений о магнитофизике миокарда. Новые представления о магнитофизике миокарда планируется использовать в методах МКГ-диагностики. Разрабатываемые методы ранней диагностики предполагается использовать для усовершенствования стационарных (и мобильных) МКГ-аппаратов.

1. Данная работа посвящена изучению влияния конкретных характеристик музыкальных произведений на рост растений. Экспериментальным путём мы доказали, что влияние музыки на растения обуславливается аранжировкой музыкальных произведений, а не их мелодией. Позже мы провели ряд экспериментов, выявлявших отклик подопытных растений на резкие перепады амплитуды звуковых волн (перепады громкости) и их частоту (тональность или высоту).