افتخار آفرینی دانش آموزان ایرانی در اختراعات جهانی نوآورانه/ مدال جهانی نقره بر سینه دانش آموزان ایرانی نشست+ فیلم

با طرح پله هوشمند؛

گروه آموزش و دانشگاه خبرگزاری علم و فناوری ساینس بلاگ؛ دانش آموزان مخترع ایرانی با شرکت در جشنواره بین المللی نوآوری اختراع و روسیه زیر نظر سازمان مالکیت معنوی اختراعات جهان و یونسکو موفق شدند مرحله اول را با حضور ۱۲۰۰ تیم از سرتاسر جهان با موفقیت پشت سر بگذارد و به عنوان فینالیست به مرحله دوم راه یافته و موفق به کسب نشان نقره شوند.

شهاب خداپرست شندی کوروش خدایاری سارا خوشدونی فراهانی محمد حسین جالینوس یونا خبیری کسری تقی زاده اعضای شرکت کننده در ساخت طرح «پله هوشمند دارای مبدل انرژی جنبشی مبتنی بر اینترنت اشیا» هستند. از این رو درصدد برآمدیم با اعضای تیم مرکز نوآوری لنسر شریف گت وگویی داشته باشیم و درباره کاربرد و ویژگی های آن جویا شویم.

ساینس بلاگ: پس از معرفی اولیه دستاورد درباره کاربرد و ویژگی های این طرح توضیح بفرمایید؟

سارا فراهانی: بنده در پایه هشتم تحصیل می کنم و تخصص من برنامه نویسی طراحی وب و پایتون است.

محصولی که تولید کردیم یک محصول سیستم راه پله روشن هست که بر مبنای سنسورهای مادون قرمز است. در مکان های مختلف مثل گالری ها و خانه های عادی استفاده می شود. به مصرف برق به شدت کمک می کند و به دلیل اینکه اپلیکیشن دارد می تواند میزان نور و رنگ را تعیین و به زیبایی محیط و فضا بسیار کمک کند. آموزش های اولیه در ساخت این طرح بسیار موثر بود؛ اما برای ساخت این محصول به صورت تخصصی طراحی ساخت اینترنت اشیا و رباتیک را آموزش دیده بودیم.

ساینس بلاگ: این ایده از کجا به ذهن شما رسیده و چی شد که تصمیم گرفتید چنین محصولی بسازید؟

شهاب خداپرست: بنده پایه نهم هستم و با تخصص برنامه ریزی رباتیک و اینترنت اشیا در ساخت این طرح شرکت داشتم. ایده ساخت این طرح برای من بود و زمانی که دیدم عبور از راه پله ها در شرایط نور کم خطراتی را به همراه دارد به فکر ساخت این طرح افتادم. یکی از دلایلی که افراد تعادل خود را از دست می دهند و باعث جراحی های متعدد می شود اغلب به دلیل نور ناکافی ست. از طرفی یکی از مشکلات دولت های مختلف کاهش مصرف انرژی و کنترل مصرف برق است. برق راه پله ها نیازی نیست همیشه روشن باشد و این مشکل را ما به روش نوآورانه ای برطرف کرده ایم. که به دو نگرانی بهره وری انرژی و صرفه جویی انرژی نیز رسیدگی کرده است.

اولین چیزی که به ذهنم رسید این بود که مردم وقتی از پله ها بالا  می روند و یا از راه پله استفاده می کنند احتمال اینکه بیفتند زیاد است. فکر می کنم که همه یک بار این موضوع را در زندگی تجربه کردیم و حس مرگبار سقوط از پله ها را درک می کنیم. این ایده به ذهنم رسید تا بتوانم یک روشنایی خاصی را برای هر پله ایجاد کنم تا این احتمال را کمتر کند.

همچنین این محصول نمونه خارجی زیادی دارد؛ اما ما محصولی را پیدا نکردیم که  اپلیکیشن داشته باشد و بتواند نور و ال ای دی هایش رو کم و زیاد کند یا شخصی سازی کند. در این محصول از فناوری سی ان سی و طراحی ساخت استفاده کردیم.

ساینس بلاگ: خودتان را معرفی کنید و بفرمایید که در ساخت این محصول چه مشارکتی دارید؟ هزینه های ساخت محصول (از نمونه اولیه تا الان) چقدر شده است؟ مزایای این محصول نسبت به محصولات دیگر چیست؟

کورش خدایی: من کلاس ششم و در رشته سالی دورس و طراحی ساخت مشغول به فعالیت هستم. زمانی که بخواهیم روی پله راه برویم یک کلید دستی داریم. اما ممکن بود که ما یادمان برود که کلید را خاموش کنیم. برای همین برق زیادی مصرف می شد. اما با این محصول وقتی پای شما از پله برداشته می شود خاموش شده و چراغ سایر پله ها روشن می شود.

طرحی که ساختیم پروتایپ و ایده است؛ اما وقتی به محصول نهایی تبدیل شود هزینه آن کمتر از هزینه نمونه های خارجی خواهد شد و این یکی از مزیت های برتر پله هوشمند به شمار می آید.

ساینس بلاگ: درباره برنامه ای که برای این ایده دارید توضیح دهید؟

کسرا تقی زاده: برنامهای که برای این ایده داریم این است که این ایده را به عنوان یک گجت یا سرگرم کننده و مفید در بازار بفروشیم. مثلا پله ما یک چیز کاملا مکانیکی است و سنسورهای تخصصی زیادی دارد. اگر بخواهیم به عنوان گجت بفروشیم باید از سنسورهای تخصصی آن کم کنیم و تا با کوچک کردن آن بتوانیم به عنوان گجت آن را بفروشیم.

ساینس بلاگ: چطور در مسابقات شرکت کردید؟

کامیار: تخصص من رباتیک و برنامه نویسی است. این ایده ما ثبت اظهارنامه شده و مدارک هم آمده و آماده هستیم ثبت اختراع شود. ما با این ایده در مسابقات روسیه شرکت کردیم و توانستیم مقام دوم را کسب کنیم. ابتدا ایده را برای مسابقات جوانه های روسیه فرستادیم. دو مرحله از پروژه دفاع کردیم و در مرحله دوم توانستیم از بین 1200 تیم مقام دوم را کسب کنیم.

ساینس بلاگ: شما به عنوان عضو دیگری از این تیم از مشارکت های تیمی خود بگویید؟ از مزایای آن بگویید؟

یونا حبیبی: هر فردی در این پروژه کاری رو انجام داد تا این پروژه به ثبت برسد. من کار ساخت را انجام دادم. به همسن و سالان خودم پیشنهاد می کنم برای هدف هایشان بجنگند و به دنبال هدف ها بروند. حتی اگ ایده کوچکی دارند آن را پرورش بدهند.

ما در مسیر ساخت به مشکلات زیادی برخورد کردیم. مثلا یک نفر در یک زمینه تخصص نداشت اطلاعات کافی وجود نداشت. اگر گروه باشد و از اطلاعات تیمی استفاده کنیم باعث می شود که هر فرد که در هر بخش تخصص دارد به بقیه کمک کند و کار سریعتر پیش برود و در نتیجه پروژه موفق تر و با کیفیت تری خواهیم داشت. یکی از مهمترین مشکلاتی که داشتیم این بود که در نور و روشنایی و سیستم از نورپردازی استفاده کنیم و با سرچ کردن و کمک هم تیمی ها توانستیم نور را پیدا کنیم.

بدترین اتفاقی که برای ما افتاد این بود زمانی که پروتایپ این ایده را می ساختیم چندین و چند بار میکروکنترلر یعنی مغز ایده سوخت و برای اینکه دوباره تهیه کنیم مدت ها طول کشید و سخت بود و بهترین خاطره این بود که بالاخره پس از سال ها تلاش مستمر و پی درپی توانستیم این طرح را به سرانجام برسانیم. هر چند که ناگفته نماند اتمام این پروژه یک سال و نیم طول کشید و الان ثبت اظهارنامه شده و در مسابقات روسیه مقام دوم را کسب کردیم.

در حال حاضر راه حل های مختلفی برای رفع مشکلات نورپردازی و کنترل انرژی در راه پله ها وجود دارد. چراغ هایی که سنسوری دارند که با حس کردن حرکت انسان روشن می شوند. این چراغ ها هنگام تشخیص حرکت روشن می شوند و نور موقتی فراهم می کنند. با این حال آنها به منابع قدرت خارجی وابسته هستند و گاها خطا دارند که از کارایی آنها می کاهد. سیستم های فتوولتائیک پنل های خورشیدی گاهی در ساختمان ها برای تولید برق استفاده می شوند. این سیستم ها معمولاً روی پشت بام ها نصب می شوند و در معماری راه پله ها یکپارچه نشده اند. در مناطق بسیار سرد و یا بسیار گرم و یا جایی که نور کافی نتابد بازدهی ندارند.

نوارهای شب تاب این نوارها برای افزایش دید در تاریکی به لبه های راه پله ها اعمال می شوند اما اثربخشی محدودی دارند و قابلیت تنظیم دستی ندارند؛ اما راه پله های فعلی در حالی که این مشکل را برطرف می‎کند و کاربردی است به این دو نگرانی بهره وری انرژی و صرفه جویی انرژی نیز رسیدگی کرده است.