Текст уведомления здесь

Изобретай за призовые

Как проходят технологические конкурсы и зачем они нужны

Многие изобретения и технологии появлялись на свет не просто потому, что какому-то инженеру пришла в голову замечательная идея. Зачастую, для того чтобы пробудить интерес ученых и изобретателей к решению какой-то проблемы, им необходимо что-то посулить взамен. Так много лет назад появились технологические конкурсы. Какими они были и бывают до сих пор, кто в них участвует и что получается на выходе — в обзоре организаторов одного из таких конкурсов, Up Great.
Добавить в закладки
Комментарии

От парусной навигации до космических кораблей

Одним из первых технологических соревнований стал «Конкурс Долготы», объявленный Британской академией наук в начале XVIII века. Его суть заключалась в необходимости решить проблему точного определения долготы во время длительных морских путешествий.

Победителем стал часовщик Джон Гаррисон: он предложил использовать в навигации хитрое устройство собственной сборки. Сегодня это известный всему миру хронометр. За прошедшие века конструкция прибора Гаррисона практически не изменилась — совершенствовались лишь технологии изготовления и материалы. Сам английский часовщик, неожиданно совершивший технический прорыв, получил не только славу, но и неплохие для своего времени премиальные.

Еще один пример инженерных состязаний — «Приз Ортега» с призовым фондом 25 тысяч долларов. Его целью было совершение первого в истории беспосадочного перелета через Атлантику. Конкурс выиграл молодой Чарльз Линдберг. В 1927 году на сконструированном винтовом самолете «Дух Сент-Луиса» он совершил первый трансатлантический перелет из Нью-Йорка в Париж. Тем самым заработал денег и дал новый толчок развитию самолетостроения в США.

Чарльз Линдберг на фоне своего самолета. Фото: SDASM Archives / flickr

Чарльз Линдберг на фоне своего самолета. Фото: SDASM Archives / flickr

Конкурсы и по сей день — отличный инструмент для решения технологических задач, бросающих вызов изобретателям. Например, в создании космических кораблей. Или программного обеспечения.

Конкурс DARPA: создание машин-беспилотников

Наиболее известные технологические конкурсы современности — Ansari Xprize и DARPA Grand Challenge. Последний проводит агентство передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США.

DARPA появилось в Штатах в 1958 году в ответ на запуск в СССР первого искусственного спутника Земли. Сейчас DARPA проводит конкурсы для разработки новых технологий в области вооружения. Одна из целей — оснастить роботами треть автомобильного парка армии США, чтобы минимизировать людские потери в ходе боевых действий.

Для этого в 2004 году DARPA объявила открытый конкурс для разработчиков Grand Challenge. По правилам, машина-прототип должна самостоятельно пройти по длинной трассе более 200 км, не повреждая другие транспортные средства и дорожное покрытие. При этом людям запрещено вмешиваться в управление даже дистанционно. Маршрут участникам заезда становится известен за два часа до старта. Трасса может включать и асфальтированные участки, и проселочные дороги, и пустынное бездорожье. Победитель заезда мог рассчитывать на призовые в размере миллиона долларов.

В первый же год в состязаниях приняли участие 15 конструкторских команд. Уйти со старта удалось только 8 машинам из 15. Лучший результат показал автомобиль HUMMER-H1 команды Red Team из университета Карнеги — Меллон. Он сумел проехать почти 12 километров из целевых 230. Далее робот сбился с курса и перевернулся. И даже это уже стало рекордом и самым настоящим техническим прорывом.

Одна из машин — участниц конкурса DARPA в 2004 году. Фото: MikeMurphy / GFDL / CC BY-SA 2.0
Одна из машин — участниц конкурса DARPA в 2004 году. Фото: MikeMurphy / GFDL / CC BY-SA 2.0

Уже в 2007 году очередная машина-робот, созданная исследователями университета Карнеги — Меллон, одержала победу. Теперь это было авто на базе внедорожника «Шевроле». По правилам, роботы должны были проехать в городских условиях 96 км, соблюдая правила дорожного движения и знаки. В отборочных турах участвовало уже 53 команды. Приз для победителей повысился до двух миллионов. Примечательно, что на организацию соревнований DARPA выделило в десять раз больше — $ 20,5 млн, и, судя по результату, затраты вполне окупились. Для команды-победителя, к слову, тоже — в этот раз разработки университета спонсировали уже три корпорации: General Motors, Caterpillar и Continental.

Общий неформальный результат конкурса — появление новой отрасли, беспилотного транспорта.

Создать частный космический аппарат

Другой известный конкурс, XPrize, проводится в США с 1996 года. Фонд с одноименным названием организует его на средства частных жертвователей и корпораций. Цель — «поддержка революционных инноваций, направленных на улучшение жизни всего человечества». К идее создателей фонда подтолкнула история пилота Чарльза Линдберга.

Соревнования XPrize не концентрируются на какой-то одной технологической области. Это может быть путешествие на Луну, обеспечение связью удаленных регионов или получение питьевой воды в районах, где вода — дефицитный ресурс.

Конкурс на разработку космического корабля с призом в $ 10 млн проходил в 2004 году. Обязательно условие — компания-разработчик не должна быть государственной. Тем самым организаторы хотели показать, что космические полеты не являются прерогативой государств.

Победитель должен был построить пилотируемый космический аппарат для подъема трех членов экипажа (или одного члена экипажа и эквивалентного груза) на высоту не менее 100 км. И в течение двух недель повторить свой полет.

Победу одержали разработчики аппарата SpaceShipOne. Его конструкция легла в основу серии космических кораблей SpaceShipTwo, разрабатываемых Virgin Galactic.

SpaceShipOne. Фото: Daniel Mennerich / flickr / CC BY-SA 2.0

SpaceShipOne. Фото: Daniel Mennerich / flickr / CC BY-SA 2.0

Неформальные итоги: команды-участники привлекли $ 100 млн частных инвестиций. Состязания дали старт частной космонавтике.

Сейчас XPrize проводит конкурс по созданию роботов-аватаров, которые позволят человеку видеть, слышать, осязать и взаимодействовать с окружающим миром на расстоянии не менее ста километров. Таких роботов можно было бы использовать, например, при ликвидации последствий аварии на АЭС. Впоследствии японская компания ANA предложила фонду XPrize через конкурс получить проекты более функциональных и похожих на человека роботов-аватаров. Сейчас команды разработчиков со всего мира подают заявки. Затем жюри отберет 25 участников. Конкурс будет проходить в несколько этапов, а победители станут известны в 2021 году. Они могут рассчитывать на призовые в размере $ 10 млн.

Алгоритмы предсказаний

Еще один известный «вызов» для изобретателей — Netflix Prize. Это открытое соревнование на лучший алгоритм предсказания пользовательских предпочтений. Например, выявление оценки, которую зритель поставит фильму, на основе предыдущих оценок этого и других зрителей.

Соревнование с 2006 по 2009 год проводила Netflix, крупная компания, сегодня зарабатывающая на одноименном сервисе потокового вещания. Участвовать в турнире могли практически все желающие, из технических средств достаточно было иметь лишь компьютерную технику. Главный приз — $ 1 млн.

Благодаря демократичности конкурса в нем приняли участие 34 тысячи разработчиков со всего света. Каждый участник должен сделать свое предсказание, опираясь на квалификационный набор данных.

В итоге главный приз за лучшие показатели получила команда BellKor’s Pragmatic Chaos, а компания-организатор — исходный код и описание использованных алгоритмов, т.е. технологию.

Скриншот таблицы лидеров в Netflix Prize. Источник: netflixprize.com

Скриншот таблицы лидеров в Netflix Prize. Источник: netflixprize.com

Внедорожники-беспилотники и водородные двигатели

Теперь такие конкурсы проводятся и в России. Конкурсы линейки Up Great — первый опыт проведения подобных соревнований для разработчиков-изобретателей в России.

На старте планируется провести три конкурса — «Зимний город», «Первый элемент. Земля» и «Первый элемент. Воздух».

Участники «Зимнего города» должны разработать беспилотный автомобиль, способный передвигаться в тяжелых климатических условиях при отсутствии разметки, в дождь и снег. Причем не только по трассе, но и в условиях плотного городского трафика.

Испытания автомобиля будут проходить на специальном полигоне в осенне-зимний период. Общий путь составит 50 км, которые машина должна пройти быстрее, чем за три часа. Финал запланирован на февраль 2019 года. Победители получат денежный приз в размере до 175 млн рублей.

По сути, конкурс направлен не столько на развитие беспилотного транспорта в мире, сколько на поддержку отечественных разработок. В условиях конкуренции — тоже важно.

В следующих двух конкурсах участникам предстоит создать топливные элементы для наземных и воздушных видов транспорта. То есть предложить реальную и выгодную альтернативу традиционным видам топлива. В частности, водородные двигатели, интерес к которым в последние годы неуклонно растет: по прогнозам, к 2020 году стоит ждать того, что производители выведут на рынок более 20 новых моделей, работающих на водородных топливных элементах.

При этом использование такого топлива довольно широко — начиная от ноутбуков, сотовых телефонов и заканчивая автомобилям, поездами и др.

Конкурс в области водородного топлива разделен на два направления. Первое — это разработка топлива для малых беспилотных летательных аппаратов. Участники этого конкурса («Первый элемент. Воздух») должны разработать и смонтировать свою систему на специального дрона, который должен продержаться на этом топливе не менее трех часов при циклическом режиме полета.

По условиям второго конкурса — «Первый элемент. Земля» — участники должны создать такую установку для средних наземных и плавающих транспортных средств: пилотируемых и беспилотных мотоциклов, автомобилей, легких катеров. Победитель определится в 2019 году на гоночном треке. Приз — до 200 млн рублей.

Что дают технологические конкурсы

Растущая популярность технологических конкурсов-«вызовов», которые уже дошли до России, объясняется просто. Для организаторов это поиск новых прорывных технологий для выгодного внедрения на рынке. Для команд-разработчиков — хорошая возможность заявить о себе, продвинуться в мире технологий и собственном бизнесе. И выиграть крупный денежный приз.

В отличие от инвестиций, которые предполагают передачу доли инвестору, денежный приз выдается разработчикам безвозмездно. Вторым важным преимуществом является возможность заключить контракт с бизнес-партнерами соревнований. Также в процессе состязаний участникам предоставляются дополнительные сервисы по акселерации проектов. Команды обучатся привлечению инвестиций, выводу проектов на международные рынки.

При этом особенность технологических конкурсов в том, что участники, как правило, не ограничиваются разработкой прототипов, а продолжают совершенствовать свой продукт, доводя его до коммерческой стадии. Например, в 2005 году конкурс DARPA Grand Challenge выиграла команда из Стэнфордского университета, разработавшая технологию автономного транспорта. После конкурса они создали компанию Waymo, которая, перебравшись под крыло Google, сегодня является лидером в сфере беспилотных автомобилей.

А, например, после проведенного в прошлом году конкурса Google X Prize на разработку космического модуля для путешествия на спутник Земли команда израильского стартапа SpaceIL заключила контракт с миллиардером Илоном Маском. Уже в декабре текущего года аппарат отправится в космос на ракете Falcon 9 с космодрома во Флориде.

И даже несмотря на то, что конкурс фактически закончился, не выявив победителя, соревнование продолжается до сих пор, хотя уже и без конкуренции за призовые. Участники и так немало получили от своего участия: в общей сумме командам и их владельцам удалось привлечь на разработки более $ 300 млн инвестиций.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Пять уверенных прогнозов

Технологии беспилотного транспорта в скором будущем изменят быт и бизнес

В России объявлен старт технологических конкурсов Up Great — русского аналога Darpa Grand Challenge, в рамках которого инженерные команды посоревнуются в создании беспилотного автомобиля для русской зимы. По прогнозу РВК и Frost & Sullivan, к 2025 году беспилотники займут 40% мирового рынка легковых машин.
Добавить в закладки
Комментарии

Взрывной рост технологий автономного транспорта приведет к созданию новых продуктов и сегментов бизнеса. Они обещают изменить жизнь людей так же, как в начале ХХ века ее изменило появление автомобиля. Организаторы Up Great выбрали пять «вещей из будущего», которые появятся в результате преодоления технологического барьера, и поделились ими с «Чердаком».

В салоне беспилотного автомобиля на трассе. Автор: Metamorworks / Shutterstock

В салоне беспилотного автомобиля на трассе. Автор: Metamorworks / Shutterstock

Автономный общественный транспорт без водителя

Автоматизация вождения приведет к созданию инновационных продуктов и решений в различных сферах. Одна из них — автономные такси. Благодаря совершенствованию беспилотных технологий они могут набрать популярность уже в ближайшие годы. [ ... ]

Читать полностью

Стреляли в спину

Как на установке AWAKE добились рекордного темпа ускорения электронов

Международной коллаборации физиков, среди которых есть и представители российских научных институтов, удалось получить на выходе из десятиметрового устройства электроны с энергией 2 гигаэлектронвольта, ранее доступной лишь на установках в разы большего размера. «Чердак», поговорив с физиками, рассказывает, в чем большой секрет маленькой установки.
Добавить в закладки
Комментарии

Группа специалистов из ЦЕРН, среди которых есть сотрудники Института ядерной физики Сибирского отделения РАН, продемонстрировала возможность разгона электронного пучка при помощи кильватерного ускорения. По словам Константина Лотова, профессора Новосибирского государственного университета и главного научного сотрудника ИЯФ СО РАН, «это название появилось из-за аналогии со следом на поверхности воды, который остается за кормой идущего судна. Пучок-драйвер, проходя через плазму, создает в ней волну и таким образом разгоняет электроны, летящие следом. Раньше в качестве драйвера использовались пучки электронов или мощные лазерные импульсы. Мы же нашли способ использовать протонный пучок, в котором в тысячи раз больше энергии, чем в самых лучших электронных и лазерных драйверах. За протонным драйвером электроны летят в одной длинной плазменной секции, и это довольно простая конструкция. Другие же драйверы надо периодически заменять на „свежие“, делать много небольших секций — это гораздо сложнее, поэтому наш вариант ближе к практическому воплощению».

Установка AWAKE в сборе. Частицы перемещаются по металлической трубе, видимой слева; плазменная ячейка, заполненная парами рубидия при температуре 200 градусов Цельсия, расположена на желтых опорах. Черная плита (слева) — оптический стол; установка оснащена вынесенным в отдельную комнату мощным импульсным лазером для ионизации плазмы. Фото: Brice, Maximilien / CERN
Установка AWAKE в сборе. Частицы перемещаются по металлической трубе, видимой слева; плазменная ячейка, заполненная парами рубидия при температуре 200 градусов Цельсия, расположена на желтых опорах. Черная плита (слева) — оптический стол; установка оснащена вынесенным в отдельную комнату мощным импульсным лазером для ионизации плазмы. Фото: Brice, Maximilien / CERN

Лотов является теоретическим координатором проекта AWAKE, Advanced proton-driven plasma WaKefield Acceleration Experiment. Работающие в нем ученые рассчитывают найти новые методы ускорения электронов и добиться еще больших результатов. Если сейчас каждый метр ускорителя добавляет к энергии частиц 200 МэВ, то теоретически кильватерное ускорение позволит набирать до тысячи МэВ на метр, или 1 ГэВ/м.

МэВ, он же мегаэлектронвольт, является мерой энергии частиц и кратной единицей от электронвольта. Электрон приобретает энергию в 1 эВ при перемещении между точками с разницей электрического потенциала в 1 вольт, и это довольно скромная величина. Кванты видимого света имеют энергию чуть выше, тысячи эВ соответствуют рентгеновским лучам, а МэВ уже характеризуют продукты ядерных реакций. Энергии следующих диапазонов, ГэВ и ТэВ («тера-», 1000 ГэВ) относятся к «большой» физике с бозоном Хиггса, экзотическими кварками и материей в недрах нейтронных звезд — это сфера уже не прикладных технологий, а фундаментальных исследований. [ ... ]

Читать полностью

Как магия викингов оказалась физикой

Считалось, что «солнечный камень» из скандинавских саг — это просто мифический предмет. Но он существует — и работает

Викинги видели солнце сквозь облака с помощью описанного в сагах солнечного камня. С его помощью они прокладывали путь через океан. Как именно это им удавалось, ученые не могли разобраться несколько десятилетий. Путь исследователей к разгадке секрета солнечного камня оказался не менее извилистым, чем путь викингов к Гренландии. Зато теперь каждый может за несколько минут соорудить древний навигационный девайс.
Добавить в закладки
Комментарии

Из меди, из дуба грудь

Насколько викинги были хороши в море, поможет понять такой пример. Римляне, столетиями державшие в своей власти почти весь цивилизованный мир, боялись плавать в открытом море. Гораций выразил ужас своего народа перед самой идеей мореплавания в знаменитых стихах:

«Знать, из дуба, из меди грудь [ ... ]

Читать полностью