#
#
#
#

Проекты III Летней школы инженерных проектов



Инженерная биология

Релакс-хомяк

Как вы думаете, кто потребляет при дыхании больше кислорода - человек или хомяк? Ответ кажется очевидным, но если пересчитать количество кислорода на массу тела, то хомяк будет потреблять больше. Также вы наверняка замечали, что в спокойном состоянии дышите реже, чем при физической активности. Когда нас ничего не беспокоит, мы потребляем ровно столько кислорода, сколько нужно нашим клеткам для производства белков, копирования ДНК и обменных процессов. Но в зависимости от количества мышц и различных приспособлений организма к окружающей среде количество кислорода может варьироваться. В данном проекте мы попробуем создать прибор, с помощью которого можно оценить потребление кислорода хомяком в спокойных условиях и понять, сколько миллилитров кислорода ему необходимо для поддержания клеточных процессов.

 

Хомяки в экстремальных условиях

Каким образом организмы переживают экстремальные условия, ведь у них нет теплой одежды, отопления в доме, бетонных стен и других благ цивилизации, которыми человечество пользуется уже последние лет 100? Насколько организм способен снижать температуру тела без угрозы себе? Как гипобиоз может помочь в переживании зимы или резкого снижения температуры окружающей среды? В нашей лаборатории мы соберем прототип установки, с помощью которой можно оценить резервные возможности организма грызунов. Т.к. стабильность температуры тела является одним из самых важных показателей для теплокровных животных, то интересно смодулировать природные условия, когда температура окружающей среды резко меняется, но организмы приспособлены к этому и в зависимости от условий обитания, приспособленность разная. Например, грызуны живущие в северных районах более приспособлены к охлаждению, чем грызуны того же вида из южных районов, но взамен этого северные грызуны тратят больше энергии на поддержание температуры тела, что может влиять на продолжительность жизни.

 

I like to move it

В этом проекте мы реализуем проточный газоанализатор - устройство, с помощью которого можно определить концентрацию кислорода и углекислого газа в камере с хомяком. Т.к. мы не можем просто так закрыть хомяка в камере с датчиками - концентрация углекислого газа там будет расти, что может привести к печальным последствиям - мы сделаем "проветривание" с помощью специальной помпы, которая постоянно будет прокачивать воздух через камеру с хомяком. Также у нас будет возможность проверить, сколько нужно кислорода хомяку, чтобы двигаться?

 

Хомяки и колеса

В данном проекте подразумевается создание колеса со счетчиком оборотов, чтобы оценить, сколько оборотов и с какой скоростью пробежал хомяк. Т.к. колесо будет стоять в камере которая определит концентрацию кислорода и углекислого газа мы сможем понять, насколько изменяется потребление кислорода при беге хомяка в колесе и насколько оно отличается от того, если хомяк спит или бодрствует.

 

Программирование

Автопилот для игрушечной машинки

Цель проекта - создание автопилота для игрушечной машинки на языке программирования python. Машинка должна кататься по полигону, имитирующему городские улицы с перекрёстками. На перекрёстках стоят светофоры, которыми можно управлять. Автопилот должен вести машинку в соответствии с ПДД, правильно реагировать на сигналы светофора. 
На машинке установлена камера, передающая изображение на одноплатный мини-компьютер Raspberry Pi, также расположенный на машинке. Программа-автопилот, запущенная на Raspberry Pi, должна распознавать дорогу и светофоры на изображении и управлять моторами машинки.

 

Бегущий в лабиринте

Цель лаборатории – создание программы на Python для автоматической регистрации параметров поведения муравьев с помощью технологии компьютерного зрения. Главный вопрос проекта в том, какую роль играют интеллектуальные способности муравьев для специализации на разных видах деятельности. Для определения интеллекта муравьев предлагается помещать в лабиринт и измерять различные параметры, пока они ищут из него выход. Например, наибольшую скорость, время простоя, путь, время выхода. Таким образом можно будет рассортировать муравьев по специализациям и сделать выводы.

 

Машинное зрение 101

Цель проекта - реализовать существующие алгоритмы машинного обучения или придумать свои способы решения задачи компьютерного зрения. Задача звучит так: есть база фотографий цифр от 1 до 9-ти, написанных разными людьми. При помощи языка Python и математики нужно создать систему которая сможет точно распознавать каждую из этих цифр. В ходе работы мы будем рассматривать разные подходы к решению задач компьютерного зрения, способы представления изображений в форме понятной компьютеру. Будем много разрабатывать на Python, придумывать и применять существующие методы компьютерного зрения, а так же познакомимся с алгоритмами, способными решать эту задачу лучше человека.

 

UNO AR

Цель проекта - создание приложения для настольной игры в дополненной реальности. У каждого участника на смартфоне будут отображаться карты в его "руке", а на столе (с помощью AR) будут размещаться остальные элементы игры, доступные всем игрокам. В игре будет поддержка нескольких игроков через единую сеть WIFI. Также для разработчика будет возможность легко добавить новую игру, поменять правила или внести новые.

 

Голосование

«Блокчейн», «биткоины», «смарт-контракт» - эти модные словечки наверняка сегодня слышал каждый. Но оценить истинное значение и амбициозные перспективы этих новых технологий пока мало кто может. А разобраться в них действительно надо, ведь, хотите верьте, хотите нет, за ними – будущее! :) И мы откроем вам экономическую и математическую суть технологий блокчейна, введем вас в сложный, но увлекательный мир криптовалют и транзакций. В течение нашей с вами работы над проектом эти и многие другие термины перестанут быть странными и далекими. Пока цель нашего проекта – «создание платформы для голосования, использующей смарт-контракт на блокчейне Ethereum» – звучит загадочно и непонятно:) Но к окончанию работы над проектом вы будете хорошо разбираться в особенностях программы для голосования, использующей блокчейн — невозможности подтасовки голосов, децентрализации определения победителя. В ходе вашего обучения будет доступным языком дана теория о распределенных базах данных, все участники проекта поднимут свой блокчейн и напишут смарт-контракт в среде EVM на языке Solidity. Публичная демонстрация готового проекта станет интересным завершением всей нашей Летней школы: с помощью созданной платформы будет проведено голосование среди всех участников за лучший проект лета, и команда-победитель получит приз!

 

 

 

Биоуправление (нейротехнологии) и БОС

Сила скорости Arduino

В рамках проекта планируется собрать тренажер, позволяющий в игровой форме тренировать мышцы. Устройство будет представлять из себя основной модуль, с подключенными к нему ЭМГ датчиками, и тележкой. Взаимодействие между элементами системы, происходит посредством bluetooth. Управляя тележкой с помощью ЭМГ датчиков необходимо будет провести ее по нарисованному на поле маршруту за наименьшее время.

 

Сила скорости LEGO EV3

В рамках проекта планируется собрать тренажер, позволяющий в игровой форме тренировать мышцы. Устройство будет представлять модуль LEGO EV3, с подключенными к нему ЭМГ датчиками, и LEGO-роботом. Взаимодействие между элементами системы, происходит посредством bluetooth. Управляя роботом с помощью ЭМГ датчиков необходимо будет провести его по нарисованному на поле маршруту за наименьшее время.

 

Рука Скайуокера

В рамках проекта планируется собрать устройство, способное управлять роботизированным протезом руки. Будет реализованно две схемы управления. В первой оператор будет управлять протезом с помощью перчатки с датчиками, во второй с помощью датчиков ЭМГ.

 

 

Виртуальный серфер

С ранних лет, с первых шагов все мы учимся удерживать равновесие в стоячем положении. Сложность этой задачи можно понять по неуклюжим шажкам маленьких детей. К сожалению, при некоторых заболеваниях, к примеру, вследствие инсульта, взрослые люди могут утратить способность ходить. В таком случае требуется длительный процесс реабилитации для восстановления утраченных функций. Один из способов терапии основан на стабилометрии - анализе динамики перемещений центра давления человека на опору.

Целью нашей лаборатории является создание подобного тренажера. Пациент, перемещая свой вес по опоре, управляет объектом на экране в игре. Таким ненавязчивым способом происходит тренировка центров мозга, ответственных за равновесие.

Помимо медицинского применения такой девайс может быть полезен спортсменам для работы над балансом, к примеру, для горнолыжников и сноубордистов. Также во многих играх виртуальной реальности перемещения по пространству происходят скачкообразно, что несколько портит общее впечатление от процесса. С помощью стабилометрической платформы можно плавно бороздить просторы виртуального пространства.

 

Контроль разума

В рамках проекта планируется собрать тренажер, позволяющий в игровой форме через биологическую обратную связь по ЭЭГ тренировать состояние, соответствующее успешной деятельности, противопоставляемое существенно неуспешной. Работа включает в себя воспроизведение некоторой активности, например компьютерная игра, измерение ЭЭГ во время игры и проведение кореляционного анализа. Выделенный шаблон ЭЭГ будет использоваться в качестве мишени для тренинга БОС.

 

 

 

Ушки Necomimi

В рамках проекта планируется разработка работающего устройства, визуализирующего биоритмы головного мозга с помощью "ушек". Они будут подниматься если человек будет сосредоточен и опускаться если расслаблен.