На фестивале NAUKA 0+ студенты МИЭМ показали аналог Google-очков и портативный кардиограф

Студенты и аспиранты МИЭМ НИУ ВШЭ представили свои разработки на Всероссийском фестивале науки NAUKA 0+. Среди них — «интеллектуальные розетки», которые позволят не беспокоиться о невыключенном утюге, система «Умный свет» и прибор для измерения усталости глаз.

Комплекс «Умная энергетика»*

Система позволяет осуществлять комплексный поприборный учет энергопотребления в быту и на производстве. Работа всей системы может быть реализована на трех уровнях. Базовый функционал позволяет собирать статистику индивидуального энергопотребления устройств, подключенных к электросети. На втором уровне пользователю системы предлагаются на выбор схемы оптимизации общего энергопотребления за счет распределения по более дешевым тарифам. На третьем уровне система управляет всей сетью согласно выбранной схеме, подключая только разрешенные устройства. Все управление системой осуществляется через беспроводную сенсорную сеть или Интернет.

«Интеллектуальные розетки»

Как это работает?

Существует несколько прототипов данной системы. Во-первых, «Интеллектуальные розетки», которые позволяют управлять доступом к электросети по беспроводным каналам связи (WiFi, 2G и так далее). К примеру, человек выходит из дома и не может вспомнить, выключил он утюг или нет. Интеллектуальную розетку можно контролировать, включать или выключать удаленно. Так же умную розетку можно включить из машины, например, по дороге на дачу с целью заранее прогреть дом. Все интеллектуальные розетки оснащены предохранителями для защиты от пожара. Умные розетки могут быть самых разных типов: удлинители, единичные розетки, они могут как монтироваться в стену, так и выполнять функцию переключателей. Адаптер на розетках позволяет определять, какие приборы включены в сеть и сколько электроэнергии они потребляют, а также давать рекомендации по экономии электроэнергии. Соответственно, человек получает возможность контролировать свой тарифный план и самостоятельно регулировать энергопотребление в своем доме. Если человек захочет включить, к примеру, стиральную машинку в невыгодное по тарифам время, система переспросит, стоит ли продолжить работу, или нет.

Во-вторых, «Умный счетчик», который позволяет осуществлять мониторинг общего энергопотребления и идентификации устройств, подключенных к электросети, для дома в целом. Для стандартного счетчика типа «Меркурий» (который есть в каждом доме) была разработана небольшая плата (подключается непосредственно в диагностический разъем счетчика), которая может автоматически по беспроводному каналу связи отправлять данные о потреблении электроэнергии в Мосэнергосбыт.

Также в рамках комплекса «Умная энергетика» были разработаны модули для вывода информации на мобильные устройства, планшеты и Smart TV и шлюз WPAN2GSM для взаимодействия между локальными сенсорными сетями и глобальной сетью (Интернет, GSM).

 

Система BodyCom

Система контроля и управления доступом на базе технологии BodyCom

BodyCom — беспроводная технология связи, которая использует способность передачи данных по телу человека. Сама система представляет собой программно-аппаратный комплекс, предназначенный для защиты помещений от несанкционированного доступа.

Как это работает?

Небольших размеров маячок кладется в карман одежды человека, который подходит к входной двери и прикладывает палец к «умному замку», который автоматически открывается (без ключа). В отличие от классических биометрических систем, которые идентифицируют человека по отпечаткам пальцев или по рисунку сетчатки глаза, эта система определяет сопротивление тела человека и передает цифровой сигнал от маячка через тело к замку. Преимущества технологии BodyCom: низкое энергопотребление элементов системы; быстрая реакция системы; относительно стабильная и надежная связь; ограниченное поле действия (несколько сантиметров), чтобы идентифицировать прикосновение того, кто носит мобильный модуль; низкая стоимость и простота в использовании.

 

Очки со смартфоном для виртуальной реальности

Система виртуальной реальности на базе смартфона

Как это работает?

На 3D-принтере необходимо распечатать очки (3D-очков разработана), вставить линзы и смартфон (в очках предусмотрен держатель для смартфона), далее — загрузить специальное бесплатное приложение, подключить к телефону джойстик и погрузиться в виртуальную реальность. На очки также можно поставить съемный оптический распознаватель движения рук человека (инфракрасный спектр), который позволяет манипулировать различными объектами в виртуальной реальности. По сути, данная система представляет собой аналог Google-очков, только значительно дешевле.

 

Платы и диоды системы «Умный свет»

Проект «Умный свет»**

Как это работает?

Контроллер управления освещением — микрокомпьютер (однокристальная микро-ЭВМ) позволяет осуществлять управление любыми источниками света, использующими светодиоды (светодиодные лампы, ленты и так далее). Идея в том, что таких устройств собирается несколько, что позволяет создать целую интеллектуальную систему. Например, человек заходит в дом, датчики фиксируют движение, и система «умный свет» включает освещение в прихожей. Далее человек перемещается на кухню, свет, соответственно, гаснет в прихожей и включается на кухне. Контроллер может управляться как автоматически, так и в ручном режиме. Система содержит примерно 65 535 цветовых режимов (оттенков освещения), человек может запрограммировать, какой оттенок включать в зависимости, например, от времени суток, своего настроения и так далее.

 

Робот-танк

Дипломный проект группы студентов Департамента электронной инженерии «Робот-танк»

Как это работает?

Робот-танк, в отличие от большинства роботехнических машин, управляемых дистанционно, «живет своими мозгами». Иными словами, он умеет автономно (в автоматическом режиме) находить выход из лабиринта, объезжать препятствия, отъезжать назад (в случаи падения перед ним какого-либо объекта). Если заложить в этот робот поисковый алгоритм, к примеру, обнаружение полезных ископаемых, то он будет их искать. Следующая версия робота — вся система управления сделана в одной маленькой плате (эта плата также была представлена на выставке).

 

Процесс измерения усталости глаз

Прибор для измерения усталости глаз

Как это работает?

Прибор позволяет оценить утомляемость человеческого глаза от любого дисплея (работа за компьютером, просмотр телевизора и так далее). Тестирование глаза происходит в автоматическом режиме (используются стимуляторы именно тех участков спектра, которые воспринимаются колбочками зрительного аппарата). По завершении тестирования прибор отображает цифры: ниже 35 — очень плохо (глаз практически не воспринимает информацию); от 40 до 55 — хороший показатель.

Второй прибор (вешается перед монитором) позволяет в автоматическом режиме в считанные минуты измерить все параметры дисплея (цвет, яркость, контраст и так далее) и получить протокол сертификационных испытаний. Раньше на подобную работу светотехнические лаборатории тратили недели.

 

Мария Павлова, магистр программы «Инжиниринг в электронике», разработчик портативного кардиографа

Портативный кардиограф

Как он работает?

Прибор позволяет снять кардиограмму за несколько минут в домашних условиях Затем он анализирует полученные данные и в случае каких-либо отклонений выдает рекомендации. Для удобства использования прибор имеет всего три кнопки («Включение», «Память», «Провести диагностику»). Полученную кардиограмму можно легко распечатать, или записать на флэшку и отправить врачу по почте. В режиме короткого ЭКГ прибор измеряет результат от 1 до 5 (по пятибалльной шкале), а также в процентах фиксирует риск возникновения сердечных заболеваний. Например, при результате «3» риск возникновения ишемической болезни сердца составляет 42%. Также можно использовать прибор для суточного мониторирования ЭКГ.

 

*Здесь и далее — разработки ведущего инженера Учебной лаборатории 3D-визуализации и компьютерной графики Алексея Ролича, а также студентов и аспирантов Департамента компьютерной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ

** Здесь и далее — разработки старшего преподавателя Константина Богачева и студентов Департамента электронной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ