Принимаю условия соглашения и даю своё согласие на обработку персональных данных и cookies.

Топ-5 разработок ученых УрФУ, которые изменят не только Екатеринбург, но и весь мир

6 ноября 2020, 10:00
Ежегодно студенты, аспиранты и молодые ученые вуза совместно с сотрудниками университета подают сотню заявок на изобретения. 66.RU изучил технические решения УрФУ 2020 года и выбрал наиболее интересные из них.

Автоматический сортировщик мусора

Уральские ученые создали рабочий прототип для сортировки мусора в автоматическом режиме. Установка представляет собой конвейерную ленту с оптическим сепаратором. Неотсортированный мусор едет по установке, а сепаратор на первом этапе отбирает один вид отходов, например пластик, затем оставшийся мусор уезжает на сортировку вновь — и уже отбирается, к примеру, стекло или бумага и так далее.

Устройство способно в автоматическом режиме перерабатывать до восьми тонн сырья в час. В результате такой сортировки будет оставаться 10-11% отходов, которые нельзя вторично переработать.

Расчеты показывают, что сепаратор уральского производства способен извлечь из отходов в 10 раз больше бумаги, в 1,5 раза — картона, в 2 раза — полиэтиленовой пленки, чем сегодня отбирает импортная автоматика. Стоимость уральского сепаратора в три раза ниже стоимости импортного аналога.

Разработчики уже договорились с одним из региональных операторов «мусорной» реформы о том, что на мусоросортировочные заводы установят это оборудование.

Концепция благоустройства Екатеринбурга

Ученые УрФУ из проекта «Градинфо» разработали виртуальную модель города, которая может воссоздавать возможные сценарии будущего. Решение уральских ученых моделирует все 450 квадратных километров Екатеринбурга. Симуляция использует реальные данные улично-дорожной сети, общественного транспорта и других источников, чтобы примерно знать, где живут и работают горожане, как часто ездят на работу, когда выезжают и так далее. Программа видит, откуда и куда люди ездят каждый день, и прогнозирует, куда потенциально будут ездить.

Соединяя транспортные потоки и точки притяжения, можно вычислить нагрузку на дорожную сеть, отсеивать пробки, проектировать новые здания и понять, сколько жителей нужно перевести на общественный транспорт.

Программу уже использовали в правительстве Свердловской области, заменяя классических картографов во время перепроектировки Верхней Пышмы, Ревды, Верхней Салды и десятков других городов.

Биомеханический кистевой протез

Группа ученых УрФУ разработала кистевой протез, у которого нет аналогов. Протез дает возможность фиксировать и контролировать положение «пальцев» и силу захвата. Датчики давления, которые устанавливают на остаточные мышцы, считывают непосредственно с них показатели мышечных колебаний. Сигналы передаются программно-аппаратной системе, которая обрабатывает сигнал и с его помощью соразмерно напряжению мышц «запускает» моторы, выходящие к основанию «пальцев». Каждый из «пальцев» механизма выдерживает нагрузку до 30 кг.

Протез отличается улучшенной мелкой моторикой и практически повторяет естественные движения кисти. Изготавливают механизм из биосовместимых материалов — медицинского пластика, титана, тантала или сплавов. Себестоимость протеза составляет 15–20 тыс. руб. Похожие продукты создают только три зарубежные компании, и стоимость одного изделия составляет больше 2,5 млн рублей.

Технология утилизации радиоактивных отходов

Химики университета и специалисты научно-производственного центра «Уралбиосинтез» разработали новую технологию утилизации промышленных сорбентов (ионообменных смол). Ионообменные смолы используются в комплексах очистки воды на АЭС и предприятиях ядерного технологического цикла. Складируют их в хранилищах «отложенного решения». Ориентировочный прирост сорбентов, накапливаемых в хранилищах, составляет до 30 тыс. кубометров в год. Хранение сорбентов требует особых условий и, как следствие, серьезных затрат на строительство, эксплуатацию и обслуживание специальной сложной инфраструктуры, уплату экологических сборов.

Новая технология предполагает уменьшение объемов промышленных сорбентов в сотни раз. С точки зрения экономических показателей предлагаемые технологические решения по утилизации одного кубометра сорбента эквивалентны годовым затратам на его хранение в состоянии до переработки. Кроме того, в результате переработки по новой технологии отходы можно подвергнуть «окончательному и безопасному захоронению в пунктах захоронения радиоактивных отходов», а в хранилищах временного размещения отходов не будет необходимости.

Защита земли от метеоритов

Вместе с коллегами из Финляндии, Испании и Канады ученые УрФУ разработали новый метод классификации метеороидов. Если коротко, ученые относят каждое метеорное событие к определенной группе с помощью двух уравнений. Одно описывает, как высота метеорного тела меняется в зависимости от его скорости. Другое отражает зависимость массы от скорости метеороида.

В новой методике исключены человеческий фактор и субъективность предположений (вводные данные подвергаются компьютерной обработке), то есть в итоге можно точно и быстро определить последствия приближения космического тела к Земле — сгорит ли оно в атмосфере или его нужно устранять еще в космосе.

«Учитывая, что ежегодно Земля «принимает» порядка 100 тыс. тонн метеорных тел, а масса метеоритов может достигать десятков тонн, быстрота и точность их обнаружения серьезно повышают уровень безопасности Земли в планетарном масштабе», — объясняют ученые.