Просыпаешься и смотришь на часы: точно ли ты отдохнул и восстановился

Одна из самых популярных функций в гаджетах — отслеживание уровня стресса. Разбираемся, как это работает и в чем задачи для инженеров

Показатели, которые собирают часы

Сердечный ритм
Температура кожи
Дыхание
Уровень кислорода в крови

Основа технологии
Часы используют терморезистор для измерения температуры, а также PPG-датчики, которые с помощью лазера помогают измерять скорость сердцебиения, давление. В основе технологии лежит машинное обучение, основанное на клинических испытаниях и особенностях конкретного индивида. Эти алгоритмы позволяют учитывать индивидуальные особенности пользователя

Где возникают погрешности
Внешние факторы: физическая активность, прием лекарств, кофеин и алкоголь могут влиять на сердечный ритм и другие показатели, искажая данные о стрессе

Точность датчиков: оптические датчики PPG чувствительны к движению и плохо прилегающим к коже часам, что может приводить к неточным измерениям

Отсутствие контекста: часы могут определить повышенный уровень стресса, но не всегда могут предоставить информацию о его причине. Это делает интерпретацию данных сложнее

Задачи, которые ещё предстоит решить
Повышение точности и надежности: необходимы более точные датчики и алгоритмы, учитывающие индивидуальные особенности пользователя и внешние факторы

Отделение стресса от эмоциональных состояний: часы в основном опираются на сердечный ритм и дыхание, поэтому могут ошибочно принять яркие эмоции за стресс, что мешает точности измерений

Интеграция в другие медицинские сервисы: чтобы технология приносила пользу необходимо интегрировать её в медицинские сервисы, которые помогли бы пользователю самостоятельно снизить уровень стресса

Когда спутники «молчат», а знать, где ты — нужно

На глубине шахты, в промзоне, под землей — там, где сигнал GPS не проходит, может быть заглушен, подменен или недостаточно точен для критичных задач — появляется вопрос: как определить местоположение техники или человека. И зачастую это не про удобство, а про производственную необходимость: где находится робот? как управлять складской логистикой? как сориентировать сельскохозяйственный дрон?

Какие возможны решения

Внутри зданий, тоннелей, ангаров сигнал от спутников теряется. Вдобавок все чаще встречаются системы активного подавления и фальсификации сигнала. Чтобы обеспечить навигацию в таких условиях, инженеры используют локальные навигационные системы, независящие от спутников.

Существуют разные подходы: оптические (лидары), ультразвуковые, машинное зрение, навигация по Wi‑Fi и Bluetooth-маячкам. Каждая технология дает разные точности, требует различной инфраструктуры и по-разному ведёт себя в условиях зашумлённой или динамичной среды. Выбор решения зависит от конкретной инженерной задачи.

Один из подходов — система ПИРС

В ИРЭ им. В. А. Котельникова МЭИ создаётся программно-аппаратный комплекс ПИРС — навигационная система для работы в замкнутых пространствах, с точностью позиционирования до 30 см. В ее основе — технология сверхширокополосной радиосвязи (UWB), которая позволяет определять расстояние до опорных точек с помощью коротких радиоимпульсов.

Навигационный радиомодуль ПИРС работает как замена GPS-приёмника в условиях, где сигнал со спутников недоступен. Чтобы система работала, в помещении или на объекте заранее размещаются опорные точки — якоря. Взаимодействуя с ними, модуль позволяет точно определить местоположение носителя — будь то робот, дрон или транспортная единица.

Где используется ПИРС

Сегодня комплекс применяется как основа навигации для:
— автономных наземных роботов;
— дронов и БПЛА в закрытых помещениях;
— задач производственной автоматизации;
— логистики на складах и в цехах;
— инженерных соревнований;
— образовательной робототехники.

Разработкой занимается команда преподавателей, инженеров и выпускников кафедры радиотехнических систем. Система неоднократно тестировалась в реальных условиях и используется в демонстрационных проектах и прототипах.

Какие перспективы

Локальная навигация становится фундаментом для робототехники и автоматизации. Она помогает решать задачи управления беспилотными системами там, где невозможно использовать классический GPS. Это направление активно развивается, и в него можно включиться ещё на старших курсах — от построения архитектуры до настройки алгоритмов.

Ничего интереснее нет, чем то, чем вы [инженеры] занимаетесь

Согласны с Владимиром Владимировичем на 110%

https://news.1rj.ru/str/nos_mediaa/13114

Робо-Окунь: какую жизнь ему предстоит прожить

Недавно силами инженеров Самарского университета на свет появился робо-окунь. Пусть забавный внешний вид не вводит вас в заблуждение — он будет решать серьезные технические задачи.

Подобные подводные роботы нужны для точечной инспекции конструкций, оперативного экологического мониторинга и поиска мелких предметов после ЧП; манёвренность и невысокая стоимость делают частые проверки реалистичными там, где большие аппараты не подходят.

Датчики и батарея
В корпусе обычно стоят камера с подсветкой, сканирующий или многолучевой сонар и набор датчиков качества воды (температура, солёность, примеси). Для ориентирования используются IMU и энкодеры, а источник энергии — литий-ионный аккумулятор; из-за ограниченного объёма батареи ключевая задача — энергосбережение и приоритезация задач на борту.

Связь и навигация
Ориентирование обеспечивают DVL (доплеровский измеритель скорости) и инерциальная подсистема; для коррекции позиции и поиска применяют акустические приёмопередатчики и локальные маяки. В некоторых системах добавляют UWB или радиомодули для ближней связи и обмена телеметрией в защищённой зоне.

Главные сложности
Среда создаёт помехи: акустические отражения и шум судов искажают измерения, течения уводят аппарат, в мутной воде бесполезна оптика. Малые габариты лимитируют ёмкость батареи и полезную нагрузку, а логистика замены и возвращения аппарата в полевых условиях остаётся нетривиальной задачей.

Он пока выглядит как игрушка, но это игрушка с задачей: маленький, шустрый и бесстрашный — готов зайти туда, где человеку нельзя. Пусть инженеры ещё доведут его до ума, а робо-окунь отплатит делом: найдёт, измерит и вернёт важные данные — и, возможно, спасёт чей-то объект или чей-то день.

Беспроводная зарядка: что в ней такого?

Кладёте телефон на площадку — и он заряжается. За этой удобной повседневностью стоят чёткие инженерные шаги по созданию поля, его приёму и безопасному управлению энергопотоком.

Как это работает (на примере технологии Qi)

1. Зарядная площадка подключается к розетке; через её катушку течёт переменный ток и возникает переменное магнитное поле.
2. В телефоне под корпусом есть компактная приёмная катушка.
3. Когда телефон кладут на площадку, магнитное поле индуцирует переменный ток в приёмной катушке.
4. Этот ток проходит через выпрямитель и стабилизатор, превращается в постоянный ток и идёт на заряд аккумулятора. По сути это трансформатор с воздушным зазором — без общего сердечника, но с точным согласованием.

А можно так заряжать что-то большое?
Теоретически да.
Главные препятствия тут — дальность передачи, падение эффективности с рассеянием поля, нагрев и требования по безопасности. При увеличении мощности сложнее соблюдать нормы по излучению и предотвращать помехи для окружающей электроники.

Какие еще есть варианты?
— Резонансная магнитная передача: расширяет зону действия за счёт резонанса.
— Радиочастотная (RF) передача: питает низкоэнергетические датчики на метры.
— Лазерная/оптическая передача: высокая плотность в точке при прямой видимости, требует трекинга.
— Ультразвук/акустика: нишевые применения, пока с низкой эффективностью.

Над чем работают инженеры, чтобы все получилось?
— минимизируют потери и нагрев при высоких мощностях;
— разрабатывают динамическое согласование и трекинг приёмника;
— создают надёжную инфраструктуру «баз» и стандарты взаимодействия устройств.

Одна из кафедр МЭИ работает с технологиями беспроводного заряда. Скоро о них расскажем!

Сентябрь — это не только пары и новое расписание.

Нашли три актуальные возможности для студентов-технарей, держи в порядке убывания дедлайнов:

До 15 сентября — i.Moscow Academy
Это акселератор студенческих проектов. Участники получают поддержку менторов, проходят интенсивы и доводят идеи до уровня прототипов. Лучшие решения получают шанс выйти на пилотирование с компаниями.
https://i.moscow/academy

До 18 сентября — хакатон LCT Moscow
Формат — командная работа над кейсами от индустрии. Среди задач — распознавание объектов на медицинских снимках, анализ больших массивов данных, разработка цифровых сервисов для города. Здесь можно сразу применить свои знания и собрать командное портфолио.
https://i.moscow/lct

До 30 сентября — конкурс «Изобретатель года»
Конкурс объединяет изобретения и разработки студентов с запросами отраслевых партнёров. Это шанс показать свой проект экспертам и компаниям, заинтересованным во внедрении решений. Работы принимают в самых разных сферах — от электроники до биотехнологий.
https://изобретатель-года.рф

Хочешь опыт работы, развиваться в науке и иметь проекты в портфолио. Эти программы — как раз идеальное место для такого старта.

Как поймать сигнал инопланетян из далеких галактик?

Чтобы уловить слабый сигнал из глубин космоса, нужно отфильтровать все лишние шумы — от космического излучения, помех от земных передатчиков и собственных шумов электроники.

Команда инженеров из лаборатории Интернета вещей МЭИ, Российских космических систем и Научно-производственной корпорации «Системы прецизионного приборостроения» придумала, как это исправить. Они добавили в схему фильтров систему обратной связи — своего рода «автопилот», который постоянно подстраивает систему и не даёт ей сбиться с нужной частоты.

В чем суть нового исследования и какие результаты они получили — смотрите в нашей статье: dzen.ru/a/aMli2-eUa0rTfBtS

Что будет, если у робота-такси «пропадет связь»?

Команда проекта «КоРоб» решила так: он договорится с другими роботами напрямую! 🤖

Школьники в «Сириусе» при помощи сотрудников кафедры РТС (МЭИ) создали роевую систему, где роботы сами распределяют заказы без центрального сервера.

Зачем нужны эти системы, как тестировали рой и что школьники успели привнести в разработку — читай по ссылке:
https://dzen.ru/a/aMpdaE3PwiLEqnm0

Сегодня со многими из вас увидимся мероприятии «Вход в систему: первый уровень» в ДК МЭИ.

Посмотрим, где пролегает путь в инженерные проекты, и пройдем креативные испытания на командной игре.

25 сентября
17:30
ДК МЭИ

Регистрация здесь.