В этой статье мы обсудим несколько любопытных вещей, которые каждый может попробовать реализовать самостоятельно, — они накопились у меня в ходе довольно долгого периода «странствий по интернету», и думаю, что многим будут интересны.
Некоторые будут концептуальными, над которыми ещё следует подумать, тем не менее они любопытны для развития технического . Итак...
▍ «Волшебная кисть»
И мой личный технический хит-парад открывает «Волшебная кисть» от компании Crayola. Сразу отмечу, что это устройство, на мой взгляд, скорее будет интересно с той точки зрения, что из этого можно сделать хороший бизнес — так как аппарат обладает очень сильным «вау-эффектом». Так что те, кто хотел «какой-то эдакий бизнес, с вывертом» — могут отметить это, как вполне себе вариант (ниже я ещё объясню, почему это возможно):
Думаю, что после просмотра этого видео, у вас, также как и у меня, остался только один вопрос: «что за?!!».
Но не волнуйтесь — у меня возник точно такой же вопрос, и я потратил достаточно времени, чтобы выяснить, как это работает, и в итоге вырисовывается любопытная картина…
Суть этого устройства заключается в том, что компания решила разработать систему рисования для детей, которая позволила бы избавиться от испачканных в краске рук и других поверхностей во время рисования.
Почему это им показалось важным: так как детские краски и маркеры зачастую может быть очень сложно отмыть как от одежды, так и от предметов интерьера (и даже просто от человеческого тела).
Для этого они применили любопытный подход: краски являются абсолютно бесцветными и не позволят испачкать какую бы то ни было поверхность. Они обретают свой цвет только после того, как будут нанесены на поверхность бумаги, которая была предварительно обработана специальными реактивами.
Химическая реакция, которая начинается между краской на поверхности и самой поверхностью придаёт краске цвет, а использование различных «красок» — позволяет создавать многоцветные комбинации на поверхности. В общем, всё так же, как и у обычных красок.
В процессе нанесения красок используется специальная кисть, которая подсвечивается в определённый цвет, в зависимости от того, к какой ёмкости с краской кисть поднесена в данный момент.
Точная информация о механизме работы кисти в открытом доступе отсутствует, но я сам полагаю, что здесь используется какой-либо индукционный принцип и кисть срабатывает на близкое поднесение к определённой ванночке с краской.
В любом случае, кисть здесь играет вторичную роль, и её подсветка всего лишь подсказывает, какой цвет краски был «зачерпнут» — не забываем, что краски бесцветные, и визуально невозможно определить, какая краска находится на кисти.
Поэтому, после того как краску определённого цвета забрали кистью — кисть продолжает гореть этим цветом, не давая забыть, какая краска набрана на кончике.
Что же касается самой химии процесса, то мне удалось найти следующее…
Как заявляется в некоторых кратких описаниях этого устройства (если попытаться кратко описать процесс) — в качестве, собственно, красителей, используются так называемые «лейкокрасители», что в переводе с греческого означает «белый», то есть краситель может переходить из одной своей формы в другую, при этом одна из форм представлена бесцветной, а другая, соответственно, имеет цветовую окраску.
В качестве проявителя цвета здесь используется кислая среда, в кратких описаниях называемая как «содержащая ионы цинка», — что сразу заставило меня подозревать, что в процессе задействована фаза образования электролита (раз речь идёт об ионах, то есть, другими словами, диссоциации).
В принципе, об этом нетрудно догадаться, если посмотреть на состояние «красок» — они явно не твёрдые и содержат некоторую жидкость. В дальнейшем я убедился, что был прав в своём предположении…
Итак, что же здесь конкретно используется в качестве красок? Вот какую информацию мне удалось найти:
Картинка: patents.google.com
Как можно видеть, у многих красок в скобках указан их цвет. Там, где цвет не указан, можно забить в поиск название бренда (или химическое название), под которым распространяется краска (например, COPIKEM 747) и узнать, какого цвета этот краситель. Впрочем, это не обязательно — ниже будут точные составы :-)
Что же касается проявителя красок, то, как уже выше упоминалось, в качестве него используется кислая среда, которая в англоязычных источниках называется, как «кислота Льюиса».
А вот что именно используется здесь в этом качестве:
Картинка: patents.google.com
При этом, как я уже говорил, мои подозрения оправдались, и здесь в качестве посредника выступает жидкая среда, к включению которой в процесс можно подходить творчески: как включая её в саму поверхность, так и в пишущее устройство (карандаш, кисть и т. д.): при этом, как мы видим, желательно ещё и подготовить саму поверхность, для лучшего удержания красителя на ней:
Картинка: patents.google.com
Кроме того, они ещё заботились тем, чтобы краситель сохранял свои качества и не сработал раньше времени (например, пока товар всё ещё находится в магазине и никем не куплен):
Картинка: patents.google.com
При этом, что интересно, они побеспокоились ещё и о том, чтобы, если ребёнок случайно испачкал ткань, этот краситель легко можно было отмыть:
Картинка: patents.google.com
А вот так выглядят составы красок, для получения разных цветов (кликабельно):
Картинка: patents.google.com
А вот так — состав для нанесения на поверхность бумаги:
Картинка: patents.google.com
Всё это и другие любопытные моменты вы можете прочитать самостоятельно, в тексте патента по этому изобретению.
А теперь самое любопытное: заявка на патент была подана в 1998, и, насколько я понимаю, на данный момент, действие патента закончилось:
Картинка: patents.google.com
То есть в теории это значит, что этим техническим решением, описанным в патенте, может воспользоваться любой желающий (но перед этим лучше уточнить у юристов, для верности).
Маленькая справка для тех, кто не в курсе: патент является своеобразным компромиссным соглашением между обществом и изобретателем, что, с одной стороны, обществу нужны новые разработки, и поэтому оно обязуется предоставить изобретателю монопольное право использовать своё изобретение и получать выгоду, в течение ряда лет (например, 20), — то есть, предоставит ему временную фору; с другой стороны, изобретатель обязуется по истечении этого срока — передать своё изобретение обществу — в безвозмездное пользование (это означает, что любой может его свободно копировать, производить и извлекать прибыль).
Таким образом, общество как бы поощряет инновации, но в то же время не позволяет тормозить технический прогресс.
Но что делать, если на основе своего изобретения построен бизнес, он уже вполне успешно приносит деньги, а тебе его необходимо отдать обществу, так как срок заканчивается?
Распространённым решением являются 3 подхода:
- ничего не патентовать изначально, а использовать своё изобретение в качестве так называемого «ноу-хау» (хорошо охраняемого секрета) — и попросту никто не знает, как такое повторить, как, например, делает Coca-Cola со своим рецептом напитка,
- ничего не патентовать (так как патентование — это долго и стоит больших денег — если во многих странах), а вместо этого быстро выводить на рынок, быстро зарабатывать; к тому моменту, когда появятся конкуренты — также быстро вывести и начать производить новое, более технически совершенное решение и т. д., а конкуренты в это время будут производить всё ещё старое (по сути, является разновидностью «3» подхода, описанного ниже),
- запатентовать, и если изобретатель активно эксплуатирует своё изобретение в течение всего срока охраны, то наверняка у него сложится понимание, как это изобретение должно быть усовершенствовано. Поэтому зачастую к истечению срока государственной охраны, изобретатели патентуют новое, более совершенное решение (опять на 20 лет, и так до бесконечности).
В завершение описания разработки выше, скажу, что на мой взгляд она является весьма привлекательной для копирования; к тому же, наш рынок фактически свободен от таких вещей — что развязывает руки…
А если вы не собираетесь строить такие далекоидущие планы, то есть способ проще.
▍ «Семкогрызка»
Среди множества людей довольно распространённым способом отрешения от существующей действительности является просиживание с разгрызанием семечек.
Монотонные одинаковые действия позволяют разгрузиться , а приятный вкус радует «вкусовые сосочки».
Кстати, несколько отвлекаясь от темы, скажу, что у меня есть определённое подозрение, что такие монотонные действия погружают в своего рода транс, гипноз — если хотите.
Чем-то это похоже, например, на то, как водитель впадает в транс, наблюдая монотонно мелькающую дорогу перед машиной (особенно это может быть чревато в ночные часы).
Точно такой же эффект для водителя может возникнуть, если вдоль дороги мелькают одинаковые силуэты, расположенные на одинаковом расстоянии — читал про то, что в пригороде одного из городов (вроде, Англии) было замечено, что на одной из дорог при въезде в город, наблюдается повышенное количество ДТП.
Стали разбираться и выяснилось, что обочины вдоль этой дороги были засажены вроде бы тополями, расположенными на одинаковом расстоянии, и такая посадка длилась что-то порядка 300 метров.
Такое одинаковое мелькание вводило водителей в транс, и они бились (сейчас уже точно не помню, каким именно образом, — выезжали на обочину или там резко дорога поворачивала, и они пропускали поворот — что-то подобного плана там происходило).
Самое интересное, что все эти проблемы ушли (вернее, приравнялись к среднестатистическим показателям), после того как там проредили эту рощу вдоль дороги: насколько помню (могу ошибаться) — срубили тополя таким образом, чтобы отрезки, засаженные по бокам дороги, были постоянно меняющейся и неповторяющейся длины — и проблема полностью ушла.
Человеческая психика — интересная штука… Я сам одно время в прошлом занимался довольно плотно гипнозом, в том числе, — аутогипнозом (гипноз самого себя), так что «довольно-таки в курсе» :-) Ну да ладно, малость отвлеклись...
Итак, мы выяснили, что многие люди любят просиживать, разгрызая семечки.
Предвосхищая комментарий о том, что «а не проще ли купить уже очищенные семечки?» — нет, не проще :-))) Цель-то ведь не наесться, цель — в самом процессе: «у самурая нет цели – есть только путь» :-D
При этом, очевидной проблемой является то, что существенно уменьшается ресурс драгоценных зубов (хотя, с другой стороны, стоматологи вряд ли сильно против такого расклада — но мы-то не стоматологи).
Китайцы, похоже, тоже осознали эту проблему и недавно выпустили любопытное устройство — «автоматическая семечкогрызка» (или лучше «семкогрызка»?):
Как видим, наверху у этого устройства имеется 4 слота для помещения в них семечек разного размера (см. с 9:03).
Однако как показывает опыт эксплуатации разных людей, — эта штука не додумана до конца и её вполне можно усовершенствовать (что как раз и открывает простор для самодельщика, который может попробовать собрать такое устройство самостоятельно).
Далее будет несколько моих соображений, как можно улучшить это устройство. Но для начала, что представляет собой стандартная семечка:
Как мы видим, это кожурка, имеющая некоторую свою толщину, внутри которой находится зерно.
Чтобы добраться до этого зерна, нам нужно расплющить кожурку таким образом, чтобы она лопнула по торцу; в то же время нам нельзя переборщить с силой сжатия, так как это повредит зерно.
«Что же делать?», — скажете вы. Решение очень простое — нужно просто-напросто регулировать силу сжатия, чтобы она каждый раз была оптимальной, для данного размера зерна.
Но для начала обратимся к устройству этого аппарата. По своей сути, это обычный аналог «крупорушки» — два металлических вала располагаются друг напротив друга и вращаются навстречу. Валы дополнительно могут снабжаться насечкой, чтобы зерно не скользило по ним.
Аналог такого аппарата, только в самодельном исполнении можно увидеть ниже. Кстати говоря, эта самодельная версия отличается в лучшую сторону от китайского аппарата, так как позволяет разделять очищенные зёрна и кожурки — которые потоком ветра сдувает в сторону:
И вот тут как раз существует проблема у этого китайского аппарата — расстояние между валами строго фиксированное, что как раз и является корнем всех проблем: зёрна одного размера он не дожимает, а зёрна другого — пережимает.
Вследствие этого, одни зёрна выпадают из аппарата не очищенные от кожурок, а другие — слишком передавленные, с перемолотыми зёрнами.
Да, в китайском аппарате, в некоторой степени, эту проблему попытались решить, использовав несколько слотов для загрузки семечек, при этом, продолжительно, два вала внутри имеют также переменный диаметр.
Но фиксированное решение всё равно не позволяет охватить весь спектр возможных вариаций размеров семечки.
И тут мне подумалось, что эта проблема решается очень далеко: нужно просто сделать автоматическую подстройку расстояния между валами, в зависимости от размера семечки.
При этом устройству, которое будет регулировать расстояние между валами, надо дать время на срабатывание.
Все эти вопросы, на мой взгляд, можно решить следующим образом:
- расстояние между валами регулируется с помощью шагового двигателя, который отклоняет один из валов, подвешенный наподобие маятника, где осью вращения маятника выступает как раз ось шагового двигателя,
- перед «щёлкающими семечки» валами — устанавливается ещё пара валов — своеобразных замедлителей (не дают семечке упасть сразу вниз, на щёлкающие валы), и они приводятся во вращение отдельным двигателем; одновременно, при этом происходит сканирование размера семечки,
- в качестве сканера размера семечки выступает инфракрасный датчик TCRT5000, мимо которого семечка проходит плоскостью.
Так как датчик имеет аналоговый выход, то с него можно считывать показания, которые будут отличаться, в зависимости от того, насколько широкая семечка перед ним прошла (грубо говоря, от широкой семечки отразится больше инфракрасного излучения обратно, в приёмник).
После считывания размера должна происходить регулировка расстояния между валами:
Можно откалибровать работу устройства на нескольких размерах семечек (например, на трёх), а все промежуточные значения получать пропорциональным вычислением.
Таким образом, можно добиться того, что расстояние между валами всегда будет оптимальным, и чистка семечек будет производиться с высокой степенью успешности.
В качестве управляющего микроконтроллера можно взять любую Arduino или, например, esp32.
▍ Ускоритель чистки зубов
Ну и замыкает этот мой сегодняшний персональный хит-парад устройств интересное изобретение, выставленное разработчиками на kickstarter — автоматическая виброщётка для зубов — Amabrush:
Как заявляют сами разработчики, щётка позволяет очистить все зубы всего лишь за 10 секунд.
К сожалению, несмотря на то, что стартап смог собрать более 26000 спонсоров, — он не смог развиться дальше.
Тем не менее сама идея мне кажется очень интересной, особенно с учётом того, что в последнее время широко распространились бытовые фотополимерные 3D принтеры — и каждый может попробовать смоделировать и собрать такую щётку самостоятельно.
В завершение рассказа хотелось бы отметить, что есть множество весьма интересных устройств, о которых было бы интересно узнать многим. Может быть, вы тоже знаете такие? Было бы интересно почитать в комментах…
Автор: DAN_SEA
