В настоящее время бурно развивается 3D-моделирование. Данное направление дает хорошую возможность школьникам внести свой вклад в развитие науки и новых технологий. С помощью 3D-моделирования обучающиеся школ под руководством своих наставников имеют возможность воплотить свои самые смелые технические идеи по созданию «полезных» вещей для современного мира. С точки зрения материальных расходов моделирование не слишком затратно. Можно печатать детали для различных механизмов из обычного пластика. Для процесса печати моделей требуется лишь пластик, который сегодня можно купить в любом магазине. Доступность расходного материала и его невысокая цена позволяют сегодня проводить в различных городах России конкурсы по 3D-моделированию, участники которых могут продемонстрировать свое умение создавать трехмерные объекты.
В этом году в нашем городе проходил региональный этап IX «Всероссийской командной инженерной олимпиады школьников по 3D-технологиям». Олимпиада проводилась с целью создания условий для выявления, мотивации, поддержки и поощрения талантливых школьников, проявляющих интерес к инновационным 3D-технологиям, увлеченных изучением аддитивных технологий по техническим направлениям. Участие команды нашего лицея в Олимпиаде не было случайным, так как мы уже несколько лет занимаемся 3D-моделированием, умеем проектировать трехмерные объекты и печатать их на 3D-принтере.
На первом этапе Олимпиады все участники ознакомились с темой, в рамках которой необходимо было разработать проекты. По завершении состязания команды представили свои разработки для оценки жюри. Основная тема проводимой Олимпиады была посвящена решению экологических проблем в нашей стране. Сумма итоговых баллов, по которым определялся победитель, складывалась из оценок презентации проекта и прототипа разработки, созданной с помощью 3D-принтера.
Команда МОУ «МГМЛ» разработала проект под названием «CleanBot-Pro», направленный на решение проблемы с низкой эффективностью и высокой стоимостью традиционных способов сбора мусора, а также помощь людям с ограниченными возможностями. Наш проект рассчитан на полную замену классических роботов-пылесосов и помощь людям с ограниченными возможностями с уборкой дома. Этот робот может утилизировать мусор, тем самым решать проблему с переработкой мусора по всей стране.
На данный момент проблема со сбором мусора активно решается различными компаниями, такими как «ZenRobotics», «AMP Robotics», «Nevlabs», «СиСорт» и др. Однако они не могут собирать крупногабаритные виды мусора. «CleanBot-Pro» направлен на сбор и утилизацию различных видов мусора, таких как пластик, бумага и пищевые отходы. Сборка мусора осуществляется с помощью клешней, которые сортируют его по виду (пищевые отходы, пластик, бумага). Утилизация проводится посредством высокой температуры на станции, до которой робот доезжает автоматически. Стоит упомянуть, что сейчас роботы-пылесосы в среднем стоят от 20 до 60 тыс. рублей. По такой цене роботов можно найти в любом магазине техники. Продукт нашего проекта обойдется в 5 раз дешевле.
Работа над проектом осуществлялась поэтапно. В самом начале наша команда подготовила и проверила всю необходимую технику (3D-принтер и ноутбуки, на которых осуществлялась работа). Затем началось создание презентации проекта и моделирование отдельных компонентов в программе «Компас». Позже, как только необходимые детали были спроектированы, сразу был запущен процесс их печати на 3D-принтере. После печати всех необходимых элементов, работа над презентацией была закончена. На заключительном этапе работы наша команда собрала и протестировала прототип робота-пылесоса (рис. 1).
Рис. 1. 3D-модель робота-пылесоса
Плюс данного проекта заключался в том, что он может полностью заменить классических роботов-пылесосов. А также этот робот способен утилизировать мусор, тем самым решать проблему переработки бытовых отходов по всей стране.
Принцип работы нашей модели заключается в следующем: робот-пылесос перемещается по заданной территории и собирает мусор с помощью клешней. Если возникает необходимость, он может выдвинуть «вентиляторы» и убрать пыль с пола. Собранный мусор распределяется по съемным корзинам (для бумаги, пластика и пищевых отходов). После выполнения задач, робот едет утилизировать мусор на станцию. Мусор сортируется с помощью камеры, которая прикреплена к роботу.
Мы считаем, что наш проект будет интересен потребителям, так как принцип работы пылесоса достаточно прост и он не требует присутствие человека (в отличие от аналогов). Мы допускаем, что эксплуатация первой модели может сопровождаться некоторыми сбоями в программах. Дальнейшая отладка программного обеспечения будет направлена на достижение полной автоматизации работы модели.
Наш проект способен полностью заменить классических роботов-пылесосов и помочь людям с ограниченными возможностями с уборкой дома. Этот робот может утилизировать мусор, что поможет решить проблему с переработкой бытовых отходов во всей стране.
Литература:
- Усатая, Т. В. Трехмерное компьютерное моделирование в проектно-технологической деятельности / Т. В. Усатая, Д. Ю. Усатый, Е. А. Свистунова // Автоматизированные технологии и производства. — 2015. — № 4(10). — С. 28–31.
- Хрусталева, Н. В. Проектная деятельность с использованием 3Д-технологий / Н. В. Хрусталева // В мире студенческой науки: сборник статей Международного научно-исследовательского конкурса, Пенза, 10 мая 2021 года. — Пенза: Общество с ограниченной ответственностью «Наука и Просвещение», 2021. — С. 138–140.
