Сбой в работе техники - одна из распространенных причин аварийных ситуаций на предприятиях углепрома. Так, пару лет назад Ростехнадзор на девяносто суток приостановил работу дизельно-гидравлических локомотивов одной из шахт Кемеровского района. Дизелевозы там эксплуатировали в неисправном состоянии, что могло плохо закончиться. По правилам безопасности, диагностику монорельсовых дорог нужно проводить еженедельно. Но делается это вручную и "на глаз": точно измерить важные параметры физически невозможно из-за слишком большой высоты. Значит, есть риск, что рельсы из-за повреждения крепящих элементов разойдутся на стыках и локомотив на них не удержится.
Кемеровский десятиклассник Вячеслав Визило, изучив проблему, предложил оснастить дизелевозы дополнительными датчиками и программным обеспечением. Автоматическую систему контроля с использованием машинного зрения школьник разрабатывает под руководством своего наставника Ивана Паскаря в центре детского научного инженерно-технического творчества "УникУм". Датчики крепят на кабину дизелевоза, который для проведения диагностики останавливать не нужно. Состояние монорельсовой дороги отслеживается прямо во время ее работы. Блок управления фиксирует все отклонения от нормы, включает фотокамеры, полученные изображения анализируются, и программа отмечает проблемные зоны. Прототип "умной" системы уже протестирован. Теперь необходимо разработать предсерийный образец и испытать его в полевых условиях.
А состояние оборудования в труднодоступных местах угольных шахт поможет обследовать мобильный робот, придуманный девятиклассником из Ленинска-Кузнецкого Михаилом Ивановым. Он уже два года занимается в местном центре детского научного инженерно-технического творчества "Трамплин".
- Мои родственники работают в шахте, и когда надо было обследовать малодоступные места, некоторые пытались пробраться туда с мобильным телефоном. Но это неудобно и небезопасно. Вот я и решил помочь, - рассказал Миша.
У подвижной самоходной камеры с клешней-манипулятором для взятия проб совсем небольшой радиус разворота, и она идеально подходит для работы в замкнутых пространствах, в том числе образующихся в результате ЧП. Но лабораторные испытания прототипа, который передвигается на гусеничном шасси, выявили как плюсы, так и минусы. Оказалось, что в производственном помещении на относительно неровной поверхности робот с задачами справляется, а на насыпи угля он застревает. Придется либо улучшить шасси, либо заменить их колесами. В планах также - определить возможные размеры устройства и рассчитать его себестоимость.
Среди разработок, представленных финалистами всероссийского детского научного конкурса в Кемерове, есть система беспроводной подводной связи в экстремальных условиях. Она способна заменить используемый аквалангистами язык жестов. Учащиеся барнаульского научно-образовательного центра "Наследники Ползунова" Савелий Сидоров, Степан Тимченко и Кирилл Быстрицкий смоделировали и собрали исследовательский стенд, провели первые испытания компонентов системы, основанной на акустическом методе передачи информации, и создали пробную модель оригинальных устройств.
Тем временем студенты и магистранты Кузбасского государственного технического университета имени Т. Ф. Горбачева Виталий Петраков, Анна Тыра и Никита Вилисов решают проблему переработки крупногабаритных шин карьерных самосвалов. Объемы складирования этих и других резинотехнических отходов угольной промышленности год от года растут. Только в Кузбассе их скапливается до десяти миллионов тонн, и почти половину закон требует утилизировать. Из шин можно делать не только мягкие покрытия для детских площадок, но и востребованные энергетические и химические продукты. Только вот технологии переработки должны быть экономически обоснованными.
- Мы объединили два процесса: сначала проводим пиролиз, или термическую обработку резиновой крошки (ее нам предоставляют угольщики), а после - газификацию твердого остатка углерода. Это потенциальный сорбент для очистки сточных вод на промышленных предприятиях, - рассказали молодые ученые.
На изобретение получен патент. Разработчики планируют подготовить технико-экономическое обоснование внедрения результатов своих исследований и создать на базе угольного предприятия демонстрационную версию установки.
Научной деятельностью авторы этого проекта занялись, когда поступили в вуз. Но в последние несколько лет в Сибири активно создается инфраструктура для еще более раннего старта.
- Школьники решают недетские задачи, это вполне реальные кейсы для предприятий. В нынешнем году мы запустили большой проект "Как стать профессором", ведь наша задача - развивать наставничество начиная со школы и детского сада. Есть семейные династии, есть научные руководители, научно-образовательные центры при вузах, а также школы Российской академии наук и научные конкурсы. Чтобы ребята, их родители и учителя знакомились с сильными местами университетов, мы начали развивать научно-популярный туризм. Необходимо формировать у молодежи современные представления о науке. У каждого в ней свой путь, свой уникальный маршрут, и нужно эти научно-образовательные маршруты организовать. Должна быть бесшовная технология, объединяющая образование, науку и производство, - уверен министр науки, высшего образования и молодежной политики Кузбасса Сергей Пфетцер.
Директор Научно-образовательного центра "Кузбасс" Ирина Ганиева напомнила, что три года назад в регионе создали "Инженерную лигу". Индустриальные предприятия ставят специальные практические задачи и обозначают проблемы, которые оформляются в задания для учащихся с пятого по одиннадцатый классы. Конкурс проводят дважды в год - сезонами продолжительностью примерно три месяца каждый.
В прошлом году в решении производственных кейсов участвовали школьники из шести регионов России. В Кузбассе сосредоточились на вопросах экологии. Так, например, на основании разработанной карты вредных выбросов нужно было определить оптимальное расположение будущего карбонового полигона.
Софья Балакирева, министр образования Кузбасса:
- Область активно участвует в нацпроекте "Точки роста", благодаря которому и в малых городах у ребят есть возможности для дополнительных занятий наукой. Если раньше акцент делали на программирование, то теперь и на естественнонаучные дисциплины - физику, химию. Не только в Кемерове, но и в других городах Кузбасса открылись "Кванториумы", уже четыре года действует "Сириус-Кузбасс". Нет никаких преград для занятий научным творчеством. Вопрос лишь в том, какой путь лучше выбрать. Очень бы хотелось, чтобы каждый учитель, работающий в школе, расширял рамки узких образовательных программ и стандартов, давая ребятам возможность для творчества и новых научных открытий. А дальше их ждут многочисленные площадки.