День: 21.03.2023

В Самарском национальном исследовательском университете им. академика С.П. Королева спроектировали установку для автоматического приготовления еды в космосе. Научить многофункциональный пищевой 3D-принтер работать в невесомости — задача не из простых, но оно того стоит. Робот-повар не только сэкономит самое ценное — рабочее и личное время космонавтов, — но и разнообразит их меню.

Как вкусно и сытно накормить космонавтов? Каким должно быть орбитальное меню? Как в космических условиях сделать прием воды и пищи безопасным? И вообще, сможет ли человек нормально есть в невесомости? Без четких ответов на эти вопросы людям в космосе делать нечего. Поэтому эксперимент с обедом был одним из важных пунктов программы первого космического полета. Юрий Гагарин даже вспоминал, как во время подготовки к нему тренировался есть, стоя на руках.

За шесть десятилетий практической космонавтики медики, технологи-пищевики, химики и инженеры придумали практически все, что нужно для космического пищеблока. Составлены оптимальные диеты и праздничные меню. Придумана специальная упаковка. На орбитальной станции есть и печки, чтобы разогреть обед, и специальные дозаторы для воды «на один глоток», и даже универсальные столы, за которыми можно и поработать, и пообедать. Кажется, что придумать нечто новое уже невозможно.

Однако технологии не стоят на месте. Мода на объемную 3D-печать добралась и до космической кухни. Инновационный подход — везти на орбиту не готовую упакованную еду, а набор пищевых компонентов и готовить из них разные блюда непосредственно перед завтраком, обедом и ужином. Причем сам процесс приготовления должен идти без участия человека.

В Самарском университете им. Королева разработали проект такой установки для автоматического приготовления еды. Когда на станции одновременно работает едва ли не десяток человек, иметь на борту робота-повара очень удобно. Такая установка сэкономит космонавтам немало личного и рабочего времени, да к тому же и меню разнообразит, и учтет их личные вкусовые пристрастия.

В основе проекта — многофункциональный пищевой 3D-принтер, способный работать в невесомости. Впрочем, установку можно использовать и в условиях гравитации. Сейчас все чаще говорят об освоении Луны, так почему бы «космическому повару» не стать стандартным оборудованием для лунных баз? Да и на Земле работа ему найдется.

Авторы проекта утверждают, что в списке блюд точно будут салаты, паштеты, различные макаронные и шоколадные изделия, печенье, сладости, блины и оладьи. Робот сможет готовить диетические блюда нужной калорийности с точно заданным количеством белков, жиров и углеводов, а также набором витаминов и биологически активных добавок.

Разработка проекта космического робота-повара шла в рамках федеральной программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030», участником которой является Самарский университет им. Королева. При этом ключевым элементом программы развития университета до 2030 года определен стратегический проект «Космос для жизни», главная цель которого — улучшение условий жизни человека за счет широкого внедрения инновационных космических технологий.

Ключевая задача проекта по созданию робота-повара — научить многоэкструдерный 3D-принтер автоматически смешивать компоненты в заданных пропорциях, регулировать температуру подаваемой смеси продуктов, чистить овощи и фрукты и измельчать твердые продукты, а затем подавать их в заданное место. Также предусмотрены холодильное отделение для хранения исходных продуктов и система автоматического перемещения ингредиентов. Не менее важное место в проекте занимает разработка программного обеспечения, которое позволит составлять рецепты на основе банка имеющихся на борту ингредиентов и будет контролировать весь процесс приготовления блюда.

Возможно, в теме 3D-печати Самарский университет им. Королева больше известен как разработчик аддитивных технологий для изготовления деталей газотурбинных двигателей из металлических порошков. Однако у здешних ученых есть и опыт разработки пищевых 3D-принтеров.

Несколько лет назад в вузе были разработаны не имеющие аналогов системы подачи и охлаждения шоколада, позволяющие «печатать» фигурки размером более пяти сантиметров. В этой разработке была решена главная проблема — предотвращено растекание шоколадной массы. Именно это «ноу-хау» позволило формировать из шоколада фигурки большого размера. Сейчас этот опыт помогает в создании многоэкструдерной установки.

«Технологии 3D-печати еды имеют большие перспективы не только в космическом применении. Значительное уменьшение ручного труда при высокой точности соблюдения рецепта делают разрабатываемое устройство весьма перспективным для его использования в пищевой промышленности, в кафе, ресторанах, а также дома. Мы планируем, что габариты устройства в простой бытовой версии будут стандартными для кухонной встраиваемой техники, например, электродуховки», — делится планами научный руководитель научно-исследовательской лаборатории «Аналитические приборы и системы» Самарского университета им. Королева, кандидат технических наук Сергей Борминский.

По его информации, сейчас в мире насчитывается более десятка производителей пищевых 3D-принтеров. Однако универсальных устройств, позволяющих печатать многокомпонентным составом, пока никто не выпускает. В открытых источниках можно найти такие прогнозы: к 2027 году объем рынка устройств для 3D-печати еды может превысить 1 млрд долларов США, а к 2030 году эти устройства выйдут в бытовой сегмент, и тогда объем рынка вполне способен перевалить и за 10 млрд долларов.

«Основной незанятой нишей в настоящее время являются 3D-принтеры с многокомпонентной печатью и автоматической подачей ингредиентов из системы хранения. Таким образом, создание многофункционального и полностью автоматического устройства может иметь существенный коммерческий успех. Предварительная конструкция устройства нами уже разработана», — подчеркнул Сергей Борминский.

Вполне возможно, что уже в ближайшие годы мы станем свидетелями маленькой революции в питании космонавтов, астронавтов и тайконавтов. И не исключено, что на переднем крае этой революции будут те самые пищевые 3D-принтеры, которые проектируют прямо сейчас.

И в самом деле: многие годы в космический рацион входили, к примеру, тубы с пюре, джемом и соком. Но потом подходы изменились, и в тубах стали хранить только различные приправы, горчицу, кетчуп, а также соль и перец в жидком виде.

Сейчас продуктовые запасы космических экипажей — это, как правило, стандартные наборы специально подготовленных обезвоженных (сублимированных) блюд. Они очень напоминают земные быстрорастворимые супы и каши, в которые перед употреблением нужно просто добавить горячей воды. Весьма популярны различные консервы, буханочки «на один укус» — чтобы не ронять крошки, опасные для дыхательных путей.

А что будут есть космонавты завтра? Появятся ли на долговременных лунных базах свои тепличные хозяйства? Вполне возможно, что все случится именно так. Кстати, биологи Самарского университета им. Королева планируют отправить на орбиту потомков растений, которые в 2013 году участвовали в космическом эксперименте на спутнике «Бион-М». Очередная научная экспедиция на «Бионе-М2» запланирована на 2023-2024 годы.

Можно не сомневаться: космобиологи найдут ответы на все вопросы. Так что самое время создавать робота-повара, чтобы было кому готовить витаминный салат из свежих лунных овощей.

Цифровое наследие оставили в природе самарские ученые. Все ради сохранения уникальной коллекции бабочек. Еще со школы ее собирал профессор Сергей Сачков, а сегодня в фонде Самарского университета 75 000 экземпляров из 150 стран мира.

Эти бабочки родом из Африки, Северной и Южной Америки, Европы и Южной Азии. Сама коллекция входит в ТОП-3 мира и является одной из крупнейших в России. Ее часть теперь доступна для просмотра в умном доме бабочек. Пространство открыли на базе вуза.

Раньше коллекция была доступна только для энтомологов — слишком хрупкая. Утрата экземпляров невосполнима, а ценность некоторых — огромна. Коллекционеру удалось не просто наполнить фонды. За время работы он описал и открыл более 20 новых видов бабочек.

Чтобы сделать такие экспонаты доступными для людей, их переводят в цифру. Бабочек фотографируют и превращают в 3D-модель. Часть таких уже живет в «умном доме». Гостю достаточно надеть очки виртуальной реальности и выбрать насекомое. Аватар расскажет все — где и сколько живет чудо-природы, чем питается и даже покажет полет бабочки со всех сторон.

Объемы коллекции не позволили оцифровать сразу все экспонаты. Пока жители и гости города увидели лишь их малую часть. Энтомологи и разработчики продолжают работать вместе, чтобы в Самаре появилась не просто большая, а самая масштабная цифровая выставка бабочек.

Ставка на инновации и собственные разработки позволила тольяттинской группе компаний «Инновационные системы пожаробезопасности» («ИСП») всего за несколько лет превратиться в лидера российского рынка подвесных систем пожаротушения. В этом году «ИСП» запустили производство модулей газового пожаротушения «Император» напольного исполнения.

Группа компаний «Инновационные системы пожаробезопасности» была основана в 2009 году. Ее учредитель и генеральный директор — Сергей Лекторович. ГК «ИСП» разрабатывает и производит системы газового пожаротушения, а с сентября 2014 года является резидентом технопарка «Жигулевская долина».

Известность на рынке бизнесу Сергея Лекторовича обеспечил уникальный модуль газового пожаротушения «ЗАРЯ», который был представлен в 2016 году. Благодаря этому продукту «Инновационные системы пожаробезопасности» всего за несколько лет стали лидером российского рынка подвесных систем пожаротушения. С 2016 года, согласно данным официального сайта компании, она реализовала более 17 тысяч модулей газового пожаротушения «ЗАРЯ» на территории России и стран СНГ.

Это позволило группе войти в топ-5 российских производителей, выпускающих системы газового пожаротушения. В общей сложности решения «ИСП», как поясняют в холдинге, защищают имущество и объекты в 10 странах мира, включая новый зимовочный комплекс «Восток» в Антарктиде.

Сегодня, по словам генерального директора группы компаний Сергея Лекторовича, она выходит «в конкурентный «алый океан» классического газового пожаротушения» — запускает производство напольных модулей «Император». «Здесь, в отличие от других производителей, мы делаем ставку на инновации и собственные разработки», — подчеркнул он.

СПРАВКА

Модули газового пожаротушения представляют собой баллоны с газовым огнетушащим веществом (ГОТВ), которое подается в зону возгорания при срабатывании датчиков или в ручном режиме. ГОТВ, в отличие от порошка, пены или воды, не наносит вторичного ущерба при тушении. ГОТВ не вступает в реакцию с материалам, не проводит электричество и не оставляет следов после тушения.

«ИСП» запустила в производство модули газового пожаротушения «Император» напольного исполнения в начале 2023 года. «Сама технология для мирового и российского рынка — это знакомый и понятный продукт. Она набрала свою популярность еще в 1980 годах, и с тех пор в ней изменилось немногое. Но мы и в этом случае нашли способ пойти своим путем», — констатирует Лекторович. В частности, отличительной особенностью МГП «Император» стало то, что это полностью российский продукт, собранный из отечественных материалов и комплектующих. Запорно-пусковое устройство, которым комплектуется модуль, является собственной разработкой конструкторского отдела компании. По словам Сергея Лекторовича, оно было создано на основе лучших мировых практик.

«Это позволяет гарантировать надежность системы, снижает ее стоимость (в сравнении с оборудованием на основе иностранных ЗПУ) и позволяет избежать сложностей с последующим сервисным обслуживанием. Также «ИСП» первым в отрасли применяет облегченные баллоны из высокопрочного алюминиевого сплава с высокой коррозийной стойкостью», — резюмировал Лекторович.

Ранее на рынке классического напольного пожаротушения значительную долю всегда занимали иностранные производители — с точки зрения как готовых решений, так и комплектующих. «С введением санкций либо эти производители просто ушли с нашего рынка, либо были нарушены цепочки поставок. МГП «Император» — большой шаг вперед по реальному импортозамещению и усилению автономности нашей отрасли», — полагает директор группы компаний «Инновационные системы пожаробезопасности».

Параллельно Сергей Лекторович обращает внимание на то, что по отношению МГП «Император» применяется особая система контроля качества. Напольные модули газового пожаротушения должны сохранять работоспособность на протяжении нескольких десятков лет. А значит процесс производства должен быть выстроен с особой тщательностью. Но большинство производителей использует принцип проверки «один из партии». В ГК «ИСП» принят строжайший регламент испытаний каждого модуля, выстроена система двойного контроля на всех ключевых этапах производства — от приема металла и толщины окрашивания баллона до сборки и упаковки», — пояснил Сергей Лекторович.

Выпуск МГП «Император» налажен на новом производстве, запущенном «ИСП» в 2022 году. Там же продолжается сборка продукции и других линеек: модулей «Заря» подвесного исполнения, автономных устройств «УльтраZ». Кроме того, компания ведет разработку нескольких новых классов систем пожаротушения.

Сергей Лекторович:

— Мы уже завоевали свое место на рынке. Наш бренд «Заря» фактически стал синонимом для целого класса систем пожаротушения, как когда-то Xerox стал нарицательным именем для всей копировальной техники. Сама технология подвесного модульного тушения была малоизвестна. Мы приложили очень много усилий, чтобы популяризировать ее и сделать признанным стандартом.

С модулем «Император» мы заходим не просто на сложившийся рынок, а в высококонкурентный «алый океан». Но нам интересно «взбодрить» отрасль, где в последние 30 лет практически ничего не менялось и вся конкуренция строилась на основе цены. Уверен, что этот проект будет востребованным и успешным. А востребованное несырьевое производство с высокотехнологичными продуктами — это один из важных критериев успешности как региона, так и всей страны.

Автор: Ксения Частова