Управление образования Акмолинской области

Отдел образования Целиноградского района

Коммунальное Государственное учреждение СШ № 2

Проект

MEDCAR (Медицинский передвижной пункт – Mobile medical center)

Авторы проекта:

Ученик 11в класса Тургунов Алибек Руководитель проекта учитель информатики

Балдекова Жанар Кошкенова

г. Косшы Акмолинской области 2022 год

Введение.

Цель создания проекта:

Обучающая: изучение новейшего современного направления в области компьютерных и информационных технологий, демонстрация работы, изучение технологии и приобретение навыков программирования на платформе Arduino.

Развивающая: развитие у обучающихся навыков самоконтроля; профессионального мышления, трудовой дисциплины, умения применять теоретические знания на практике при решении интеллектуально – практических задач производственного характера.

Воспитательная: формирование у обучающихся трудовой дисциплины, воспитание толерантности и умения работать в команде, а также бережного отношения к инструментам, материалам, оборудованию.

Задачи:

• изучение области применения робототехники и программирования в современном мире;

• изучение марки аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники Arduino

• программирование микроконтроллера Arduino UNO на измерение температуры и влажности окружающей среды, как один из этапов создания проекта.

Пояснительная записка

Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой развития производства. Современные технологии не стоят на месте, соответственно и требования к рабочим кадрам возрастают. Еще совсем недавно мы открывали двери вручную, сегодня это делают вместо нас датчики, переключали телевизор вручную, а сегодня пользуемся пультами, дверные замки открывали только при помощи ключа, а сегодня мы можем использовать магнитные брелоки или карты, не стоит на месте развитие медицинского, производственного, коммуникационного и потребительского оборудования.

Стоит только оглянуться и мгновенно становится понятно, что все изобретения современной науки и техники направлены на повышение качества жизни человека, а многие из них и на спасение человеческих жизней. Исходя из этого можно сделать вывод, что быть востребованным современными работодателями, молодой специалист должен обладать хотя бы начальными навыками программирования.

Arduino - марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники, ориентированная на профессиональных пользователей.

Актуальность. Одно из направлений современных информационных технологий - техническое моделирование. В настоящее время участие в конкурсах, проектная и исследовательская деятельность учащихся, требуют определенных навыков компьютерных технологий. Это самое интересное направление для детей в изучении современных информационных технологий, которые они с удовольствием применяют в повседневной жизни.

Новизна. Человек в своей жизни постоянно сам создаёт новые модели, то есть создаёт образ того объекта, с которым ему приходится работать. Продумывая план действий, представляя результат своих действий, человек строит мысленную модель. Поведение человека во многом определяется его жизненным опытом, его представлениями о мире, то есть сформировавшимися в его сознании моделями. Наши отношения с людьми также строятся на основе тех мысленных моделей, которые мы создали. Можно сказать, что человек воспринимает окружающий мир через создаваемые им модели и воздействует на окружающий мир согласно этим моделям. Особенно велика роль моделей и моделирования в современной науке и технике.

Сегодня мы имеем возможность посредством своих разработок и изобретений не только облегчать, но и спасать человеческие жизни. Исходя из вышесказанного, нами была разработана модель передвижного медицинского пункта, который мы назвали «Medcar».

Описание проекта

Проблема, которую решает проект

Причиной, в выборе идеи для создания MEDCAR, является то, что при ухудшении короновирусной ситуации в отдалённых регионах Казахстана была острая нехватка пунктов для обследования и лечения больных пациентов. Жители отдалённых от больших городских центров были вынуждены ехать в города,

чтобы сдать разные анализы на короновирус, и к тому же, в некоторых случаях болезнь быстро прогрессировала без ярких симптомов. Острая нехватка лекарственных средств, аппаратов ИВЛ спровоцировали большую смертность среди населения. И тогда у нас появилась мысли о создании передвижного медицинского пункта, который оперативно сможет проехать в отдаленные районы страны и оказать необходимую медицинскую помощь.

Анализ рынка подобных проектов, сравнение с ними

В стране есть мобильные автобусы для обследования людей в таких регионах, но в них отсутствует аппараты жизнеобеспечения и к тому же мало пространства, люди должные были стоять в очереди снаружи под солнцем , при этом есть высокие шансы заразится в очереди. Анализировав ситуацию, пришла идея создать автономный передвижной медицинский пункт, в котором имеются все условия для не только диагностики , но и полноценного лечения ( имеются изоляторы, процедурный кабинет, кабинеты диагностики, своя лаборатория).

Научно-исследовательская часть

Обозначение проблемы - Передвижной медицинский пункт или MEDCAR  является уникальным проектом, целью которого является создание автономных передвижных машин для оказания необходимой медицинской помощи населению в условиях пандемии, чрезвычайных ситуаций. Проект полностью автоматизирован, имеет систему безопасности, системы для сбора и анализа данных.

Он легко разбирается и собирается, т.е. фура превращается в минигоспиталь на колесах.

Исследование, степень изучения темы –

Изначально были сделаны чертежи на бумаге, сделаны необходимые замеры, продумана конструкция, по которой будет собираться модель. Здесь учитывался и вес машины, и его скоростная способность и в целом габариты. Всего было сделано 2 варианта проекта. Разработка и проектирование заняло 3 месяца.

Значимость для развития отраслей экономики Казахстана –

Приостановка привычной деятельности и самоизоляция — вскрыла множество минусов и несовершенств окружающих нас систем, которые более-менее благополучно существовали до изоляции (во время пандемии). Деятельность в области жизнеобеспечения, куда входят различные коммуникации, безопасность, здоровье и питание — стали на первый план. В период пандемии выросла роль цифровых технологий. И наш проект является уникальным в этом плане, реализация которого может внести значительную роль для ключевых отраслей обеспечения жизнедеятельности населения вместе с полным набором необходимых медицинских услуг.

Функциональная схема устройства, перечень комплектующих деталей

Технические характеристики: Данный проект полностью создан на основе платформы Arduino Uno, Mega, Nano, в проекте реализовано управление через Bluetooth.

Устройства, используемые при создании проекта:

датчики влажности, дождя, давления, расстояния, дыма, света;

контроллер для стабилизации напряжения от батареи и от солнечных панелей;

сервоприводы для открытия стенок и стоек; сенсорные кнопки, реле, драйвера.

На картинке (1) визуальная схема главной системы прицепа

Она отвечает за работу всех узлов систем, установленных в макете.

На картинке (2) схема логгера

Это устройство отвечает за сбор информации и хранения в виде событий. Также оповещает о каких-либо неполадок по мобильному оператору с помощью SMS или звонка.

На картинке (3) схема пульта для управления фурой

На картинке (4) схема приёмной системы фуры

Наличие вариантов модели устройства, продолжительность работы над проектом

Всего было сделано 2 варианта проекта. В целом разработка, моделирование, программирование и сбор такого проекта занимает от 1 до 3 месяцев.

При разработке данного проекта были консультации с инженерами умного дома, с учителями физики и технологии.

Трудности при работе с проектом (какие были и как их преодолели)

Были трудности при поиске и покупке определенных модулей, которых не было в казахстанских магазинах радиодеталей, пришлось заказывать их в магазине «Алиэкспресс». Была нехватка средств для покупки более качественных модулей, контролеров, серводвигателей.

Так же были трудности при создании механизмов открытия и закрытия крыши, пола и боковых стоек.

Все проблемы, связанные с механизмами и программным обеспечением решались с помощью видеоуроков или туториалов по данной теме .

В процессе решения этих проблем мы ознакомились с разными типами механизмов.

И научилась правильно писать программные обеспечения следуя структурам кода.

Наличие финансовых расчетов, экономическое обоснование проекта.

Есть макет проекта, который проектировался и собирался на дому, на макет проекта было потрачено около 250000 тенге. На данном этапе макет может ездить, выполнять свой главные функции по раскрыванию крыши и пола, может заряжаться солнечной энергией при помощи солнечных панелей, установленных на крыше. Работают 80% системы безопасности (пожаротушения, замыкания, очистки воздуха и поверхности объектов с помощью специальных ламп).

Наличие у авторов планов на получение авторского свидетельства

На данный момент есть приложение на андроиде для контроля и управления макетом проекта MEDCAR, есть специально написанная нами приложение для управления механизмами и получения данных о системе. Программа писалась на языке Рython., частично на Jave и С++.

Сейчас ведутся работы по созданию программы для Raspberry pi 4 на оболочке Linux.

Это позволит более подробно и безопасно управлять системами проекта.

Создан сайт https://originates.kz/ . С помощь qr code можно сразу попасть на наш сайт.

Степень социальной значимости (повышает качество жизни особых слоев населения)

Устройство «Medcar» может служить для помощи незрячим, глухим и иным лицам с особыми потребностям, а также может помочь социально уязвимым слоям населения (многодетным семьям; детям, оставшимся без попечения родителей; детям, обучающимся на дому; семьям, проживающим в отдаленной местности и т. п).

Также может решать проблему равного доступа людей к качественной жизни.

Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности.

Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человека от однообразных рутинных операций.

Отрасль здравоохранения находится на переломном этапе в области медицинской робототехники. Ежедневно внедряются инновации, которые неизбежно толкают нас в будущее, где большая часть работы будет автоматизирована или выполняться роботами.

Сегодня роботы, управляемые врачом, уже имеют огромное присутствие в медицинской сфере. Спрос на менее инвазивные и более адаптированные к потребностям пациентов процедуры увеличивается с нарастающей скоростью. Медицинская сфера находится на грани радикальных изменений, которые могут означать улучшение диагностики, сокращение времени ожидания, более безопасную и менее инвазивную операцию, повышение долгосрочной выживаемости для всех, и снижение уровня инфицирования и многое другое.

Вывод:

Данная тема актуальна в настоящее время, поскольку в ней отражено решение современных проблем, стоящих перед человечеством: режим чрезвычайной ситуации, пандемия, оказание первой помощи, применение роботов для улучшения качества жизни человека, имеющего ограниченные возможности здоровья, включение его в социум.

Исследовательская работа структурно выстроена правильно, логична, четко сформулированы цель и задачи, присутствуют моменты исследования научного характера и заключение по работе. Учениками исследован материал, выходящий за рамки школьной программы, сопровождается самостоятельно найденными выкладками иллюстративного характера. Содержание отвечает выбранной теме, которая раскрыта достаточно.

Исследовательская работа четко структурирована, грамотно изложена, прослеживается логическая связь между частями работы, отличается завершённостью. Авторами использованы общенаучные термины.

Работа отвечает выбранной теме, может использоваться в качестве отправного материала при изучении робототехники, позволит обучающимся школы углубить свои знания и практические навыки в области робототехники

В работе обучающиеся проявили исследовательские качества, самостоятельность в изучении большого объема специализированной источников информации, компьютерную грамотность в оформлении и создании презентации к защите, умение работать в группе.

Заключение.

Квалификационная информация:

Краткая информация об организации, достижения в образовательной сфере	В традициях Косшынской средней школы №2 – стабильность, высокий профессионализм педагогического коллектива и его нацеленность на инновационную деятельность. Школа обеспечивает целостное и всестороннее развитие учащихся. Участие в кружках, студиях и секциях дает возможность закрепить и развить навыки и умения, полученные на уроках.
Достижения в области робототехники	2 место областных соревнований в категории «Кегильрингквадро» Создание проекта «Умный дом» и «Умная теплица» Победители в категории «Smartsity»
Соревнования, в которых приняли участие за 2019-2022 годы	1.Победители областного конкурса по робототехнике «Первый шаг к великому изобретению (г.Кокшетау) 2. Участники и победители в номинации «Өzekti joba» Республиканского конкурса научно-технических проектов «КazRoboProject-2021г». 3. Победители Республиканского конкурса научных проектов, г.Шымкент, 2021г 3.Участники финальных соревнованиий VI-го фестиваля робототехники, программирования и инновационных технологий «ROBOLAND 2021» 4. Победители 1 Международного конкурса «I Genius» (г.Алматы 2021г)
Год начала занятий робототехникой	2017/ 2018 учебный год
Кол-во занимающихся робототехникой	30 человек
Кол-во тренеров (преподавателей) робототехники	2 человека
Платформа роботов для занятий (или бренд)	578тг - Сатып алу Материал ұнаса әріптестеріңізбен бөлісіңіз Ватсапта бөлісу Телеграммда бөлісу Фейсбукта бөлісу Сілтемені көшіру Материал жариялап тегін сертификат алыңыз! Бұл сертификат «Ustaz tilegi» Республикалық ғылыми – әдістемелік журналының желілік басылымына өз авторлық жұмысын жарияланғанын растайды. Журнал Қазақстан Республикасы Ақпарат және Қоғамдық даму министрлігінің №KZ09VPY00029937 куәлігін алған. Сондықтан аттестацияға жарамды Материал жариялау Сертификатты жүктеу Ресми байқаулар тізімі Республикалық байқауларға қатысып жарамды дипломдар алып санатыңызды көтеріңіз! Тізімді көру Материал іздеу Сіз үшін 400 000 ұстаздардың еңбегі мен тәжірибесін біріктіріп, ең үлкен материалдар базасын жасадық. Төменде пәніңізді белгілеп, керек материалды алып сабағыңызға қолдана аласыз Барлығы 663 959 материал жиналған Пән Бағыт Сынып Іздеу Ұқсас материалдар Дайын ҚМЖ. Барлық пәндерден 2022-2023 оқу жылына, жаңа бұйрыққа сай жасалған Сертификатталған тренер жасаған 01.01.2023 17 863 13 694 ҚР Білім және Ғылым министірлігінің стандарты бойынша жасалған. 2022-2023 оқу жылына арналған Барлық пәндер Барлық материалдар Барлық сыныптар Информатика пәні бойынша барлық материалдарды көру Іс-шаралар кестесі Педагогтардың біліктілігін арттыру курстары Сайт Peaksoft веб-студиясында жасалған - Peaksoft.kz