Подробное описание задач хакатона "ROBOCON#5"
INDUSTRY OF THE FUTURE
14-16 ноября 2018/ г.Екатеринбург
Результатами хакатона должны стать принципиальные технологические решения, которые должны лечь в основу сформулированных заданий на дальнейшую проработку перспективной продукции.
Технологический прогресс всегда является предпосылкой для изменений в промышленности. Основывающаяся на данных, объединённая в сеть и самоуправляющаяся цепочка создания стоимости в производстве и логистике описывает кульминацию технологических новшеств последних лет. Это развитие мы объединяем под термином четвертой промышленной революции.
Четвертая промышленная революция идёт полным ходом. По всему миру! Сетевые процессы производства и управления в сложных условиях работы машин больше не музыка будущего. Основой для динамических, оптимизированных в реальном времени и самоорганизующихся промышленных процессов является получение информации и её дальнейшая обработка. В них датчики выполняют роль поставщиков данных для интеллектуального производства. Сенсорная техника является обязательным условием для успешной реализации «Индустрии 4.0».


СЕНСОРИКА
sensorial
14 февраля 2017 года президиум Совета по модернизации экономики и инновационному развитию утвердил дорожную карту развития передовых производственных технологий. Одним из флагманских направлений стало развитие промышленной сенсорики.
Необходимость отслеживать все аспекты состояния окружающей среды в реальном времени является основой формирования новых индустрий. Следствием столь насущной потребности в мониторинге всего, что нас окружает, является вовлечение огромной энергии и ресурсов в разработку сенсоров широкого спектра действия. Конечным результатом этой работы будет обеспечение портативными, миниатюрными и интеллектуальными воспринимающими устройствами для мониторинга практически всего, что бы мы ни пожелали.

Для проработки в рамках хакатона предлагаются следующие вектора развития сенсорики.

1.1. Продвинутые сенсоры физических величин.
Предложить вариант реализации сенсора одной или нескольких физических величин, таких как: температура, давление, электрическое или магнитное поле, ускорение и т.п. по своим характеристикам (диапазону измерения, точности, условиям эксплуатации) на порядок превышающие известные сенсоры хотя бы по одной характеристике.
1.1.1. Датчики магнитного поля на основе магнитоэлектрического эффекта.
1.1.2. Сенсоры физических величин на основе технологии SIC.
1.1.3. Кристаллы, технологии выращивания кристаллов (магнитооптические датчики, датчики ускорения).

1.2. Наносенсоры газа, наносенсоры запахов.
Предложить вариант реализации миниатюрного малопотребляющего сенсора, позволяющие определить наличие и измерить малые концентрации газов или определенных веществ в атмосфере.

1.3. Сенсоры не требующие электроэнергии.
Предложить вариант реализации сенсора одной или нескольких физических величин, не требующего питания для своего функционирования.

1.4. Устройства с подпиткой энергии из естественных источников. Тема отнесена в область сенсорики, потому что энергия требуется для носимых/мобильных/встроенных сенсоров.
Предложить реализацию маломощного источника энергии, достаточного для питания сенсора и канала передачи данных от сенсора или для длительного накопления результатов измерений в том числе от сенсоров, носимых живыми организмами. Источники энергии для работы в тяжелых условиях.

1.5.Бесконтактный датчик напряжения контактной сети.
Предложить способ реализации датчика наличия напряжения в контактной сети железнодорожного транспорта, использующий дистанционный бесконтактный метод измерения. Датчик должен обнаруживать напряжения двух видов: 3 кВ (постоянный ток) и 25 кВ (переменный ток частотой 50 Гц). Расстояние до контактного провода 1-2 метра.

1.6. Бесконтактные измерительные системы.
Предложить вариант широкомасштабного использования технологии 3D сканирования, проработайте вариант реализации сканера/сканирующей системы, доступной по цене.

1.7. Датчик правонарушений в общественных местах.
Большое количество камер видеонаблюдения, установленных в общественных местах, способствует повышению процента раскрываемости преступлений.
Большая часть видеоматериалов с места преступления анализируются уже после совершения правонарушения. Для повышения безопасности и сокращения количества правонарушений требуется разработка универсального программного обеспечения, которое сможет выполнять поставленную задачу в режиме реального времени.
Попробуйте разработать программу, которая анализирует видео и в качестве ответа выдает информацию об акте совершения правонарушения.

1.8. Датчики уровня и расстояния:
Сельскохозяйственная техника решает большое количество задач, оснащена большим количеством механизмов и устройств. Однако степень автоматизации решаемых задач оставляет желать лучшего. Большинство задач выполняется вручную комбайнером. Попробуйте предложить решение по методам измерения, датчикам для решения следующих задач:

- Определение уровня зерна в бункере комбайна;
- Определение уровня зерна на лопатке транспортёра комбайна с определением геометрии и вычислением объёма с погрешностью не более 5%,
- Определение оставшегося в баке топлива бесконтактным способом;
- Определение расстояния от форсунки опрыскивателя до земли при наличии травы.
- Определение потерь зерна - учет количество зёрен падающих в единицу времени;
- Определение влажности зерна в режиме реального времени;
- Определение наличия в зерне посторонних включений;
- Датчик дробления зерна;
- Датчик наличие в кормомассе, поступающий через питатель посторонних предметов.



1.9. Датчики ионизирующих излучений, источники ИИ:
- Сцинтилляционные детекторы на основе LaBr3;
- Газонаполненные детекторы. (гамма, нейтронного излучения);
- Пьезотрансформаторы;
- Генераторы ионизирующих излучений;
- Радиоизотопные генераторы электроэнергии (РИЭГ);
- Системы контроля и мониторинга радиационной обстановки.


Интерфейсы с живыми организмами
2.1. Передача информациии в радионепрозрачных средах.
Предложить вариант передача информации в водной среде, грунте, и т.п.
Передача информации на относительно большие расстояния (1-10 км) со скоростью превышающей 100 бит в сек в условиях естественных природных препятствий: вода, земля, лес, туман.

2.2. Нейроинтерфейс органов чувств.
Предложить реализацию записи на носитель данных или использование для управляющих воздействий того, что живой объект видит слышит, обоняет осязает.

2.3.Новые органы чувств для живого.
Предложить вариант реализации нового органа чувств для живого объекта: радио и ультразвуковая локация, чувствительность к магнитному полю, радиации, радиоволнам и т.п.

2.4. Новые каналы коммуникаций между живыми организмами.
Предложить новый вариант коммуникации между живыми организмами.



Исполнительные механизмы


3.1. Линейные двигатели на основе материалов с гигантским магнитострикционным эффектом (терфенол, галфенол).

3.2. Линейные двигатели на основе электроактивных полимеров.

3.3. Электродвигатели и электрогенераторы на новых материалах (аморфные сплавы).



Made on
Tilda