Анализатор осанки и сенсор вирусов: какие биоинженерные проекты создают столичные школьники
В этом году ученики предпрофессиональных классов и образовательных вертикалей создали более 450 проектов в области биотехнологий и биоинженерии в сотрудничестве с ведущими вузами столицы, включая Сеченовский университет, Пироговский университет, «Росбиотех» и Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы. Школьники разработали прототипы бионических протезов, ортезов, медицинских роботов и современные диагностические инструменты. Об этом сообщили в пресс-службе столичного Департамента образования и науки.
— Московские школьники из медицинских и инженерных классов ежегодно создают сотни проектов в сфере биотехнологий. Свои наработки ребята могут представить на открытых городских научно-практических конференциях. Так, на конференции «Инженеры будущег» ребята продемонстрировали научному сообществу более 200 проектов, посвященных медицинскому приборостроению, бионике и информационным технологиям в медицине. Еще свыше 240 исследований по биоинженерии показали на конференции «Старт в медицину», — рассказали в пресс-службе ведомства.
Так, Роман Покачев из медицинского класса школы № 1535 придумал, как быстро предоставить медикам информацию о здоровье человека в критической ситуации. Он разработал прототип браслета со встроенным чипом. В нем хранится ссылка на онлайн-анкету с данными о группе крови, аллергиях и хронических заболеваниях. Чтобы прочитать их, врачу достаточно поднести смартфон к браслету.
— Я с детства хотел заниматься естественными науками, в большей степени меня интересовала биология и анатомия, а с возрастом увлекла медицина. Моя мама работает в сфере цифровизации здравоохранения, поэтому мне пришла идея разработать проект, который бы тоже можно было подключить к государственным цифровым платформам. Я разработал браслет с меткой, чтобы медик мог ее просканировать и оперативно получить доступ к важным данным. Устройство сейчас подключается к приложению, которое я разработал, но в будущем его можно подключить и к электронной медицинской карте, — рассказал Роман Покачев.
Высокочувствительные сенсоры для диагностики вирусов разработала ученица инженерного класса школы № 1552 Алина Шульгина. В основе этих устройств — специальные подложки из кремния с серебряными наноструктурами, которые усиливают световой сигнал от вирусных частиц. Этот метод позволяет находить следы вируса гриппа H1N1, которые не улавливают стандартные тесты. Исследование может помочь в создании новых экспресс-тестов для быстрой и точной диагностики заболеваний.
Ученик инженерного класса школы № 1571 Павел Рогонов создал прототип устройства для безопасного введения лекарств, которые применяются при диагностике и лечении онкологических заболеваний. Робот-манипулятор управляется дистанционно через компьютерную программу, а его конструкция включает свинцовые элементы для защиты от излучения. Это сводит риск облучения медперсонала к нулю. В будущем он планирует также добавить камеру для автоматического поиска вен на руке пациента.
— Я решил поступать в инженерный класс, потому что меня с детства интересовали технические приборы и компьютерные программы. В своем проекте я соединил эти два интереса и создал установку, которая управляется с помощью приложения. Это система роботизированных устройств для внутривенного дистанционного введения радиофармацевтических препаратов, которая позволяет медику не взаимодействовать с вредными веществами. Установку можно в будущем внедрить в онкологические центры и другие медицинские клиники, где пациенты проходят радионуклидную терапию, — рассказал Павел Рогонов.
Ученик школы № 1576 Егор Булындин разработал умный анализатор осанки. Устройство крепится на корсет и с помощью датчиков определяет, когда человек сутулится, после чего подает вибрацию. В отличие от существующих аналогов, этот гаджет в будущем сможет подключаться к смартфону и показывать владельцу подробную статистику о осанке в течение дня.
Прототип устройства для помощи незрячим и слабовидящим людям создали ученики инженерного класса школы № 138 Арина Коновалова, Екатерина Чернышова и Даниэль Хуснутдинов. Прибор использует лазерный датчик для сканирования пространства и предупреждает пользователя о препятствиях с помощью вибромоторчиков. Ребята самостоятельно разработали корпус на 3D-принтере, собрали электронную схему и написали программное обеспечение. В планах — сделать устройство более компактным.
Ученик инженерного класса школы № 2044 имени Героя Советского Союза А. М. Серебрякова Михаил Неешпапа создал функциональный бионический протез кисти, который должен стать доступной альтернативой дорогим коммерческим решениям. Он спроектировал и напечатал на 3D-принтере корпус протеза с системой сервоприводов. Управление осуществляется с помощью микроконтроллера, который считывает электрические сигналы мышц. Особенностью разработки стала система тактильной обратной связи на основе тензодатчиков и вибромоторов, которая позволяет пользователю чувствовать силу захвата предмета. Всю документацию, 3D-модели и программный код Михаил разместил в открытом доступе.
— Меня очень увлекает протезирование и я хотел бы в будущем стать инженером в этой области, поэтому изучаю не только информатику, программирование и моделирование, но и биологию. Для проектной работы я выбрал протез кисти руки, поскольку сейчас на рынке большой недостаток хороших кистевых протезов. Работа над прототипом заняла много месяцев — сперва пришлось дорабатывать датчик, который предназначен для проведения кардиограммы, потом долго не получалось закрепить пальцы и их приходилось несколько раз пересобирать. Но в итоге я успел все закончить вовремя и стал победителем конференции «Инженеры будущего». Сейчас я продолжаю улучшать протез: уже сделал так, чтобы большой и указательный пальцы считывал сенсорный дисплей телефона, а в будущем хочу дополнить устройство элементом Пельтье, который бы реагировал на температуру поверхностей. Тогда с помощью протеза можно будет проверять теплоту воды или электрической плиты, — рассказал Михаил Неешпапа.
Обучение в предпрофессиональных классах способствует ранней профориентации школьников и соответствует задачам национального проекта «Молодежь и дети».
