Projekti godine

Svakako ste nestrpljivi da doznate ko je pobednik prvog dela takmičenja i dobitnik atraktivne nagrade, leta svemirskim brodom Virgin Galactic u podorbitalni svemir . Žiri je odlučio da nagrada pripadne projektu koji smo prošlog meseca opisali pod nazivom „Upravljanje kolicima pokretom očiju“ – to je delo tročlanog tima, od kojih su dva pogođena teškom bolešću koja se zove asimptomatska lateralna skleroza, ili bolest motornog neurona, i koja se obično završava kvadroplegijom. Ovi bolesnici provode život u invalidskim kolicima, kojima čak ne mogu ni da upravljaju, pa je tim razvio kontroler sa kamerom za praćenje pokreta očiju i interfejsom koji upravlja kolicima. U dobrom hakerskom maniru projekat je otvoren, što znači da je objavljena dokumentacija po kojoj svaki vešt praktičar može da prepravi svoja električna kolica, uz minimum troškova.

Odmah se nameće pitanje kako će tročlani tim da leti u svemir, ako je nagrada samo za jednog. Još je važnije to da li organizam kvadroplegičara može da podnese takav napor, jer se pre leta obavlja opsežna obuka, koja podrazumeva i nekoliko letova specijalnim avionom, u kome se tokom leta postiže bestežinsko stanje. Srećom, nagrada može da se dobije i u novčanom iznosu od 196.883 dolara, koliko ovaj let košta. Inače, ukupan nagradni fond za ovu godinu iznosi preko pola miliona dolara.

Istovremeno je održan i konkurs za najbolji projekat koji pretenduje na to da postane uspešan proizvod. Prva nagrada, u iznosu od 100.000 dolara, dodeljena je projektu o kome ste prošlog meseca čitali pod nazivom „Nema dobrog vina bez zalivanja vinograda“, koga čini kontroler zasnovan na mikrokontrolerskom sistemu Arduino, kao i grupa senzora za vlažnost. Na prvi pogled u ovom projektu nema puno inovacija, ali ipak postoje dve stvari koje ga čini posebnim. Jedna od njih je senzor vlažnosti na bazi gipsa, koji je, za razliku od postojećih senzora, jeftin i lako se proizvodi u kućnoj režiji, a druga je vertikalna konfiguracija senzora, na različitim dubinama, kojom se omogućava bolje praćenje promena vlažnosti zemlje i određivanje vremena uključenja pumpi za zalivanje. Ovim sistemom se ostvaruje ušteda oko 25% vode za zalivanje, što u danima kad vode imamo sve manje, nije za potcenjivanje. To takođe podrazumeva i manju potrošnju energije potrebne za rad pumpi.

Ovaj projekat je učestvovao na oba konkursa, i u prvom (Build Something That Matters, Napravi nešto značajno) je ušao u finale, tako da smo o njemu već pisali prošlog meseca. Ovoga puta opisujemo finaliste u grupi Best Product (najbolji proizvod), ali nema potrebe da ponovo pišemo o pobedničkom projektu, kao ni o još jednom (meraču zagađenja vazduha), koji je takođe već opisan. Preostalo je još osam polufinalista koji su ušli u finale konkursa za najbolji proizvod.

Napravi sam svoj nervni sistem

Neki čitaoci će se možda setiti da smo u martu 2011. godine (PC #175) pisali o neuronskim mrežama. Ovaj projekat se takođe bavi neuronskim mrežama, ali rešenim pomoću digitalnih podsklopova, zasnovanih na Atmel-ovom mikrokontroleru ATtiny44A. Svaki podsklop, koji je na pločici veličine poštanske marke, simulira po jedan neuron, sa nekoliko ulaza (dendrita) i jednim izlazom (aksonom). Interkonekcija većeg broja neurona ostvaruje se hardverski, pomoću standardizovanih kablova sa konektorima. Na svakom neuronu postoji po jedan LED, koji jačinom svetlosti pokazuje nivo internog membranskog potencijala.

Predstavljena je četvrta generacija ovog projekta, što verovatno znači da je koncept već prilično zreo i autor namerava da počne serijsku proizvodnju i izlazak na tržište. Prototip u ovom trenutku čini oko 100 neurona, koji se povezuju u mrežu potpuno proizvoljne topologije. Predviđeno je da mreža upravlja bilo kojom elektromehaničkom ili elektrooptičkom jedinicom, ali je verovatno da će najveću primenu naći u robotici, što znači da će upravljati motorima.

Ko se seća PDP računara?

PDP-8, koji se na tržištu pojavio 1965. godine, bio je prvi uspešan komercijalni minikompjuter. Prvi modeli bili su napravljeni u DTL (Diodno-Tranzistorska Logika) tehnologiji, ali je PDP-8/I predstavljao značajan tehnoločki napredak, jer je građen sa TTL (Tranzistorsko-Tranzistorskom Logikom), i smatra se najuspešnijim modelom iz 12-bitne PDP-8 serije.

Simulacija PDP-8 sistema je zasnovana na mikroračunaru Raspberry Pi, o kome smo detaljno pisali u februaru 2014. godine (PC#207). Pošto se na tržištu mogu pronaći rashodovani i neispravni modeli PDP minikompjutera za oko 20 dolara, moguće je upotrebiti originalnu prednju ploču, kojoj treba dodati „srce“ minikompjutera (Raspberry Pi) i samo jedan čip, koji čini paralelni interfejs. Lampice na prednjoj ploči zamenjene su sa 92 LED-a, pa je ostalo još samo da se doda nekoliko dioda i otpornika. Tako će ceo računar, umesto da bude veličine frižidera (kao što je bio originalni PDP-8) biti veliki samo kao prednja ploča upravljačke jedinice, a izgledaće kao da je „pravi“ PDP-8.

Precizni sistem za pozicioniranje

GPS je jedna od najatraktivnijih tekovina doba u kome živimo, ali ni on nije svemoćan, jer ne može da „zaviri“ u svaki ugao i nije dovoljno precizan za primenu u kojoj se traži centimetarska tačnost. Zato autor ovog projekta nudi sistem koji se takođe oslanja na nodove (ekvivalente GPS satelitima), koji su postavljeni na površini koju treba pokriti sistemom za mikrolociranje.

Nedostatak ovog sistema je u tome što svaku mikrolokaciju (metro, šoping mol, parking, galeriju i slična mesta) treba opremiti nodovima koji će prethodno biti kalibrisani. Da bi ovaj sistem doživeo punu primenu i uspeh na tržištu, trebalo bi da probije „kritičnu masu“ mesta na kojima su takvi nodovi postavljeni, kako bi proizvođači smartfonova počeli da ugrađuju senzore za mikrolokaciju.

Projekt je koristan, ali nije nagrađen verovatno zbog toga što to nije ni prvi ni jedini sličan sistem koji se već nudi na tržištu. Jedan od sličnih sistema će pobediti i postati svetski standard, a to će verovatno biti sistem koji će biti ponuđen od strane nekog velikog proizvođača, jer je lobiranje za formiranje ovakvih standarda veoma skupo i značajno utiče na kasnije tokove kapitala.

Čitav sistem na kvadratnom centimetru

Stariji čitaoci se svakako sećaju diskusija o tome da li će ikada biti moguće napraviti ceo kompjuter na jednom čipu. Sada je to lako ispuniti ako koristimo kola tipa FPGA (Field Programmable Gate Array, što bi se moglo prevesti kao „matrica logičkih kapija koja se može programirati na licu mesta“). Autor projekta je pokušao da standardizuje svoj lični SOC (System On Chip, sistem na čipu) i prozvao ga DIPSY. Projekat je zasnovan na ideji koja ponovo nije ni nova ni preterano inventivna, ali bi mogla da bude korisna ako bi bila široko prihvaćena.

Sistem je projektovan tako da bude na štampanoj pločici veličine 1×1 cm, a sadrži samo FPGA čip Lattice iCE40UL1K-SWG16, naponski regulator, dva kondenzatora i jedan otpornik. Sve je napravljeno tako da se spoljni konektor uklapa u pin konfiguraciju mikrokontrolera ATtiny85, a cena materijala za jedan komplet ne prelazi 5 dolara, uključujući i štampanu ploču.

14-kanalni logički analizator

Logički analizatori su uvek zanimljiva tema, posebno za hakere. Projekat o kome je reč predstavlja veoma uspešan interfejs između sistema koji se razvija/testira s jedne strane, i standardnog SOC (System On Chip) računara BeagleBoard Black.

Autor se svojski potrudio da obogati analizator sa puno odlično zamišljenih funkcija, što još uvek nije konačna lista mogućnosti, jer rad na obogaćivanju softvera još uvek traje. Kao i kod ostalih hakerskih projekata, i hardver i softver su otvoreni i dobro dokumentovani. BeagleBoard Black je varijanta minijaturnog računara iz familije BeagleBoard, a tržištu je ponuđen pre dve godine. Poseduje 512 MB RAM-a i 2 GB eMMC fleš memorije kao i HDMI video izlaz, a zasnovan je na SOC OMAP 3530 koji radi na 1 GHz.

Meteorološka stanica na bedžu

Zanimljiv je i mali instrument koji meri temperaturu, UV indeks, vlažnost i temperaturu vazduha. Izgleda da je autoru bio najvažniji UV indeks, jer je projekat naslovio „UV bedž“ i u opisu se najduže zadržao na njemu.

Priložio je čak i detaljne podatke o tome koja doza UV zraka je korisna (jer vitamin D ne postoji u hrani i organizam može da ga proizvodi samo uz pomoć UV zraka), a gde počinje opasnost da ovi zraci stvore ozbiljne zdravstvene probleme. Zato uređaj ima dva moda merenja intenziteta UV zračenja: trenutnu i kumulativnu vrednost. Svakako treba čestitati autoru na izvanrednom dizajnu i velikom trudu da se uređaj upakuje u lepo i praktično kućište.

Ručni pogon za invalidska kolica

Autor je eksperimentisao sa različitim principima ručnog pogona za invalidska kolica i zaključio da je najbolji princip sa ručicama koje se pokreću napred-nazad, kao kod veslanja. Ni ovo nije nova ideja, ali je ponuđeno rešenje koje lako može da se napravi na dobrom 3D štampaču uz minimalne troškove. Umesto gradnje novih kolica, razvijen je samo dodatak za postojeća invalidska kolica sa ručnim pogonom. Prednost ovakvog pogona je što je lakši za korisnika, jer se angažuje veći broj mišića, a i povoljniji je za održavanje kondicije u leđnom i kičmenom delu, koji su kod invalida ugroženi stalnim sedenjem.

Cena ovog dodatka je oko 40 dolara, što je oko 1% od cene komercijalnih modela. Ovakva poređenja cene opreme za hendikepirane osobe pokreće razna etička pitanja, i upravo na tim pitanjima autor ovog projekta zaslužuje odličnu ocenu, jer nudi otvoreni projekat od koga on neće dobiti ništa, osim dobrog osećanja da je pomogao ljudima kojima ta pomoć mnogo znači.

Pregrejane komponente

Savremene elektronske komponente postaju sve manje, pa ako se tokom rada greju, sve je teže rashladiti ih. Ovaj autor je imao puno problema sa hlađenjem, pri čemu je zaključio da hlađenje preko štampane ploče, koje je uobičajeno kod raznih drajvera, nije dovoljno i da ga treba popraviti na način koji ne ugrožava servisni pristup ostalim komponentama. Inovacija je zasnovana na hladnjacima iz dva dela, od kojih je prvi pričvršćen na štampanu ploču, a drugi se zavrtnjima pričvršćuje za prvi. Tako je prvi deo, koji ne zauzima puno mesta, samo toplotni provodnik i mehanički držač za drugi, koji se lako skida pri servisu. Zvuči previše jednostavno, ali može da reši veliki problem. Treba primetiti da rešenje nije novo, jer nešto slično tome imamo već decenijama na procesorima za desktop računare, ali, začudo, niko od proizvođača nije pokušao da na kvalitetan način reši taj problem na univerzalnom nivou, za sve ostale komponente. Uz dobru standardizaciju, ovaj princip hlađenja komponenata bi mogao da se uvede u širu praksu, čime bi jedan od značajnih problema savremenih elektronskih uređaja bio rešen.

hackaday.com