А.Гнединская. Молодым везде у нас наука

"Московский комсомолец", 27.11.2009

Юные таланты из Центральной России спасут мир от глобальной катастрофы

Нет, наверное, в мире человека, который не следил или по крайней мере не знал о недавних стыковых матчах по футболу, по итогам которых лучшие команды поедут на чемпионат мира-2010 в ЮАР. Однако есть такие соревнования и конкурсы, которые пока не столь популярны, но страсти внутри них кипят не слабее, чем на футболе, – есть свои фавориты, отборочные туры. Речь сегодня пойдет о самом крупном в нашей стране конкурсе молодых ученых "Зворыкинский проект" – это приоритетная программа Федерального агентства по делам молодежи. По поручению Президента Российской Федерации конкурс проводится уже второй год для того, чтобы дать возможность тысячам молодых людей реализовать свой научный и творческий потенциал в России, стать успешными и богатыми через внедрение в жизнь своих идей и проектов.

По результатам прошедших отборочных туров в различных федеральных округах (такая форма отбора, кстати, используется в этом году впервые) "МК" выбрал самые интересные работы. Некоторые из них наверняка будут претендовать в начале декабря на главный приз "чемпионата" – участие в "финале", а именно: во Втором всероссийском молодежном инновационном конвенте в Санкт-Петербурге.

Как пол учить урожай из воздуха? Каким образом холодильники помогут предотвратить экологическую катастрофу? Пока одни юные изобретатели разрабатывают проекты космических городов будущего или оранжерей на Марсе, другие занимаются более земными проблемами. Все проекты участников Первого молодежного инновационного конвента в Центральном федеральном округе могут быть реализованы в ближайшие несколько лет. Если, конечно, найдутся деньги. Из более чем 70 разработок "МК" отобрал пять наиболее перспективных.

Сады Семирамиды на подоконнике

Едва ли не каждая хозяйка хоть раз в жизни пыталась превратить подоконники своей квартиры в цветущие сады. А что делать – ведь в магазинах прилавки со свежей зеленью скорее похожи на выставки гербариев. На рынках же торговцы заламывают за пучки укропа такую цену, будто продают букеты хризантем. Вот и приходится любителям витаминов вместо гераней-фикусов "украшать" окна в спальне горшками с петрушкой или банками с луковицами. Помочь бедолагам решил студент Брянского государственного политехнического университета Виктор СИДОРЕНКО. С помощью созданной им установки "Домашняя аэропоника" можно круглый год выращивать в квартире свежий салат или помидоры. И все это без ежедневной "вахты" по поливу или удобрению огорода на дому.

– Для выращивания растений с помощью моей установки не требуется ни вода, ни земля. Корни находятся в воздухе. Ультразвуковой туманообразователь преобразует питательный раствор в аэрозоль, который обволакивает корневую систему. Таким образом растения получают все питательные вещества, – объясняет Виктор принцип работы "воздушного огорода".
Как уверяет студент, урожай в "садах Семирамиды" будет созревать раза в четыре быстрее, чем на аналогичной культуре, выращенной в почве. И что удивительно, при том же освещении, температурном режиме и одинаковых удобрениях.

Идею создать установку "Домашняя аэропоника" Виктору подкинула жена, которой надоело ругаться с продавцами овощей из-за цен на мумифицированные огурцы да помидоры. Пришлось студенту-программисту срочно переквалифицироваться в ботаника.

– Раньше в магазине мы долго выбирали, купить нам отечественные, чаще всего не слишком аппетитные, овощи либо переплачивать за "глянцевые" экспортные плоды. Теперь супруга очень довольна. В прошлом месяце мы готовили салат из выращенных своими руками перцев, а недавно собрали первый урожай помидоров черри, – радуется Виктор. – Вообще-то с помощью этой установки можно собирать до четырех урожаев в год.

Для людей, у которых нет времени ежедневно поливать да рыхлить почву в горшках, такая "воздушная теплица" просто находка. Весь процесс здесь полностью автоматизирован. Вставил вилку в розетку – а через месяц подходи срезать зеленый салат или укроп.

– Всей электроникой и освещением управляет таймер, – поясняет Виктор. – Единственное, что требуется от владельца такой установки, – это два раза в неделю заменять питательный раствор, чтобы не заводились микроорганизмы. Причем удобрения можно купить почти в любом магазине для огородников.

Пока установка существует в единственном экземпляре. Но Виктор надеется, что уже через несколько лет его изобретение будет стоять на кухне у каждой хозяйки между кухонным комбайном и микроволновой печью.

– Аналогичные американские установки продаются по цене от 15 до 70 тысяч рублей. В наших же условиях по моему проекту себестоимость такого прибора будет максимум 2 тысячи, – уже подсчитал разработчик. – Мне кажется, 3 тысячи рублей – это не такая большая цена за удовольствие ежедневно видеть на столе выращенные своими руками свежие овощи.

Причем установку можно использовать как дома, так и в крупных агрокомплексах.

– Нам нужно срочно начать производство таких домашних аэроогородов, – уверяет Виктор. – Ведь если не мы это сделаем, рано или поздно нас опередят китайцы... У них нюх на полезные изобретения.

Сохранить продукты помогут магниты

Каждый ребенок знает, что обычные холодильники ежедневно приближают наш мир к экологической катастрофе. Газ фреон – сердце любой охлаждающей установки – нещадно разрушает озоновый слой. Спасти Землю от экологического апокалипсиса решили аспиранты Тверского государственного университета. Они уверены: уже через пять-десять лет компрессорные холодильники можно будет найти разве что на свалке металлолома.

Для своего проекта ребята даже придумали звучный слоган: "От магнитов на холодильниках к магнитным холодильникам! "

– Сейчас мы занимаемся разработкой материала с увеличенным значением магнитокалорического эффекта. Дело в том, что ряд металлов при их размагничивании или намагничивании изменяют температуру. Это наблюдение мы и хотим использовать при производстве холодильников нового типа, – разъясняют "МК" суть проекта аспиранты ТГУ Юрий КОШКИДЬКО и Алексей КАРПЕНКОВ.

Принцип "магнитного охлаждения" ребята готовы продемонстрировать при помощи простейшей установки.

– Прибор представляет собой два магнита, между которыми находится металл гадолиний. Если вытащить пластину из магнитного поля, температура тут же изменится, – ребята указывают на табло электронного "градусника". – Видите: раньше прибор показывал 22, 2 градуса, теперь – лишь 21, 7. Процесс охлаждения налицо.

Если бы не дороговизна чудо-металла, его бы уже давно использовали производители охлаждающих установок во всем мире.

– Применять гадолиний экономически невыгодно: очень дорога его очистка. Цена килограмма этого металла – 100 долларов, мы же хотим разработать материал, который будет стоить не больше 10-30 долларов за три кило, – поясняют ребята. – Уже сейчас на основе наноструктурных материалов мы разработали вещество, обладающее высокими значениями магнитокалорического эффекта. Но, чтобы достичь показателей гадолиния, необходимо потратить еще несколько лет.

Точнее, пять. Именно за этот срок аспиранты обязуются разработать спасительный заменитель фреона. Конечно, при наличии 15 млн. рублей, которые необходимы физикам на научные исследования.

– Три года мы ищем материал, а за два года составляем схему магнитного охлаждения и проверяем эффективность материала, – говорит Юрий Кошкидько. – А сумма по мировым показателям ничтожная. Ведь, к примеру, министерство энергетики США финансирует разработки в данном направлении уже на протяжении 25 лет.

Плюсов у магнитных холодильников несколько. Во-первых, они экологически безопасны. Ребята подсчитали: если весь мир будет использовать магнитные холодильники, это сразу уменьшит общее энергопотребление на 5%. Во-вторых, КПД у таких приборов значительно выше, чем у существующих сейчас. Кроме того, эту технологию можно применять не только при производстве бытовых морозильных камер.

– Производство промышленных рефрижераторов, кондиционеров, охлаждение элементов микропроцессоров – везде такой металл будет просто незаменим, – перечисляет Алексей Карпенков. – Я уж не говорю о научных исследованиях, которые иногда требуют получения сверхнизких температур.

Отпечаток пальца вместо пароля

"Введите логин", "введите пароль"... Каждый из нас, чтобы зайти на страничку в социальной сети или прочитать послание по электронной почте, по 10 раз в день вводит индивидуальный шифр. Код от пластиковой карты, пароль от сетевого магазина, от сайта знакомств... Не запутались еще в цифрах? Аспирант из Москвы Георгий ФОМИЧЕВ предлагает раз и навсегда покончить с этой утомительной процедурой. Заменить цифровой код на отпечатки пальцев – вот решение проблемы.

– Я создаю программу, с помощью которой можно заменить все имеющиеся сейчас средства защиты в интернете – логин, пароль, CMC-уведомления – обычной биологической авторизацией. Теперь для входа на всевозможные интернет-ресурсы пользователю нужно всего лишь приложить палец к специальному сканеру, – объясняет Георгий.

Особенно эта программа пригодится владельцам ведущих корпораций, которые мечтают защитить свою сеть от взлома.

– В одной крупной конторе Москвы биометрическая авторизация уже используется. Но там она служит лишь для доступа в помещение и учета рабочего времени. Мы же планируем таким образом защитить доступ к корпоративной сети и секретной документации, – говорит Георгий.

По словам разработчика программного оборудования, уровень защиты данных при биометрической авторизации несоизмеримо выше, чем при использовании традиционного цифрового кода.

– У распространенных моделей сканеров вероятность ошибки одна к десяти миллионам, но есть приборы, где это соотношение один к миллиарду.

Поэтому вероятность, что взломают ваш персональный код, гораздо выше, чем то, что прибор вас неправильно идентифицирует.

Сейчас Георгий Фомичев с коллегами разработали несколько тестовых модулей, скачав которые на свой ПК можно зашифровать файл или зайти в операционную систему компьютера. Правда, в России да и в мире эти разработки пока не слишком популярны.

– Пока что биометрическая авторизация не нашла широкого применения в мире. Сейчас перед нами стоит задача, как сделать этот софт настолько удобным, чтоб им могли пользоваться все.

Удобрениями – по гололеду!

Какими только способами не борются коммунальщики с гололедицей: и песком дорожки посыпают, и реагентами поливают. А народ все равно приходит с прогулок с белыми разводами на ботинках да ушибленными коленками. Магистрантка Тверского государственного технического университета Ольга ГРУНЯСТИКОВА предлагает заменить едкие реагенты обычным торфом. Новое средство для борьбы с гололедицей она назвала коротко, но емко: "RastoPEAT".

– Сейчас используют два типа противогололедных средств: механические – это прежде всего песок – и химические. Наше средство можно расположить между двумя этими типами реагентов. Основа "Растопита" – это торф, преобразованный в гранулы. Внутрь гранул добавляется минимальное количество химических либо щелочных компонентов.

Плюсы при использовании такого средства очевидны.

– Механические средства засоряют канализацию. Весной коммунальным службам приходится вычищать тонны песка из водостоков. Наш же материал полностью разлагается, – поясняет Ольга. – Химические реагенты так и вообще наносят непоправимый вред растениям. Торф же, наоборот, даже может использоваться как удобрение.

Даже с коммерческой точки зрения новый реагент гораздо эффективнее применяющихся на сегодняшний день.

– Если сравнивать с химическими реагентами, то производство "Растопита" обходится дешевле в несколько раз. В первую очередь из-за дешевизны исходного сырья – торфа. Конечно, механические средства стоят меньше. Но во всем мире уже давно отказались от их использования.

Правда, пока разработанный Ольгой торфяной реагент в условиях мегаполиса еще не использовался. Но девушка уверена: ее разработка не подведет.

– Мы проводили испытания во дворе нашего института, и "Растопит" показал очень хорошие результаты. Дело все в том, что наш продукт атакует лед сразу с двух флангов: эффект от действия химических реагентов усиливают торфяные гранулы, которые, нагреваясь от солнечной радиации, растапливают лед.

Осталось только найти предприятие, согласившееся бы производить реагент в промышленных масштабах.

Электронный помощник гаишника

Каждый, кто хоть раз в жизни попадал в ДТП, помнит, сколько времени требуется автоинспекторам, чтобы установить виновных. С помощью прибора, разработанного доцентом кафедры информационных систем и информационного менеджмента Владимирского госуниверситета Дмитрием АЛЕКСАНДРОВЫМ, процедура "разбора полетов" станет легче в разы. Показания нового прибора, установленного на автомобиль, помогут инспектору ГИБДД составить полную картину происшествия: с какой скоростью двигался автомобиль, пытался ли водитель затормозить, был ли занос.

– Наш проект называется "гибридное навигационное устройство с функцией "черного ящика". Прибор использует возможности двух навигационных систем: спутниковой и инерционной. Последняя используется, когда из-за плохих метеоусловий связь со спутником невозможна, – объясняет Дмитрий. – Все данные обрабатываются и заносятся в память "черного ящика". Таким образом, можно отследить скорость автомобиля, точное время, когда он начал тормозить, линейное и угловое ускорение. Последнее поможет определить, были ли на дороге кочки, занесло ли машину перед столкновением.

Дмитрий не отрицает: подобные устройства на рынке уже существуют. Сейчас на ряд дорогих авто производители устанавливают видеорегистраторы, проще говоря, камеры, которые фиксируют последние сто метров движения.

– Если вдруг случается авария, инспектор ГИБДД, опираясь на изображение, может составить подробную картину происшествия, – поясняет Дмитрий. – Но если машина двигалась в темноте, разобрать трек практически невозможно. Наш же прибор опирается на данные спутниковой и инерциальной навигации, а значит, на его показания не повлияют ни погодные условия, ни освещенность.

Главное же отличие отечественной разработки – цена.

– Мы предлагаем устройство, которое будет стоить не больше тысячи долларов. А аналогичные приборы, которые сейчас устанавливают на судах, стоят по меньшей мере 20 тысяч, – подсчитал Дмитрий. – Секрет заключается в том, что сама электроника стоит порядка 500 долларов. Основная же цена на программное обеспечение на основе математической модели. На это мы сейчас и делаем упор.

Кроме того, разработчики планируют снабдить прибор устройством, которое будет фиксировать остаток топлива в бензобаке. Особенно эта функция будет полезна коммунальным службам – чтобы водители не воровали бензин.