Технологии помогают облегчать ежедневные задачи или быстрее перемещаться между городами. С их помощью люди могут общаться с родными и близкими на большом расстоянии или понимать другие языки. А также технологии спасают жизни, улучшают ее качество и помогают следить за планетой. В этой подборке собраны именно такие проекты.
Умная кормушка для птиц на Raspberry Pi
Ежегодно в феврале Корнельская лаборатория орнитологии проводит общественный научный проект Great Backyard Bird Count (Грандиозный подсчет птиц на заднем дворе). Любители в течение четырех дней наблюдают за птицами в своем районе и записывают кого им удалось встретить за эти дни. Данные через веб-сайт направляются ученым. Информация позволяет оценить ареалы обитания птиц и зафиксировать изменения в популяции.
Не всегда бывает удобно наблюдать за птицами из окна, особенно если есть другие ежедневные обязанности. Поэтому энтузиаст Джефф Стокман решил эту проблему, построив автоматическую кормушку с камерой и искусственным интеллектом на борту. Устройство оснащено резервуаром для хранения семян, которые привлекают пернатых. Как только птица подлетает и садится на жердочку, то срабатывает датчик движения и запускает камеру.
Камера делает фотографию птицы, включает одноплатный компьютер Raspberry Pi и запускает систему распознавания птиц. Компьютер анализирует фото, определяет вид пернатого и записывает его в базу данных. Через веб-интерфейс Стокман может просматривать историю фотографий и количество птиц, посетивших его кормушку.
Можно просматривать данные за разное время в течение года. Это позволяет энтузиасту наблюдать за миграцией птиц и регистрировать изменения в зависимости от времени года. Таким образом, Стокман делится данными с учеными не только во время проведения проекта Great Backyard Bird Count, а на протяжении всего года.
Перчатки для распознавания дактильного алфавита
В большинстве своем люди знают только родной язык и говорят только на нем. Некоторые владеют дополнительным, к примеру, английским, но практически никто не может говорить сразу на всех языках мира. К тому же есть язык жестов, который труднее освоить. Если с переводом обычных языков могут помочь онлайн-переводчики, то с языком жестов все обстоит сложнее.
Задачу решила облегчить группа разработчиков, которая представила перчатки для распознавания букв англоязычного дактильного алфавита. Устройство представляет собой обычную перчатку с датчиками изгиба на каждом из пальцев и контроллером Arduino Nano. Датчики регистрируют положение руки, сопоставляют его с алфавитом и определяют, какую букву показывает пользователь.
Также исследователи разработали мобильное приложение, которое связывается с перчаткой. Это дает смартфону возможность показывать и озвучивать буквы на экране. Все это позволяет людям понимать язык жестов, складывать буквы в слова и не чувствовать языкового барьера.
Исследователи планируют использовать свои наработки для создания полноценной системы перевода. Финальное устройство можно будет использовать для обустройства рабочих мест для людей, пользующихся жестовым языком. В будущем система сможет распознавать не только буквы, но и целые фразы, а смартфон будет быстрее выводить перевод на экран. Также возможна интеграция системы в фитнес-браслеты, которые обычно всегда бывают рядом, их не надо искать, чтобы обратиться к человеку на улице.
ИИ-система для обнаружения голода у младенцев
Молодым родителям бывает сложно понять, чего хочет их новорожденный. Простого крика недостаточно для принятия решения, особенно когда нет достаточного опыта. С этой же проблемой столкнулся программист и специалист по машинному обучению Калеб Олсон.
Калеб заметил, что перед тем как заявить о голоде, ребенок начинает характерно двигать губами и головой. Эти жесты можно заметить заранее и покормить младенца, не дожидаясь плача, но для этого надо постоянно следить за его поведением, что очень неудобно. Поэтому Калеб разработал систему на базе искусственного интеллекта. Камера следит за малышом и распознает движения губ и головы. Если жесты голода становятся чаще, то система присылает родителям уведомление.
Система обучена с помощью библиотеки Google MediaPipe. Пока у проекта Калеба нет коммерческого решения, но он открыл свою разработку. Это позволяет всем желающим использовать ее в своих целях. Также проект можно доработать или обучить распознавать другие жесты.
Green Detect: открытая система мониторинга состояния окружающей среды
В больших городах сложно получать актуальную информацию о состоянии окружающей среды. Территории современных городов большие, а общая картина часто меняется, поэтому классические способы не могут помочь в этом. Решение предложило объединение разработчиков Green BMS из Италии.
Проект Green Detect представляет собой сеть из множества модулей с датчиками, которые собирают информацию во всех уголках города. Содержимое модулей прячется в водонепроницаемом корпусе, а система питается от солнечных панелей. К модулю можно подключить практически любые датчики. К примеру, термометры, газоанализаторы, датчики ветра, влажности, анализаторы почвы или качества воздуха.
Каждый модуль собирает данные в своем участке и отправляет их в единый центр обработки. Там алгоритмы анализируют полученную информацию и в режиме реального времени показывают состояние окружающей среды. Так можно быстро понять, что в одном из районов города был зафиксирован выброс вредных газов. К системе можно подключить городские службы, которые будут реагировать на изменения и принимать меры.
Проект полностью открытый, а это значит, что разработчики по всему миру могут использовать Green Detect в качестве основы для собственных систем. Можно добавить поддержку специфических датчиков. К примеру, в горных районах можно прогнозировать землетрясения или сходы лавин, а у рек — заранее узнавать о повышении уровня воды.
Аппарат ИВЛ на базе микрокомпьютера Raspberry Pi
Аппараты ИВЛ — дорогие, и пандемия показала, что в экстренных ситуациях может возникнуть нехватка медицинского оборудования. Для этого инженер Марко Маскорро из Калифорнии представил проект аппарата искусственной вентиляции легких на базе Raspberry Pi.
Преимущество такого аппарата в том, что его можно изготовить самостоятельно. Для этого инженер опубликовал код проекта и его чертежи. Также аппарат на базе Raspberry Pi обходится в разы дешевле, а многие его компоненты можно найти в строительном магазине.
Проект может быть полезен в регионах, которые не могут позволить себе заказать достаточное количество профессионального медицинского оборудования. Аппарат ИВЛ на базе Raspberry Pi может спасти жизни людей в экстренных ситуациях, а опытные инженеры могут дорабатывать и улучшать проект.
Plastic Scanner: карманный определитель видов пластика
Ежедневно свалки пополняются сотнями килограммов пластиковых отходов, которые надо переработать, но для сортировки не хватает оборудования и средств автоматизации. В продвинутых сортировочных центрах используют дорогостоящие системы на базе технологии инфракрасной спектроскопии, а на маленьких предприятиях сортируют вручную.
Инженер Джерри де Вос разрабатывает карманное устройство, которое помогло бы быстро классифицировать пластик и распределять его по зонам переработки. Гаджет работает на базе технологии импульсного инфракрасного излучения, которая в разы дешевле привычных методов.
Работникам ручных сортировочных центров не надо будет искать маркировку на бутылке или пакете. С определением типа пластика поможет сканер, что ускорит работу и поможет уменьшить количество пластиковых отходов в отстойниках.
REACT: устройство для остановки кровотечения при ножевых ранениях
Британец Джозеф Бентли проанализировал данные выживаемости пациентов скорой помощи и заметил, что пострадавшие с ножевыми ранениями часто погибают от потери крови. При таких ранах кровотечение очень сложно остановить, а оборудования в мобильном кабинете бывает недостаточно.
Для повышения показателя выживаемости инженер разработал устройство REACT (Rapid Emergency Actuating Tamponade — быстродействующая тампонада для экстренной помощи). Во-первых, устройство позволяет извлечь нож из раны для уменьшения боли — часто врачи стараются не трогать оружие до приезда в пункт помощи. Также с помощью надувной тампонады устройство создает давление внутри раны и удерживает кровь.
В меню REACT медик может выбрать тип ранения и ввести параметры пострадавшего, а алгоритм подберет оптимальную степень надувания. Устройство может помочь сохранить жизни тысячам пациентов ежегодно.
Елочная игрушка-компьютер
Технологии не всегда несут глобальную пользу, иногда они помогают просто создать настроение. Так, разработчик из Шанхая представил миниатюрную елочную игрушку в виде ретро-компьютера. Корпус игрушки распечатан на 3D-принтере, а внутри установлены контроллер ESP32, динамик, звуковой модуль, аккумулятор и порт для зарядки. На передней части елочной игрушки расположен маленький экран.
Устройство может работать автономно, и на нем можно запустить классический шутер Doom. Для этого понадобится оптимизированная версия игры для микроконтроллеров. Играть можно с помощью беспроводного геймпада или клавиатуры с мышью. Игра работает плавно и не вылетает.
Проект открытый, поэтому каждый может распечатать корпус по готовой схеме и собрать собственную игрушку или даже украсить целую елку. В репозитории на GitHub собраны подробные инструкции и код проекта.
