Творческий проект по окружающему миру и робототехнике Система «РоБиофильтратор»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 1»

города Магнитогорска

Творческий проект

«Система РоБиофильтратор »

Автор проекта:

Панарин Иван, 3 класс

Руководитель проекта:

учитель технологии

Коякова Елена Николаевна

г. Магнитогорск, 2016 г

Оглавление

Введение

Основное содержание

Макет заводской территории

Работа над ДНК моллюска

Система РоБиофильтратор. Робот Всерук

Модель «Станция переработки мусора»

Модель «Станция выработки энергии и биогаза»

Прибрежная площадка жизнедеятельности жителей

с освещенным модулем

Выводы и практические рекомендации

Проблема проекта: Отходы - это вечные спутники человечества. Вопрос утилизации их возник уже тогда, когда появились первые люди. Человек на протяжении своей истории в меру сил старался оградить среду своего обитания от мусора. В настоящее время этот вопрос стал много острее, и последствия теперь являются катастрофичными для окружающей среды.

Актуальность проекта : Утилизация отходов, повторного использования переработанного мусора, промышленной и экологической безопасности в рамках защиты окружающей среды возникают в современном мире все чаще и чаще. Загрязнение планеты - результат нашего неосознанного и безответственного поведения, но изменение этой ситуации зависит только от нас. Мы сами создали эту проблему, и ТОЛЬКО МЫ можем ее решить. На самом деле, внести свой вклад в «выздоровление» Земли и избавление ее от мусора способен сделать каждый из нас уже сейчас. И поэтому я решил построить роботизированную систему, которая очищает загрязненный водный бассейн, прибрежную территорию, систему переработки и повторного использования мусора.

Цель: создать модель роботизированной системы по сбору и утилизации мусора водного бассейна рек.

Задачи проекта:

• Изучить существующие экологические проблемы городских водоемов.

• Отыскать эффективные и инновационные подходы в решении вопросов утилизации отходов, повторного использования переработанного мусора, промышленной и экологической безопасности в рамках защиты окружающей среды.

• Сконструировать модель роботизированной системы.

Река Урал — одна из крупнейших рек России. На его берегах раскинулись многочисленные города. При нарушении одного из звеньев сложной и сбалансированной системы взаимоотношений вся экосистема нарушается.

Несмотря на все принимаемые меры экологическая обстановка вокруг водоема неблагоприятна. В Урал сбрасываются сточные воды. В водоем попадают также неочищенные сельскохозяйственные стоки. Водолазы достают со дна мусор, убирают прибрежную территорию. Для всего побережья характерны следующие проблемы: мусор, браконьерство, застройка, разрушение почвы, сокращение численности редких видов.

Важной частью политики государства является развитие туризма и водного спорта в России. А значит необходимо преобразовывать территории,

которые становятся туристскими центрами.

Индустрия гостеприимства

включает в себя различные сферы

деятельности людей – туризм,

отдых, развлечения, гостиничный и

ресторанный бизнес,

общественное питание,

экскурсионную деятельность,

организацию выставок и

проведение различных научных конференций.

В школьном кружке робототехники «LEGO-land» МОУ «СОШ № 1» г. Магнитогорска я занимаюсь два года. Настоящее и будущее за новыми технологиями. Поэтому, проанализировав всю информацию, решил, что на помощь человеку в сохранении уникального природного объекта - Урала должна прийти и современная робототехника. Я предложил ребятам создать систему очистки.

Мы думали, а почему же вода в некоторых природных водоемах остается всегда чистой, несмотря на то, что там живут миллиарды живых организмов, которые на протяжении существования Земли в процессе жизни умирают и разлагаются и т.д. На самом деле, это все благодаря необычным существам – моллюскам. Приняв за основу моллюска «Обыкновенную беззубку» и ее функцию природного био - фильтратора в «Лаборатории робототехники и генной инженерии» МОУ «СОШ №1» г. Магнитогорска мы вели работу по изменению кода ДНК моллюска, что привело к увеличению площади основания моллюска, тем самым увеличили объем для фильтрации загрязненной жидкости.

Но если их запустить сразу в загрязненные водоемы, то они погибнут, поэтому нами было принято решение

– заключить их в «корпус». На этой основе

получена роботизированная система

«РоБиофильтратор». Принцип его

работы: как только загрязненная вода

поступает в систему «РоБоифильтратора»,

биомасса, находящаяся в «корпусе»

очищает загрязненную среду и стабилизирует

природный водный баланс. Причем такие фильтры

Устанавливаются в разных местах водоема,

преимущественно верховьях рек и вращаются,

захватывая тем самым как можно большее

количество загрязненной воды.

Но что можно увидеть на берегах рек? Брошенную разовую посуду, бутылки, коробки с мусором. Нас заинтересовала переработка этого мусора – рекуперация в производство, т.е. остатки от переработки реактора материала идут на строительство дорог. В отходах присутствуют металлы и вещества, которые реагируя с водой, идут с выделением тепла, для получения биогаза и света.

Поэтому считаю, что наиболее оптимален суммарный комплекс мер по обнаружению и переработки мусора и создания экологической безопасности.

Макет заводской территории

Завод часто сбрасывает отходы в заводской водоем

Работа над ДНК моллюска

Выведенная ДНК моллюска

Лабораторный образец беззубки

Система РоБиофильтратор

Корпус «Робиофильтратора» установлен на платформу-основание. Установленный на нем мотор приводит в движение червячную передачу, которая в свою очередь приводит в круговое движение корпус «РоБиофильтратора». Система захвата приводится в движение от установленного в корпусе червячной передачи. В корпусе РоБиофильтратора установлена зубчатая передача, приводящая в движение червячную передачу - «захват» и червячную передачу – кругового движения.

Робот Всерук

Робот использует мотор для вращения двух зубчатых колес (зубчатой передачи) к которым присоединены лопасти захвата. При помощи установленного датчика наклона робот приводит в движение лопасти захвата.

Модель «Станция переработки мусора»

Модель работает от передачи энергии мотора. Большая шестеренка соединена с подвижной частью рычага и осью мотора. Противоположная сторона рычага выполняет поступательно-возвратное движение. Датчик расстояния, установленный у основания рычага, является «считывателем мусора» при обнаружении которого приводит в движение модель.

Переработка мусора и рекуперация в производство

Модель «Станция выработки энергии и биогаза»

В мусорных отходах присутствуют металлы и вещества, которые реагируя с водой, идут с выделением тепла, для получения биогаза и света. Поэтому нами была построена станция выработки энергии и биогаза.

Прибрежная площадка жизнедеятельности жителей с освещенным модулем

Светодиоды работают от передачи энергии аккумулятора

Выводы и практические рекомендации

В ходе выполнения проекта нами были созданы:

• Система «РоБиофильтратор»;

• Робот «Всерук»;

• Станция переработки мусора;

• Станция выработки энергии;

• Площадка жизнедеятельности жителей

с освещенным модулем;

• Постер;

• Летопись проекта

Выводы:

• Работая над проектом я узнал о проблеме, которая приводит к загрязнению водного бассейна Урала и его обмелению, а в будущем может оставить нас без уникального природного достояния – реки.

• Работая над проектом, я совершил увлекательное путешествие по природным уникумам Урала, узнал о проблемах поверхностных вод, экологическом состоянии прибрежных территорий, низком уровне развития инфраструктуры.

• Разработал и смоделировал механизм «Система РоБиофильтратор» для сбора и очистки поверхностных вод. Разработал алгоритм «Системы РоБиофильтратора» для работы по сбору мусора.

• Разработал и смоделировал «Станцию переработки мусора», «Станцию выработки энергии и биогаза». Разработал алгоритм для работы «Станции переработки мусора», «Станции выработки энергии и биогаза»

Наглядная модель «Система РоБиофильтратор» будет востребована как:

• Наглядная модель робота при обучении студентов колледжей, институтов водного хозяйства и природопользования;

• Пример модели при обучении конструированию и программированию школьников, с помощью конструктора «LEGO Wedo»;

• Прототип для создания реального робота по сбору и очистке водного бассейна рек;

• Высокотехнологичная, развивающая игрушка конструктор для детей от 8 лет.