Как технологии помогают сортировать мусор, понимать язык жестов и следить за ареалом обитания птиц

Добрые проекты в IT
Добрые и важные проекты, которые появились благодаря IT

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.

Автоматическая кормушка с камерой
Автоматическая кормушка. Слева и справа у нее камеры, которые делают снимки птиц. Источник

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.

Кормушка на Raspberry PI
К модулю камеры Raspberry Pi HQ подключен сам компьютер Raspberry Pi 3B. Источник

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.

Умная кормушка на Raspberry Pi
Система обнаружила птицу и утверждает, что это серый юнко, обитающий в Северной Америке. Источник

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.

Перчатка для распознавания дактильного алфавита
Тестовый образец перчатки-переводчика. Источник

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.

ИИ определяет голод у младенца
Камера обнаружила, что младенец на 100% голоден. Источник

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: модули системы мониторинга состояния окружающей среды
Green Detect — система модулей для контроля окружающей среды. Источник

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.

Модуль мониторинга окружающей среды
Один из экземпляров модуля мониторинга окружающей среды. Источник

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.

Схема передачи данных в мониторинге окружающей среды
Локальные устройства связываются с районными центрами обработки данных и передают информацию в главное вычислительное облако. Источник

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.

Аппарат ИВЛ на базе Raspberry Pi
Микрокомпьютер управляет всеми параметрами подачи воздуха, анализирует дыхание пациента и регулирует положение клапанов. Источник

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.

Устройство ИВЛ на Raspberry Pi
Устройство аппарата ИВЛ на Raspberry Pi. Источник

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

Plastic Scanner, определитель видов пластика Джерри де Воса
Гаджет, который поможет быстрее сортировать пластиковые отходы. Источник

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.

Применение Plastic Scanner в полевых условиях
Сканер может определять пять самых распространенных видов пластика: PET, PE, PVC, PP и PS. Источник

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.

Экземпляр Plastic Scanner крупным планом
А вот как выглядит модель сканера вблизи. Источник

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.

REACT для остановки кровотечения
Так выглядит устройство для остановки кровотечения. Источник

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.

Устройство Rapid Emergency Actuating Tamponade
Как устроено Rapid Emergency Actuating Tamponade. Источник

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.

Елочная игрушка-компьютер
Так выглядит сама игрушка. Источник

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.

(рейтинг: 5, голосов: 2)
Добавить комментарий