Никита Сидоркин
Школьник из города Изобильный Ставропольского края Никита Сидоркин придумал автоматизированный улей, спасающий пчёл и шмелей от массовой гибели
В новостях часто сообщают о массовой гибели пчел и медоносных пчел. Для городских жителей эта информация кажется незначительной. Это не очень важно. пчел, но сельскохозяйственные предприятия в таких случаях терпят серьезные убытки из-за снижения урожайности фруктов, ягод и овощей из-за низкого опыления. В конечном итоге, самой распространенной причиной трагедии является распыление пестицидов фермерами. Это приводит к гибели как полезных, так и вредных насекомых. Я придумал инженерное решение для обеспечения безопасности пчел и ульев во время химической обработки полей и теплиц.
Об исследовании.
На небольшом расстоянии за пределами нашего города находится научно-производственное предприятие «АгроБиоЦентр-Шмель». Там мы занимаемся промышленным разведением пчел для фермерских хозяйств. Я отправился туда с миссией изучить поведение насекомых, найти причины массовой гибели насекомых, проанализировать их и найти эффективные решения этой проблемы.
Я отправился туда не один. Мои учителя робототехники Сапрыкина Наталья Герхардовна и Сапрыкин Антон Георгиевич тоже интересовались этой темой. Я работаю с ними в Центре молодежного инновационного творчества «Орбита». Директор Агробиоцентра провел для нас экскурсию, показал весь цикл размножения насекомых и предоставил много полезной информации.
О медоносных пчелах и медоносных пчелах.
Мы узнали, что медоносные пчелы и медоносные пчелы — это две разные истории. Медоносные пчелы выведены для производства меда, а медоносные пчелы выведены для опыления сельскохозяйственных культур. Например, огурцы и помидоры в бабушкином саду опыляются дикими насекомыми, но если у вас большая ферма, диких особей недостаточно, и вам приходится ставить специально выведенные для этой цели ульи и помещать в них пчел.
Почему именно пчелы? Потому что они являются более эффективными опылителями, чем медоносные пчелы. Медоносные пчелы более эффективны. У них более широкий спектр деятельности. Весной, когда еще нет тепла, пчелы спят в улье, а медоносные пчелы уже летают. Кроме того, пчелы специализируются на фруктовых и овощных культурах. Многие сорта имеют узкие, глубокие чашечки цветков, а у медоносных пчел зубцы намного длиннее, чем у шмелей.
Проблемы.
Сообщения о массовой гибели пчел и медоносных пчел обычно относятся к насекомым, живущим в искусственных ульях на пасеках, овощных полях и в теплицах. Например, существуют пасеки и фермы, где фермеры опрыскивают свои поля инсектицидами, а рядом живут специальные пчелы. В результате насекомые погибают. То же самое относится и к дикарям.
Решения.
Не существует способа спасти диких насекомых от этого бедствия. Однако семьи, живущие в искусственных ульях, можно спасти. С этой целью был разработан автоматизированный улей, который может собирать насекомых и запечатывать их внутри в случае химической угрозы. Им можно управлять дистанционно со смартфона. Вот как это работает.
У медоносных пчел и шмелей есть рабочий цикл: они вылетают из улья, собирают нектар и возвращаются обратно. Это означает, что они всегда возвращаются. Самый простой улей имеет одно отверстие, через которое насекомые входят и выходят. Отверстие называется ямой. В моей камере отверстие улучшено и имеет два отверстия. Для этого используется коническая трубка. Пчела или шмель складывает крылья, заползает внутрь и не может вернуться тем же путем. Если универсальное отверстие закрыто, вся семья насекомых может постепенно собраться в улье и оставаться в нем, пока снаружи не станет безопасно.
Уникальность.
Сам метод сбора и невыпуска пчел известен уже давно. Однако, как бы я ни старался, я не смог найти в Интернете ни одного предложения о том, что этот процесс можно автоматизировать, дистанционно контролировать и управлять им в больших масштабах. Крупные сельскохозяйственные предприятия имеют множество ульев, которые разбросаны на обширных территориях. В случае угрозы очень трудно вручную закрыть выходы и обойти все. Кроме того, пчеловоды и пасечники после работы вынуждены идти домой и не имеют доступа к своим ульям.
Наша разработка решает эту проблему. Представьте себе. Вечером пчеловод получает сообщение о том, что где-то поблизости завтра будет распылен инсектицид. Он сидит дома перед телевизором и просто нажимает несколько кнопок на своем смартфоне. Оба отверстия могут быть закрыты на ночь в случае чрезвычайной ситуации.
Об оригинальной работе
Вход и выход скворечника имеет три функции: открыть, закрыть и только открыть. Переключение между функциями осуществляется двигателем постоянного тока, сигнал на который поступает от микроконтроллера. В настоящее время связь между пользователем и микроконтроллером осуществляется с помощью технологии Bluetooth на коротком расстоянии. Но пока это только для того, чтобы показать, как работает прототип. В целом, мы намерены использовать беспроводную связь. При необходимости систему можно было бы оснастить модулем Wi-Fi, но так как сельскохозяйственное предприятие находится в сельской местности и интернет не всегда стабилен, мы решили использовать радиоканал для базовой версии устройства.
Система питается от солнечных батарей. Бесперебойная работа обеспечивается суперконденсаторами. Электрохимические устройства. В нашем случае они более эффективны и надежны, чем обычные батареи.
В противном случае устройство обычно представляет собой простой улей, подобный тем, в которых живут пчелы. Сначала мы делали пластиковые ульи, но поняли, что они дорогие и не экологичные, поэтому решили делать ульи из фанеры. Сегодня в Агробиологическом центре есть несколько оригинальных фанерных ящиков, в которых поселились семьи пчел.
Семья пчел живет только один сезон, и только оплодотворенная пчелиная матка остается на зиму. Каждый год улей заменяется из соображений гигиены. Новая семья — новый, чистый улей. Таким образом, зоны безопасности должно хватить на один сезон. В этом случае всю электронику легко перенести в новую ячейку и утилизировать старую без ущерба для окружающей среды.
Об улучшениях.
Удаленно можно управлять только одной ячейкой, но смартфон использует оболочку на основе стандартизированного конструктора приложений. Конечно, это все промежуточные шаги. Если проект будет профинансирован, деньги пойдут на разработку собственного программного обеспечения. Для реализации возможности управления несколькими ячейками, что было целью проекта с самого начала, будет создано приложение для Android. В будущем проект также откажется от использования покупных плат Arduino и сможет печатать собственные платы в учебном центре.
О конкурсе
В настоящее время я подаю заявку на грант для участия в конкурсе «Ты — инноватор». Я уже прошел региональный этап и прохожу дистанционный курс в области инноваций и технологического предпринимательства в рамках всероссийского этапа. Я также принял участие во Всероссийской конференции научно-технических проектов «Построим будущее ИТ вместе». Мой проект занял там первое место.
Улучшения.
На данном этапе устройства нельзя назвать умными. В настоящее время Улей все еще контролируется людьми и поэтому является «автоматизированным». Однако датчики влажности и температуры уже интегрированы. Они необходимы для сбора данных об изменениях во внутренней среде под воздействием внешних условий. Это первый шаг к созданию «умной» клетки с контролем микроклимата.
Будут установлены технические средства отопления и вентиляции. Микроконтроллер собирает данные с датчиков, обрабатывает их с помощью специально созданного программного обеспечения и отдает команды исполнительным механизмам. Таким образом, в улье всегда поддерживается идеальная среда для жизни и размножения насекомых.
Интересные факты.
Интересно, что в природе медоносные пчелы способны самостоятельно осуществлять подобную терморегуляцию. В холодное время года они хлопают крыльями и летают на месте в улье. Они двигают мышцами, чтобы согреть свое тело и повысить температуру внутри улья. А в жаркие дни пчел можно увидеть хлопающими крыльями у входа в улей. Он проветривает помещение.
Сотрудничая с Центром агробиологии, мы узнали много интересного о пчелах. Например, они живут в семьях по 200-300 человек. По сравнению с медоносными пчелами это не такая уж большая проблема. Колония медоносных пчел может насчитывать до 100 000 особей на пике своей активности. В полете медоносные пчелы могут развивать скорость до 18 км/ч. Колония пчел посещает 6-12 000 цветков за 2-3 часа.
О себе.
В детстве я любил смотреть, как мой брат играет с компьютерными системными блоками. Этот интерес должен был распространиться. Когда мне было восемь лет, мой крестный отец подарил мне на день рождения набор электроники. Я был очарован и записался в класс робототехники. Там я построил квадрокоптер и изучил основы программирования. Далее следовал Центр молодежного инновационного творчества «Орбита». Там я и начал свое обучение.
О танцах
Помимо робототехники, я люблю хип-хоп и брейк-данс. Я посещала школу танцев. У нас с тренером были разные взгляды на тренировочный процесс. Он считал, что цель тренировок — участие в соревнованиях, и настаивал на том, что поездки и выступления на более низком уровне мастерства необходимы и являются способом приобретения опыта. Но я просто хотела танцевать. Что касается гонок, я знал, что сначала мне нужно несколько лет тренироваться. Тогда, когда вы будете готовы, имея прочный фундамент, вы сможете действительно бороться за победу. Из-за этих аргументов я перестал туда ходить и теперь тренируюсь исключительно для себя одного.
О перспективах.
Я люблю программирование и намерен развиваться именно в этом направлении. В будущем я хотел бы стать сотрудником крупной IT-компании. О стремлении к изобретательству. Я даже не знаю, продлится ли это до конца моей жизни. Smart Beehive — мой первый реальный проект с реальной коммерческой перспективой. Вот на чем я пока сосредоточился. У меня нет других изобретений на примете. А что будет дальше — покажет время.
