какое изобретение сделать с ребенком
Пять изобретений, которые может собрать даже ребенок
17 января — международный день детских изобретений. Совместно с Детским технопарком Университета ИТМО мы подобрали несколько простых идей для поделок, которые можно реализовать в домашних условиях своими руками. Они облегчат вам работу по дому, разнообразят досуг или просто позволят похвастаться в Instagram. Роборука на гидравлике, умная кормушка для домашних животных, воздушный шар, который, можно запустить в стратосферу, – обо всем этом в материале ITMO.NEWS.
Роборука на гидравлике
Сложность реализации: просто
Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 10 лет.
Для начала нужно вырезать несколько прямоугольников из картона и скрепить их с помощью клея и зубочисток. Получившаяся конструкция — основа для руки, к которой нужно добавить шприц. Движение будет происходить за счет второй конструкции. Ее также нужно вырезать из картона и закрепить с четырьмя шприцами с водой. Все движение будет происходить за счет перемещения воды между шприцами. В итоге, за несколько часов работы получится интересная игрушка, которой можно пугать домашнего питомца.
2. Мусорное ведро, которое само открывает крышку и сообщает о заполненности
Примерный возраст: 13 лет
Сложность реализации: средняя
Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 13 лет.
Необходимые инструменты: ультразвуковой датчик, металлический сервопривод, микроконтроллер (все эти и другие предметы можно найти в специализированных магазинах по продаже электронных компонентов).
На мусорном ведре нужно закрепить несколько устройств. Во внутренней части — металлический сервопривод, который будет отвечать за поднятие крышки, и датчик, который будет следить за количеством мусора. Когда мусорка будет переполнена, датчик сработает и откроет ведро, чтобы напомнить о переполненности. На внешней части нужно поставить ультразвуковой датчик, который сработает при приближении человека.
Вся система управляется одним микроконтроллером. Чтобы все работало, нужны некоторые знания в программировании. Можно попробовать научиться работе с микроконтроллерами самостоятельно или пойти на курсы по робототехнике в ITMO.KIDS.
3. Автоматическая кормушка для домашних животных
Сложность реализации: средняя
Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 13 лет
Необходимые инструменты: двигатель, контроллер и шнек (стержень со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси)
Как и с мусорным ведром, на кормушке нужно закрепить детали механизма. Шнек нужно соединить с двигателем и расположить над кормом. Так, стержень будет проворачиваться и выдавливать еду для домашнего питомца. Проблема в том, как настроить процесс на нужное время. В этом нам поможет контроллер. Подключаем его к двигателю и настраиваем его внутренние часы на нужное время. Так он сможет определять, в какое время вывалить нужное количество корма. Полученную систему можно зарядить от блока питания и розетки.
4. Система умного дома, которая сама управляет светом
Сложность реализации: сложная.
Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 15 лет, под присмотром родителей
Необходимые инструменты: микроконтроллер, датчики, реле (устройство, которое управляет ходом тока при внешнем воздействии, например, при кипении чайника именно тепловое реле отключает механизм)
Проект можно делать только под присмотром родителей, так как он предполагает работу с высоким напряжением при сборке. К выключателю света нужно подключить реле, которое управляется микроконтроллером. Необходимо уделить особое внимание изоляции и работать только при выключенном напряжении в квартире, чтобы избежать короткого замыкания, а лучше — поручить работу со светом профессионалу.
Кроме реле, к микроконтроллеру нужно подключить датчик. Запрограммировать их работу нужно простой цепочкой: датчик уловил движение, послал сигнал к реле и оно включило свет.
Датчики можно использовать разные. Например, датчик движения, датчик звука, датчик пересечения луча. Таким образом, можно включать свет в разных случаях: когда в комнате что-то шумит, кто-то двигается или кто-то открывает дверь. Вариаций огромное количество. Посылать сигналы на контроллер можно и другими способами. Например, с помощью пульта управления или с приложения на телефоне через Wi-Fi или Bluetooth, но это усложняет реализацию.
Запуск воздушного шара в стратосферу
Сложность реализации: сложная
Ребенок какого возраста справится с изобретением: от 16 лет, под присмотром родителей
Необходимые инструменты: шар, гелий, модуль GPS, GPRS передатчик, микроконтроллер, аккумуляторы, камера
Специальный большой надувной шар нужно наполнить гелием, который расширяется при полете. К его концу закрепить груз с камерой GoPro, модулем GPS и GPRS передатчиком, которые будут понимать координаты шара и отправлять данные в виде SMS, и микроконтроллером, который обеспечит работу системы. Работать груз будет от аккумуляторов, которые также нужно закрепить на грузе. Вместе с шаром конструкция сможет подняться на высоту до 37 км, но затем упадет обратно на Землю. Камеру с сохраненными кадрами можно будет отыскать благодаря GPS и GPRS.
Детки и их недетские изобретения
Совсем скоро по всей нашей стране пройдут праздничные линейки, и зазвучат школьные звонки. И пойдут наши большие и маленькие детки грызть гранит науки. А между тем, многие из них — да что уж там! — все дети в чем-то смышленее нас. Дети — большие творцы и выдумщики. Их взгляды не зашорены рамками приличий и прочими условностями. Дети способны видеть и воспринимать окружающий мир иначе, не так, как мы — взрослые. Оттого, порой, способны поразить нас своими творениями и изобретениями!
Сегодня я предлагаю вам посмотреть, на что способны дети и, возможно, удивиться тому, что известные всем предметы придумали именно они! Итак, знакомьтесь:
Луи Брайль
Одним из первых детей, чье изобретение дошло до нас, можно считать француза Луи Брайля. В 5 лет он совершенно ослеп на оба глаза, поранившись шилом в мастерской своего отца-сапожника (в некоторых источниках говорится, что слепота стала следствием перенесенной автокатастрофы). Однако эта трагедия не сломила дух молодого человека. Он отправился учиться в школу для незрячих детей. В то время в этом лицее преподавал Валентин Гаюи, разработавший рельефно-линейный шрифт, позволяющий печатать книги для слепых людей. Юный Луи посчитал это изобретение своего учителя неудобным и создал взамен собственный рельефно-точечный шрифт, символы которого можно распознать одним касанием пальца. Так в 1824 году появился известный всем шрифт Брайля, когда изобретателю было всего 15 лет.
Блез Паскаль
Первую считающую, суммирующую или вычислительную машинку — проще говоря, калькулятор, изобрел небезызвестный Блез Паскаль, имя которого сегодня все больше вспоминают по языку программирования PASCAL. 18-летний изобретатель решил помочь своему отцу, сборщику налогов, и упростить его работу. Юноша сконструировал необычную машину, снабженную сцепляющимися зубчатыми колесами, которая могла оперировать большими числами. Однако эта новинка под скромным именем Pascaloine никого не заинтересовала, и первый в истории калькулятор вынужден был еще три века пролежать на полке. К сожалению, из двадцати созданных экземпляров ни один не сохранился до наших дней.
Ральф Самуэльсон
Отсутствие идейных границ у детей порой рождает вещи, придумать которые взрослые просто не в силах. Так, 18-летний подросток Ральф Самуэльсон однажды задался вопросом: «Почему лыжи едут по снегу и только?» В качестве альтернативы снегу была выбрана вода, на которую он, собственно, и поставил зимние лыжи. Со временем конструкция усовершенствовалась, лыжи стали шире, крепления претерпели определенные метаморфозы, и местные ребята, опробовав изобретение, пребывали в диком восторге. Однако запатентовать свое изобретение молодому американцу так и не удалось, зато в историю он вошел как первый водный лыжник мира.
Жозеф-Арманд Бомбардье
В Канаде 16-летний Жозеф-Арманд Бомбардье ошарашил своих соседей, выехав зимой на улицу на странной и очень шумной конструкции, созданной на основе санок и двигателя от автомобиля Ford (парень разобрал старый отцовский автомобиль). Свидетели этого казуса, произошедшего в 1923 году, и не подозревали, что присутствуют при историческом событии — рождении первого в мире снегохода и знаменитой ныне компании Bombardier. Конструкция получилась необычной: двуместные сани с пропеллером, вращающемся при помощи приводного вала двигателя. Еще несколько попыток усовершенствовать свой снегоход привели к тому, что снегоход стал гораздо устойчивее, в нем появилось управляющее колесо с цепью, и, конечно, более удобные сиденья. Практически в этом виде через пару лет снегоход и вышел сначала на государственный, а потом и на мировой рынок. Сейчас данная фирма известна в первую очередь благодаря самолетам, но снегоходы продолжает выпускать до сих пор. Лучшие в мире, кстати.
Джордж Ниссен
16-летний Джордж Ниссен в 1930 году придумал первый современный батут. Чемпион по прыжкам в воду и акробатическим прыжкам, Ниссен построил первый опытный образец батута в своем гараже, соединив при помощи эластичных жгутов часть холста с шарнирной металлической конструкцией. Такое устройство первоначально применялось для тренировки акробатов, но вскоре завоевало популярность и в других сферах. Нессен также придумал первую игру на батутах — Spaceball. Игровая площадка была оборудована несколькими батутами, а также специальными настенными батутами и сеткой, по разные стороны которой находились играющие команды. Задачей команд было перебросить мяч через сетку и забросить его на поле соперников.
Фрэнк Эпперсон
В далеком 1905 году 11-летний Фрэнк Эпперсон из небольшого калифорнийского городка приготовил себе шипучку и отправился с ней на улицу. Как и все дети, увлекшись чем-то более интересным, он оставил стакан на холоде и вовсе позабыл о содержимом. Удивлению не было предела, когда наутро Эпперсон обнаружил новое лакомство, не похожее ни на один из тех продуктов, который он пробовал раньше. Кусочек цветного льда на палочке, которую ребенок тут же приспособил к десерту, оказался настолько вкусным, что уже через год фруктовым льдом производства Эпперсона объедались все посетители местных парков и театров. Еще через несколько лет лакомство получило патент и вышло за пределы одной страны.
Честер Гринвуд
В конце XIX столетия своенравный и талантливый Честер Гринвуд, мальчик из многодетной семьи, отправился с друзьями на каток. Мороз на улице стоял лютый, и уши все время замерзали, заставляя ребят то и дело возвращаться домой. Честер, всем сердцем ненавидящий головные уборы и шарфы, уговорил свою бабушку на сделку — соорудить нечто, что греет уши, но при этом не является ни шапкой, ни шарфом, ни чем-либо еще привычным для того времени. Так к концам проволочной петли он прикрепил по кусочку меха и водрузил эту конструкцию на голову. Самодельные наушники произвели на его друзей такое впечатление, что 15-летнего подростка тут же нарекли местным «дизайнером» и попросили создать каждому из ребят парочку уникальных наушников.
Джек Андрак
15-летний гениальный американец по имени Джек Андрак сделал невозможное. Врачи до сих пор ведут яркие дискуссии по поводу его «неоднозначного» изобретения, однако вклада подростка в мировую медицину это не умаляет. Парень просто придумал, как быстро и бюджетно определить начальную стадию рака поджелудочной железы. Итогом его научных исканий в этой области стал небольшой измерительный прибор (по виду напоминающий айпод), который в течение пяти минут определяет наличие или отсутствие болезни. Исключительность его состоит в том, что он, не потеряв в точности показаний, оказался в 168 раз быстрее своих аналогов и в 26 000 раз их дешевле (и это вовсе не описка).
Джон Кон
В 2012 году 14-летний подросток по имени Джон Кон дал глухим людям шанс наслаждаться музыкой. Он выиграл конкурс молодых изобретателей Google Science Fair с устройством, которое позволяет передать музыку при помощи многочастотных осязаемых колебаний. Благодаря этому девайсу люди будут чувствовать гармонию произведений Бетховена не ушами, а всем своим телом.
Джастин Бекермен
А американский школьник Джастин Бекермен осуществил мечту миллионов и миллионов любознательных людей по всему миру. Он создал портативную подводную лодку с названием U-boat, которая обошлась его семье всего в 2 тысячи долларов. Эта миниатюрная субмарина, построенная на основе пластиковой трубы большого диаметра, позволяет погружаться на глубину до двух метров и оставаться там на протяжении нескольких часов.
Максим Лема
Житель Львова Максим Лема в 12 лет изобрел многофункционального робота для БТИ. Он заменяет нескольких инженеров: замеряет площадь помещения, сканирует ее и передает данные в компьютерную базу через радиосигнал.
Резников Дмитрий
Московский школьник Резников Дмитрий предложил идею и с учеными стоматологического университета разработал уникальную щетку специально для космонавтов, находящихся на орбитальной станции.
А на что способны ваши дети? 🙂 Хвастайтесь в комментариях своими чадами и их творениями!
П.С.: это мой первый материал на «Ярмарке Мастеров», буду рада вашей поддержке и оценке материала.
Идеи для юных изобретателей: 7 необычных поделок
© Коллаж Кристины Савельевой
Ксилофон, спектроскоп и даже проектор!
Поделки помогают детям развивать их творческие способности, а еще благодаря им дети узнают больше нового и учатся решать бытовые проблемы. В процессе они даже могут изобрести что-нибудь полезное!
С первого раза создать действительно великое изобретение ребенку будет сложно, для начала опробуйте уже существующие и проверенные идеи. Возможно, вы вместе придумаете, как усовершенствовать их и сделать что-то новое, или найдете этим идеям другое применение.
Машинка на шарике
Попробуйте смастерить с ребенком экологичный автомобиль. Конечно, пока только игрушечный, но надо с чего-то начинать. Для машинки вам понадобятся пластиковая бутылка, две коктейльные трубочки, деревянная шпажка, крышки от бутылок, воздушный шарик и скотч.
Разрежьте первую трубочку на две части, приклейте одну ближе к горлышку бутылки, а другую ближе ко дну. Сломайте или разрежьте шпажку, вставьте половинки в трубочки. Проделайте в крышках отверстия и наденьте их на края шпажек. Получатся колеса. Приклейте к бутылке вторую трубочку. На верхний ее край наденьте воздушный шарик, закрепите его скотчем.
Надуйте шарик и зажмите пальцем открытый край трубочки. Когда вы уберете палец, шарик начнет сдуваться, а машинка поедет.
Проектор
Эта идея пригодится ребенку для домашнего просмотра кино или презентации. Возьмите смартфон, картонную коробку, увеличительное стекло и скотч.
Снимите или отрежьте крышку коробки. В передней стенке сделайте отверстие и с помощью скотча закрепите в нем увеличительное стекло. От крышки коробки отрежьте прямоугольник и согните его, чтобы получилась подставка для телефона. Установите на нее телефон, поставьте его в коробку.
Закройте в комнате шторы, направьте проектор на стену и включите на телефоне презентацию или видео. Пододвиньте телефон ближе к стеклу или уберите его дальше — так вы сможете менять резкость изображения.
Стетоскоп
Если ребенок любит играть в доктора, то он может собрать некоторые необходимые для игры предметы своими руками. Для стетоскопа нужна картонная втулка (например, от бумажных полотенец), пластиковая воронка, воздушный шарик и скотч.
Вставьте воронку в картонную втулку и закрепите ее по краям скотчем. Надуйте воздушный шарик (так он растянется, поэтому работать с ним будет проще), выпустите воздух, отрежьте основание и натяните шарик на воронку. Закрепите его скотчем.
Спектроскоп
Спектроскоп — это прибор, который используется для наблюдения спектра излучения. А детям он будет интересен тем, что благодаря ему они смогут в любой момент увидеть радугу. И ждать дождя не придется! Вам понадобятся картонная втулка, диск, кусочек картона и скотч. Еще можно взять гуашь и украсить свое изобретение.
Сделайте в нижней части втулки надрез. С другой стороны, напротив этого надреза, вырежьте небольшой квадрат. Из картона вырежьте круг, сделайте в середине прямоугольное отверстие. Закройте кругом верхнюю часть втулки. В самый первый надрез вставьте диск.
Направьте верхнюю часть втулки на небо (но не на само солнце!) и загляните внутрь спектроскопа через квадратное отверстие. Вы увидите радугу. Попробуйте направлять спектроскоп на другие объекты и сравните результаты.
Дети года: школьники, которые сделали 2020-й чуть лучше, и 10 их главных достижений
2020 год почти ни у кого не вызывает теплых чувств, но это не значит, что человечество просидело двенадцать месяцев сложа руки и не сделало ничего хорошего. Сделало. Более того, представители самой молодой его части — школьники, — несмотря на пандемию и связанные с ней ограничения, продолжали заниматься наукой и другими серьезными вещами и добились на этом пути совсем не детских результатов. Рассказываем о десяти изобретениях и достижениях подростков, которыми мы все можем гордиться.
1. Тринадцатилетняя школьница из Нижнего Новгорода создала костюм для реабилитации
Этот миокостюм — так Арина Филимонова назвала свое изобретение — снаружи напоминает спортивный, однако внутри он устроен сложнее: два слоя ткани добавляют костюму жесткости, дополнительный слой защищает организм от бактерий, но главная составляющая — датчики для миостимуляции электрическим током.
Благодаря датчикам мышцы постоянно сокращаются, то есть находятся в тонусе. И именно поэтому организм восстанавливается быстрее. Чтобы контролировать этот процесс, Арина предусмотрительно добавила в костюм другие датчики, которые передают врачу информацию о состоянии пациента.
О создании миокостюма школьница задумалась после того, как ее друг в четвертом классе получил компрессионный перелом позвоночника. Из-за травмы он почти год провел в постели, а потом долго восстанавливался.
Тогда Арина расспросила врачей, как можно ускорить процесс реабилитации, затем провела самостоятельное исследование и собрала рабочий прототип, предварительно заказав датчики для костюма на AliExpress. Прототип тестировался на младшем брате Арины.
По словам изобретательницы, миокостюм можно улучшить, поставив в него более дорогие датчики, но и сейчас он работает хорошо. У одного из пациентов, который использовал костюм в течение трех недель, уплотнились мышцы и повысилась эластичность волокон.
2. Московские десятиклассники изобрели подледную теплицу для полярников
В теплице есть несколько зон с разной температурой и освещением. По мере созревания растения перемещаются из одной зоны в другую, как на конвейере. Протестировав свою теплицу в условиях школы и собрав урожай, десятиклассники доказали, что технология работает.
3. Одиннадцатиклассник из Реутова создал дешевый манипулятор для протеза руки
Манипулятор для протеза руки и сам протез Даниил Никитин напечатал на 3D-принтере, а потом в течение года претворял проект в жизнь. В итоге устройство работает следующим образом: манипулятор крепится на здоровую руку и передает ее движения на протез — отслеживается градус наклона.
Протез зеркалит здоровую руку, и человек может делать простые вещи: держать предметы, открыть дверь, приготовить еду и т. д.
Изобретение одиннадцатиклассника позволило снизить стоимость бионического протеза с сотни тысяч рублей до четырех тысяч. Однако пока протез в продажу не поступил.
4. Шестиклассник из сибирского села изобрел перчатки-невидимки для защиты от коронавируса
По словам мальчика, антисептик должен быть сделан на основе силикона, который застывает, соприкасаясь с кожей, и растворяется, попадая под воду. Защищать от инфекций такие «перчатки» будут около часа и будут доступны каждому: в состав крема не должны входить редкие вещества, поэтому сам крем будет дешевым.
Проектом юного изобретателя уже заинтересовались ученые. Только перед тем, как претворить его в жизнь, они планируют провести серию тестов, чтобы избежать аллергических реакций.
5. Пятнадцатилетняя изобретательница создала приложение для борьбы с кибербуллингом
Kindly ищет в сообщениях пользователей оскорбления, а когда находит, советует что-то изменить в тексте. Проект был высоко оценен, и в итоге Time назвал Гитанджали Рао ребенком года. Предварительно комиссия журнала ознакомилась с проектами пяти тысяч детей.
6. Школьница из Тюмени создала «лежачий полицейский» для велосипедистов из неньютоновской жидкости
Как известно, неньютоновская жидкость меняет вязкость в зависимости от того, с какой скоростью в нее что-либо погружается: погружается быстро — жидкость сгущается, медленно — становится более водянистой. Поэтому велосипедисту, чтобы не подпрыгнуть на «СлипКОПе», нужно просто сбавить скорость.
Пока «лежачие полицейские» из крахмала в Тюмени не используются, но всё может измениться. Ребята верят, что перемены наступят, поэтому начали разрабатывать приложение, в котором на карте велодорожек поставят все точки с потенциальными «СлипКОПами».
7. Десятиклассники разработали план искусственного острова в заливе Петра Великого
Константин Воротков, Алексей Плешкань и Максим Маханьков из Кемерова приняли участие в чемпионате Case-In и придумали проект искусственного острова : выбрали место, проработали план строительства и не забыли учесть, как остров будет связан с большой землей и что его жителям понадобится для нормальной жизни. Например, сколько нужно пресной воды, еды, электроэнергии, как будет утилизироваться мусор.
Свой остров десятиклассники назвали «Двери Востока». По задумке, он будет располагаться в заливе Петра Великого и станет культурно-научным центром, а также центром продвижения стартапов и международного сотрудничества России со странами Азиатско-Тихоокеанского региона. Возможно, так и будет.
8. Двенадцатилетний школьник из Калининграда открыл в подвале исторический музей
Сначала музей Владимира Дорофеева находился в его комнате, и, по правде, сам он это музеем не считал. Но вскоре места в комнате не осталось, и тогда родители предложили сыну переместиться в подвал. Он так и сделал. Потом соорудил полки и выставил противогазы, гильзы, каски и другие исторические артефакты, которые он находит на барахолках и в антикварных магазинах, в стройный ряд.
По словам мальчика, в его коллекции около 1000 предметов, и «несерьезных» среди них нет. Например, на одной из полок хранится бутылка стоимостью семь тысяч рублей.
Вскоре Владимир начал проводить по своему музею экскурсии за символическую плату в 50 рублей. За эти деньги посетители не только узнают историю вещей в контексте большой истории, но и могут эти вещи потрогать.
9. Старшеклассники из Томской области сконструировали модель подземного газгольдера для отопления домов
Ребята сконструировали макет газгольдера из подручных средств, презентовали свой проект специалистам компаний ТЭК и стали бронзовыми призерами школьной лиги чемпионата Case-In.
10. Одиннадцатиклассник из Челябинской области победил в Международной Менделеевской олимпиаде по химии
Илья, успешно выполнив 90% заданий, обошел 129 соперников — лучших школьников-химиков из разных стран. Юноша также получил премию имени Валерия Лунина в размере 5000 долларов.
К этой победе он шел с 4-го класса, когда впервые по-настоящему увлекся химией, и уже с 7-го класса стал регулярно побеждать в районных олимпиадах. Именно там его заметил преподаватель школы олимпийского резерва по химии в Магнитогорске Андрей Ушеров, который стал готовить школьника к более серьезным соревнованиям. Спустя несколько лет Илья победил во Всероссийской олимпиаде по химии, тем самым открыв себе путь к Международной.