4 Φοιτητικές εφευρέσεις που βοηθούν τις κοινότητές τους - 💡 Fix My Ideas

4 Φοιτητικές εφευρέσεις που βοηθούν τις κοινότητές τους

4 Φοιτητικές εφευρέσεις που βοηθούν τις κοινότητές τους


Συγγραφέας: Ethan Holmes, 2019

Σημείωση εκδότη: Οι σπουδαστές σε ολόκληρη τη χώρα αμφισβητήθηκαν από το διαγωνισμό Solve for Tomorrow της Samsung για το σχεδιασμό, τη δημιουργία και την εφαρμογή μιας νέας τεχνολογίας που θα ωφελήσει την κοινότητά τους. Έχουν υποβληθεί δεκάδες έργα, που αντιμετωπίζουν ανησυχίες που κυμαίνονται από το περιβάλλον έως το κοινωνικό. Πολλοί από τους συμμετέχοντες συμφώνησαν να γράψουν και να μοιραστούν τις σκέψεις τους πίσω από τα σχέδιά τους, καθώς και να εξηγήσουν πώς ξεπέρασαν τους αγώνες που αντιμετώπιζαν. Αυτές είναι οι ιστορίες τους.


Το μωρό Saver 2000

Συντάχθηκε από τους Mason Covington και Tyler Duke, το γυμνάσιο του Beebe, το Αρκάνσας

Όταν αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε το Baby Saver 2000, προσπαθούσαμε να λύσουμε το πρόβλημα των μωρών που πεθαίνουν στα καυτά αυτοκίνητα. Πέρυσι, τριάντα επτά παιδιά πέθαναν σε καυτά αυτοκίνητα. Δύο έχουν ήδη πεθάνει το 2017. Αυτό είναι ένα πολύ μεγάλο πρόβλημα, όχι μόνο στο νότο όπου τα καλοκαίρια είναι πολύ ζεστά, αλλά και σε όλο τον κόσμο. Όταν είναι 80 μοίρες έξω, χρειάζονται μόνο 60 λεπτά για να αυξηθεί ο εσωτερικός του αυτοκινήτου σε 123 μοίρες. που το παιδί δεν μπορεί να σταθεί. Όταν το ανθρώπινο σώμα φτάσει σε μια εσωτερική θερμοκρασία 107 βαθμών, τα όργανα αρχίζουν να κλείνουν.

Το 2015, ένα νεαρό αγόρι στο Αρκάνσας πέθανε από το να μείνει σε ένα καυτό αυτοκίνητο. Το περιστατικό και η δίκη ήταν συνεχώς στις τοπικές ειδήσεις μας, οπότε αυτό το ζήτημα ήταν φρέσκο ​​στο μυαλό μας. Κατασκευάσαμε το έργο μας με την ελπίδα ότι θα μπορούσαμε να αποτρέψουμε τους θανάτους σε όλο τον κόσμο. Όταν ξεκινήσαμε, παρατηρήσαμε ότι τα οχήματα έχουν ήδη μεγάλη τεχνολογία και αισθητήρες, όπως συναγερμοί όταν αφήνετε τα πλήκτρα σας στο αυτοκίνητο, οι προβολείς σας είναι ακόμα αναμμένοι ή όταν η ζώνη ασφαλείας σας είναι αποσυνδεδεμένη.

Ωστόσο, τα αυτοκίνητα δεν έχουν ενσωματωμένους αισθητήρες ειδικά σχεδιασμένους για να σώσουν τη ζωή ενός παιδιού. Το 2017, ένιωθα ότι αυτή η τεχνολογία θα έπρεπε να είναι άμεσα διαθέσιμη και προσιτή. Πού τα μωρά κανονικά κάθονται στο αυτοκίνητο; Το carseat τους, το ιδανικό μέρος για να εφαρμόσουμε κάποια τεχνολογία για να παρακολουθούμε την κατάσταση ενός παιδιού.

Ξεκινήσαμε κατασκευάζοντας ένα βασικό πρωτότυπο που λειτουργούσε με το Lego EV3. Ήμασταν ενθουσιασμένοι που βλέπαμε την ιδέα μας να δουλεύει, αλλά δεν συνδέθηκε με το αυτοκίνητο με κανέναν τρόπο. Έτσι παίξαμε γύρω μας με διαφορετικές ιδέες για το πώς να προειδοποιήσουμε τους γονείς. Αρχικά θέλαμε να καλέσουμε και να γράψουμε γονείς χρησιμοποιώντας μια κάρτα Arduino και SIM.

Ωστόσο, μετά από πολλή συζήτηση, αισθανθήκαμε ότι υπήρχαν πάρα πολλές ευκαιρίες να χάσετε το τηλεφώνημα, να αφήσετε το κινητό σας στο σπίτι ή να έχετε κακή λήψη κυττάρων. Επισκεφτήκαμε έναν μηχανικό από την EvenFlo που μας έδωσε κάποιες εξαιρετικές συμβουλές: μην χρησιμοποιείτε διακόπτες για να ενεργοποιήσετε τη συσκευή. Οι άνθρωποι μπορεί να σταματήσουν να το ενεργοποιούν ή να πέσουν θύματα ανθρώπινου λάθους. Η συσκευή πρέπει να είναι φιλική προς το χρήστη και απλή.

Στη συνέχεια, πήραμε τις ιδέες μας στο κέντρο καινοτομίας του Αρκάνσας στο Little Rock, όπου ένας μηχανικός, Nick Jones, μας βοήθησε να αναπτύξουμε περαιτέρω το πρωτότυπο εργασίας μας. Αποφασίσαμε ότι ένα μαξιλάρι πίεσης που συνδέει το καλώδιο γείωσης θα ξεκινήσει το Arduino και θα ξεκινήσει έτσι τον κώδικα. Αυτός ήταν ο απλούστερος τρόπος για να διασφαλιστεί ότι η συσκευή θα ήταν φιλική προς το χρήστη και θα έμενε πάντοτε όταν ένα παιδί ήταν παρόν στο κάθισμα.

Το μέλλον αυτής της συσκευής έχει πολλές διαφορετικές παραλλαγές. Θα θέλαμε να έχουμε ένα ηλιακό πάνελ σε αυτό που επαναφορτίζει την μπαταρία. Θα θέλαμε επίσης μια έκδοση που χρησιμοποιεί το σήμα από έναν αναπτήρα για να πει στο Arduino ότι το αυτοκίνητο είναι απενεργοποιημένο και τώρα πρέπει να αρχίσει να ελέγχει για διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Είναι σημαντικό για εμάς να συνεχίσουμε να βελτιώνουμε αυτήν την τεχνολογία, έτσι μπορούμε να δώσουμε στους ανθρώπους κάποια απλή τεχνολογία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει στη σωτηρία των παιδιών.


Ανιχνευτής άγριας πανίδας

Συντάχθηκε από τους Kaika Burk, Christian Watson, Άννα Μπέργκερ και KayBree Raisor, Snowflake Junior High, Αριζόνα

Το πιο θανατηφόρο ζώο της Αμερικής δεν έχει μεγάλα νύχια, αιχμηρά δόντια ή δηλητηριώδεις κυνόδοντες. Παραδόξως, 150 άνθρωποι πεθαίνουν κάθε χρόνο λόγω συγκρούσεων με ελάφια και άλλες μεγάλες άγριας πανίδας.

Η ομοσπονδιακή διοίκηση οδικής έρευνας και τεχνολογίας ανέφερε ότι υπάρχουν περισσότερα από 1 εκατομμύριο ατυχήματα με άγρια ​​φύση κάθε χρόνο. Η κρατική ασφάλιση αγροκτήματος υπολογίζει το μέσο κόστος του περασμένου έτους για αυτές τις συγκρούσεις άγριων ζώων είναι $ 3.995. Πέρυσι, δαπανήθηκαν 4 δισεκατομμύρια δολάρια για συγκρούσεις άγριας φύσης μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Για να αποτρέψουμε μελλοντικές συγκρούσεις, αποφασίσαμε να κατασκευάσουμε ένα σύστημα ανίχνευσης άγριων ζώων χαμηλού κόστους. Παρόλο που τα συστήματα ανίχνευσης ζώων δεν είναι καινούργια, είναι εξαιρετικά ακριβά και δεν έχουν την ικανότητα να αντιμετωπίζουν τη διαδεδομένη ανάγκη.

Στην αρχή, ο σχεδιασμός μας ήταν μια μεγάλη και δαπανηρή συσκευή με ενσωματωμένο πόλο. Ωστόσο, οι οικονομικές και κατασκευαστικές πιέσεις ανάγκασαν το έργο μας να εξελιχθεί. Για να είναι επιτυχής, γνωρίζαμε ότι η συσκευή μας έπρεπε να είναι χαμηλού κόστους, να κατασκευάζεται γρήγορα και να εγκαθίσταται εύκολα.

Ο τελικός μας σχεδιασμός είναι ένας ανιχνευτής κίνησης ύψους 10 ιντσών, ο οποίος τοποθετείται πάνω από υπάρχοντες στύλους φράχτων κατά μήκος του δρόμου. Όταν ενεργοποιείται, αποστέλλει ένα ραδιοφωνικό σήμα σε όλες τις άλλες συσκευές, προκαλώντας 100 πόδια της γραμμής φράχτη σε στροβοσκόπιο σε προγραμματισμένο μοτίβο. Αυτό έχει σκοπό να προειδοποιήσει τους οδηγούς ότι ένα ζώο έχει πλησιάσει στο δρόμο.

Σχεδιάσαμε όλα τα τρισδιάστατα κομμάτια στο SketchUp Make. Τότε έστειλε τα αρχεία στον 3D εκτυπωτή μας. Μετά την εκτύπωση των αντικειμένων, τους τρίβουμε για να αφαιρέσουμε όλα τα επίπεδα εκτύπωσης. Στη συνέχεια ζωγράφισε τους για να πάρει ένα ομαλό φινίρισμα.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να διαρκέσει πολύ. Προκειμένου να επιταχυνθεί αυτή η διαδικασία, διαμορφώσαμε τις πρωτότυπες εκτυπώσεις μας με σιλικόνη και στη συνέχεια ρίξαμε όλα τα πρόσθετα εξαρτήματα. Έπρεπε να σχεδιάσουμε όλα τα μέρη με πλαϊνές πλευρές έτσι ώστε να μπορούν να τραβηχτούν έξω από το καλούπι. Για να βοηθήσουμε στην εξοικονόμηση σιλικόνης, κάναμε ένα καλούπι από πλεξιγκλάς που ήταν περίπου μια ίντσα μεγαλύτερο σε όλες τις πλευρές σε σύγκριση με τα άλλα καλούπια μας. Χρησιμοποιήσαμε κόφτη λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα για να κόψουμε τα κομμάτια.

Τα ηλεκτρονικά μας συστήματα ελέγχονται από ένα Pro Mini συμβατό με Arduino. Ένας ξεχωριστός αισθητήρας φωτογραφιών (φωτός) απενεργοποιεί όλα τα ηλεκτρονικά κατά τη διάρκεια της ημέρας μέσω ενός τρανζίστορ MOSFET buz11. Τη νύχτα, οι συσκευές χρησιμοποιούν δύο αισθητήρες PIR (παθητική υπέρυθρη ακτινοβολία) για να ανιχνεύουν τη μετακίνηση θερμότητας σώματος από ελάφια ή άλκες.

Μόλις ενεργοποιηθεί, ο μικροελεγκτής κάνει δύο πράγματα: Πρώτον, αποστέλλει ένα ραδιοφωνικό σήμα σε όλες τις άλλες συσκευές χρησιμοποιώντας μια μονάδα πομποδέκτη Nrf2401. Στη συνέχεια, όλοι μπαίνουν σε μια στροβοσκοπική ακολουθία φωτός. Αντιμετωπίσαμε λίγο πρόβλημα στη ρύθμιση της επικοινωνίας, ώστε όλες οι συσκευές να μπορούν να "μιλάνε" ο ένας στον άλλο. Ωστόσο, διορθώσαμε αυτό το πρόβλημα θέτοντάς τα όλα ως ακροατές, έως ότου ενεργοποιηθούν για να γίνουν πομποί.

Ελπίζουμε ότι η συσκευή μας θα χρησιμοποιηθεί σε όλο τον κόσμο για να αποτρέψει τις συγκρούσεις στο δρόμο και να σώσει τη ζωή τόσο των ανθρώπων όσο και της άγριας φύσης.


Μηχάνημα αυτόματης πώλησης ντους

Συντάχθηκε από τους Patrick Camacho και Jendayi Λονδίνο, Gulfport High School, Μισισιπή

Κατά τη διάρκεια της ανταλλαγής ιδεών σχετικά με τις μελλοντικές ιδέες έργων, τα μέλη της Εθνικής Τεχνικής Εταιρείας Αξιολόγησης (NTHS) προσπαθούν να σκεφτούν τρόπους με τους οποίους η τεχνολογία μπορεί να ωφελήσει την κοινότητά τους. Η έλλειψη στέγης έγινε ένα επαναλαμβανόμενο θέμα της πιο πρόσφατης καταιγίδας μας, οπότε αποφασίσαμε ότι το πιο πρόσφατο έργο μας θα επικεντρωθεί στην αντιμετώπιση αυτού.

Ανακαλύψαμε ότι η σχολική συνοικία Gulfport έχει 143 άστεγους σπουδαστές. Τα μέλη του NTHS εξέτασαν ποιοι πόροι ήταν διαθέσιμοι σήμερα για όσους έχουν ανάγκη. Βρήκαμε κουζίνες σούπας, καταφύγια ακραίων καιρικών συνθηκών και μια πρόταση για ένα Κέντρο Ελπίδας που θα παρέχει προσωρινή στέγαση και πρόσβαση σε ντους. Ωστόσο, το κέντρο δεν θα είναι διαθέσιμο για κάποιο χρονικό διάστημα. Υπάρχει ένα πρόγραμμα ντους. δυστυχώς, η υπηρεσία ντους διατίθεται μόνο μία ημέρα την εβδομάδα από τις 8:30 π.μ. έως τις 11:30 π.μ. Οι σπουδαστές χωρίς σπίτι θα πρέπει να χάσουν το σχολείο για να ντους.

Θέτουμε το μυαλό μας στην εξεύρεση τρόπων παροχής στοιχείων προσωπικής υγιεινής σε φτωχούς μαθητές που αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην κοινότητά μας. Μετά από πολλή συζήτηση, ιδεοψυχία και έμπνευση από την αυτόματη μηχανή αυτόματης πώλησης του Taylor Rosenthal, το καταλάβαμε: μια αυτόματη μηχανή που διανέμει αντικείμενα προσωπικής υγιεινής και παρέχει πρόσβαση σε ένα ασφαλές ντους!

Το σχέδιο είναι να αναβαθμιστεί η διαθέσιμη τεχνολογία. Για να μειώσουμε το κόστος και να διασφαλίσουμε τη διατήρηση της ισχύος του μηχανήματος (έτσι κάθε φοιτητής θα μπορούσε να το χρησιμοποιήσει όποτε το χρειαζόταν), αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε ηλιακή ενέργεια. Οι ηλιακοί συλλέκτες θα παρέχουν αρκετή ισχύ για να λειτουργούν το μηχάνημα και να διοχετεύουν φορτίο σε δύο θαλάσσιες μπαταρίες βαθιάς κυκλοφορίας καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας. Το μηχάνημα θα λειτουργεί στις μπαταρίες αυτές όλη τη νύχτα.

Η Ομάδα Κατασκευής του NTHS εργάζεται επί του παρόντος με τοπικούς τεχνικούς και ηλεκτρολόγους μηχανικούς που ειδικεύονται στην ηλιακή ενέργεια για να δημιουργήσουν ένα πλήρες διάγραμμα του ηλιακού συστήματος που απαιτείται για να τροφοδοτήσει το μηχάνημα αυτόματης πώλησης. Επιπλέον, το μηχάνημα θα δέχεται μάρκες που οι σχολικοί σύμβουλοι και οι τοπικοί μη κερδοσκοπικοί οργανισμοί θα διανέμουν σε άτομα που έχουν ανάγκη. Με τη βοήθεια του Εκπαιδευτή Τεχνολογίας Κατασκευών του Gulfport High School, τα μέλη του NTHS θα δημιουργήσουν σχέδια σχεδίασης για το εξάρτημα ντουζιέρας.

Η ομάδα επικοινωνίας έφθασε σε τοπικές μη κερδοσκοπικές οργανώσεις και επιχειρήσεις για να ευαισθητοποιήσει και να συγκεντρώσει δωρεές για το έργο. Η υποδοχή από την κοινότητα ήταν έντονη. Η Allen Beverages παρείχε ένα παλιό μηχάνημα αυτόματης πώλησης, το The Nourishing Place (ένα τοπικό μη κερδοσκοπικό) που συμφώνησε να είναι ο χώρος του πρώτου μηχανήματος, η Congregational Partnership (μια συλλογή μη κερδοσκοπικών οργανισμών του Gulfport) υποσχέθηκε την υποστήριξή τους στο έργο μας, οι επιχειρήσεις δώρισαν προμήθειες για το μηχάνημα.


Drones στη γεωργία

Συντάχθηκε από τον Elexus Johnson και τον Eric Crane, Gering High School, Νεμπράσκα

Σε είκοσι χρόνια, τα παιδιά δεν θα κοιτάξουν τα μεγάλα σκουπίδια "κουβέρτα" ψεκάζοντας τα χωράφια, αλλά αντίθετα κοιτάζοντας ακροπτερύγια με ακρίβεια με ψεκασμό ελάχιστων ποσοτήτων ζιζανιοκτόνου. Αυτή η νέα διαδικασία θα ελέγξει τα ζιζάνια και τις παρασιτώσεις, βοηθώντας παράλληλα τους γεωργούς να επιλέξουν πιο οικονομικά και περιβαλλοντικά υπεύθυνο.

Τον Οκτώβριο του 2016, συμφωνήσαμε ότι ένα σημαντικό πρόβλημα στην κοινότητά μας είναι τα επίπεδα νιτρικών αλάτων στην υδροδότηση μας. Το Ogallala Aquifer προμηθεύει νερό σε 2,3 εκατομμύρια ανθρώπους και θεωρείται από πολλούς ότι είναι το χρυσόμαυρο της Νεμπράσκα. Πρόσφατα τα επίπεδα νιτρικών στον υδροφορέα έχουν παρατηρηθεί σε επίπεδα ρεκόρ. Ξεκινήσαμε να βρούμε μια αλλαγή.

Ανακαλύψαμε ότι οι κουβέρτες ψεκασμού είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα για τα επίπεδα νιτρικών αλάτων στον υδροφόρο ορίζοντα. Για παράδειγμα, ένας καλλιεργητής θα μπορούσε να έχει τα τυπικά σας 5 στρέμματα καλλιέργειας. Η εφαρμογή ζιζανιοκτόνου για αυτό το μέγεθος θα μπορούσε να είναι τόσο μεγάλη όσο 3 λίβρες (ή 19 γαλόνια) ανά στρέμμα. Συνολικά, αυτό σημαίνει ότι οι αγρότες θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν 95 γαλόνια ζιζανιοκτόνου στις καλλιέργειες τους. Αυτή είναι μόνο η πρώτη κουβέρτα πάρα πολύ, δεν υπάρχει λόγος πόσες φορές θα συνεχίσουν να εφαρμόζουν το ζιζανιοκτόνο. Αυτό είναι ένα τεράστιο ποσό, και το μεγαλύτερο μέρος της είναι χαμένη. Δεν είναι σαν να καλύπτεται ολόκληρο το αγρόκτημα σε ζιζάνια.

Τι θα μπορούσε να πάρει όλο αυτό το ζιζανιοκτόνο, αλλά ακόμα να κάνει τη δουλειά να γίνει αποτελεσματικά; Θα υπήρχε ένας τρόπος εξάλειψης του κόστους; Με το καινούργιο μας σύστημα ψεκασμού, ελπίζουμε να βρούμε μια μόνιμη λύση.

Το σχέδιό μας ήταν να δημιουργήσουμε δύο διαθέσιμα drones, ένα drone drone και ένα drone drone. Με τη χρήση της κάμερας NDVI στη μηχανή αναζήτησης, το GPS κατευθύνει την έρευνα και συλλαμβάνει φωτογραφίες του πεδίου. Μόλις ολοκληρωθεί ο εξερευνητής, μπορούμε να μεταφορτώσουμε τις εικόνες σε έναν υπολογιστή. Οι εικόνες μεταφέρονται στην εφαρμογή χαρτογράφησης δεδομένων για να τραβήξουν τις εικόνες και να τις διαμορφώσουν σε μία μόνο εικόνα. Αυτή η εικόνα μπορεί να τεθεί υπό μια σειρά φίλτρων, αλλάζοντας τα χρώματα για να διαφοροποιήσουν τις καλλιέργειες από τα ζιζάνια.

Με τη βοήθεια ενός ειδικού γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) από την περιοχή North Platte Natural Resources, δημιουργήσαμε ένα φιλικό προς το χρήστη πρόγραμμα που ο καθένας θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει χωρίς να χρειάζεται να μορφωθεί με το σχεδιασμό του. Η εφαρμογή της χρήσης εικόνων UAV και πολλαπλών φίλτρων θα απομονώσει τα ζιζάνια και θα περιορίσει τον απαιτούμενο χρόνο για την ανάλυση των εικόνων (NDVI). Μόλις εντοπιστούν τα ζιζάνια, ο δρομέας του εφαρμογέα μπορεί να ακολουθήσει τη διαδρομή πτήσης του προσκοπιστή. Ο δρομέας θα μπορεί να αιωρείται μόλις λίγα εκατοστά πάνω από το ζιζάνιο για να το ψεκάσει.

Η τάξη σχεδίασε την τελική μας πλατφόρμα ψεκασμού με τη βοήθεια ενός 3D εκτυπωτή. Σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον, δημιουργήσαμε επίσης ένα τεχνητό πλέγμα για να μιμηθούμε ένα πεδίο με ζιζάνια που σημειώνονται με κόκκινα X's. Η τεχνολογία μας αποδείχθηκε επιτυχημένη. Ο διανομέας μας ήταν σε θέση να πετάξει κάθε σειρά και να ψεκάσει τα καθορισμένα ζιζάνια χωρίς σφάλμα.



Μπορεί Να Σας Ενδιαφέρει

5, 4, 3, 2, 1 Τα πράγματα σχετικά με τον Rick Schertle

5, 4, 3, 2, 1 Τα πράγματα σχετικά με τον Rick Schertle


Δημιουργήστε έναν τρισδιάστατο σαρωτή από το ανεπιθύμητο ... σε 24 ώρες

Δημιουργήστε έναν τρισδιάστατο σαρωτή από το ανεπιθύμητο ... σε 24 ώρες


Πώς να: Τροφοδότης Scratch Cat

Πώς να: Τροφοδότης Scratch Cat


Busy Extirder νήματος συνταξιούχος κερδίζει τον ανταγωνισμό κατασκευής

Busy Extirder νήματος συνταξιούχος κερδίζει τον ανταγωνισμό κατασκευής