شناگران غرق نمی شوند، دستاورد برتر دوره اول دبیرستان فرزانگان 8

دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.

در این دوره از جشنواره تعداد 126  گروه در بخش های سمینار های علمی، غرفه های نمایشگاهی و مسابقات به عنوان گروه های برتر، برگزیده و معرفی شدند.

بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برایایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره اول متوسطه

موضوع: شناگران غرق نمی شوند

نام مدرسه: دبیرستان فرزانگان 8

نام استاد:  خانم ها ندا خسروانی و ساره هاشمی

دانش آموزان: مریم خوشخوان، نیلوفر كریمی

چکیده:

امروزه شنا جزء ورزش های پرطرفدار جهان شناخته شده و فواید بسیاری برای سلامتی بدن دارد، اما آمار غرق شدگی در این رشته ی ورزشی بسیار چشم گیر است و این موضوع باعث شده است که افراد زیادی به علت ترس از دست دادن جان خود، از این ورزش لذت بخش و مفرّح صرف نظر کنند. این مسئله ما را ترغیب کرد تا برای حل این مشکل به دنبال چاره ای باشیم. بدین جهت به دنبال طراحی یک لاک پشت شناور در آب و یک دستبند دیجیتال که به شناسایی موقعیت جغرافیایی فرد در خطر کمک می کند، هستیم. در این راستا قصد داریم ایده ی تئوری این مسئله را در سال جاری شرح دهیم و سال آینده ایده ی مورد نظر را به صورت عملی و دست سازه ارائه دهیم.

ما با استفاده از سایت های معتبر از جمله پایگاه خبرگزاری ایسنا، تبیان و ...، استفاده از کتب معتبر موجود در کتابخانه، مصاحبه با اساتید مجرب و متخصصین مربوطه ی رباتیک و غریق نجات ها، به یک سری نتایج قابل تأمل دست یافتیم.

نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر این مسئله می باشد که با بهره گیری از دقت بالای فناوری های پیشرفته که در ساخت این دستبند دیجیتالی و لاک پشت به کار رفته است، می توان آمار مربوط به غرق شدگی را کاهش داد.

مقدمه:

قدمت شنا و شنا کردن به ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد در تمدن مصر و بعد از آن در تمدن‌های آشور و یونان و روم باستان باز می‌گردد. آنچه از گذشته آموزش شنا می‌دانیم بر اساس یافته‌ هایی است که از «حروف تصویری» هیروگلیف مصریان به دست آورده ‌ایم. یونانی ‌های باستان و رومی ‌ها شنا را جزو برنامه ‌های مهم آموزش نظامی خود قرار داده بودند، و مانند الفبا یکی از مواد درسی در آموزش مردان بوده ‌است. این ورزش مفرح فواید بسیاری برای بدن انسان دارد. از جمله: تقویت عضلات قلبی و عروقی، تثبیت فشار خون، تنظیم شدن تنفس، درمان بیماری های عضلانی و همچنین تقویت اعصاب و آرامش فرد می شود.

در مطالعه ی پیش روی به جهت اهمیت این ورزش و از طرفی خسارت غیر قابل جبرانی که ممکن است به دلیل عدم آگاهی صحیح ایجاد شود، بر خود لازم دانستیم تا به مطالعه در این زمینه بپردازیم و دستگاهی را طراحی کنیم که بتواند این خسارات را تا حد ممکن کاهش دهد.

مطالعات متعددی در جهت طراحی دستگاه های دیجیتالی که زمینه های کاربردی متفاوتی دارند، صورت گرفته است. حال در این تحقیق قصد داریم با الهام گیری و بهبود بخشیدن به نقاط ضعف مطالعات صورت گرفته، دستگاه مورد نظر را طراحی کرده تا به کمک این دستگاه آمار غرق شدگی را کاهش دهیم.

اهداف تحقیق:

از آنجا که هیچ کس از خطر غرق شدن در امان نیست، این حادثه برای یکی از بستگان ما نیز رخ داد و ما شاهد این ماجرا بودیم. این موضوع باعث شد تا از این ورزش دوری کنیم و کمتر به سواحل سفر کنیم. ما برای ایجاد آرامش خاطر و از بین بردن هراس از دست دادن جان خود و یا عزیزانمان، ایده ای را پیشنهاد کردیم. هدف از ساخت دستگاه دیجیتالی می باشد که با کمک این دستگاه هوشمند، نیروی امداد و نجات دریایی از رخداد حادثه برای اشخاص سریع تر مطلع شوند و همچنین در شناسایی موقعیت جغرافیایی فرد در خطر به گروه امداد کمک می کند، در نتیجه منجربه کاهش آمار غرق شدگی می شود.

سؤالات تحقیق:

• چگونه می شود آمار بیش از حد غرق شدگان را کاهش داد؟

• آیا این دستگاه نقش مفیدی در عملیات نجات ایفا می کند؟

فرضیه:

برای پاسخ به این سؤال که چگونه می شود آمار بیش از حد مربوط به غرق شدگان را که در سال 92، 1603 نفر و در سال 93، 898 نفر و از ابتدای سال جاری تا پایان مهرماه 660 نفر بوده است و نصف این آمار مربوط به تابستان می باشد را کاهش داد می توانیم دستبند و لاک پشتی را طراحی کنیم که به امداد دریایی در نجات افراد در معرض حادثه کمک می کند.

پیشینه تحقیق:

ایده ی ساخت دستبند هوشمند از نوعی دستبند دیگر به نام دستبند سلامتی که کاربردهای فراوانی دارد الهام گرفته شده است.

از کاربردهای دستبند سلامت، می توان به اندازه گیری میزان حرکت در روز توسط سنسورهای حرکتی، میزان کالری مصرف شده، کنترل طول و کیفیت خواب و اندازه گیری مقدار خواب عمیق که به عنوان مثال مدت خواب یک فرد 7:55 بوده ولی تنها 2:54 آن را در خواب عمیق بوده است، بیدار کردن افراد توسط لرزش های بسیار آرام 30 دقیقه قبل از زمان تنظیم شده برای بیدار شدن توسط سیستم لرزشی هوشمند، امکان باز کردن رمز گوشی موبایل از طریق این دستبند بدون نیاز به وارد کردن رمز عبور و هشدار برای تماس های دریافتی از طریق لرزش دستبند نام برد.

از ویژگی های مهم  این دستبند می توان به سبک بودن آن که جرمی برابر 13 گرم است، توانایی مقاومت در دمای 70 درجه و 20- درجه و افتادن از ارتفاع 1.2 متری و بند غیر حساسیت زا که شامل سطح اشعه فرا بنفش و ضد میکروبی است و باعث جلوگیری از آسیب دیدن پوست های بسیار حساس می شود، اشاره کرد.

همچنین طرح مورد نظر ما در طراحی لاک پشت از ایده ی ساخت یک خودرو هوشمند که دارای سنسورهای حساس به لرزش، جی پی اس و... می باشد کمک گرفته است. عملکرد این خودروها بدین صورت می باشد که در هنگام خطر به گروه های امداد برای نجات پیام می فرستد و موقعیت خود را از طریق جی پی اس نشان می دهد و از این طریق موجب نجات سریع تر افراد در خطر می شود.

ما برای اصول عملکرد دستبند غریق نجات از گجت های همراه کمک گرفته ایم که یکی از قابلیت های این دستگاه وجود سنسورهای ضربان قلب است. برای تشخیص ضربان قلب از دستگاه دیگری به نام الکتروکاردیوگرام در اماکن پزشکی استفاده می شود. دقت این دستگاه ها به مراتب بیشتر از گجت های همراه می باشد. تفاوت ابن دو دستگاه در این است که الکتروکاردیوگرام و نوار قلب به طور گسترده برای تشخیص بسیاری در حوزه بیماری های قلبی مورد استفاده قرار می گیرند. این دستگاه جریان های الکتریکی که در هر بار تپش توسط قلب ایجاد می شوند را ثبت می کند و دقت بسیار بالایی هم دارد.

اما در سوی دیگر، گجت های همراه که حسگر ضربان قلب دارند از سیستم تابش اشعه برای تشخیص ضربان قلب استفاده می کنند که موجب می شود احتمال خطا به مراتب بیشتر از الکتروکاردیوگرام باشد.

در این سیستم ها یک لامپ ال ای دی نور را به سطح بدن شما می تاباند و به علت حرکت دوره ای خون در رگ ها، میزان بازتابش نور در هر لحظه تغییر میکند. سپس یک گیرنده ی نور که در نزدیک لامپ ال ای دی قرار دارد با اندازه گیری این بازتاب ها می تواند اطلاعات مربوط به ضربان قلب هر فرد را نمایش دهند. گجت های کنترل سلامت و سنسورها ضربان قلب برای این که بتوانند به طور صحیح کار کنند نیازمند برقرار بودن شرایط خاصی هستند. ضروری ترین مورد برای آنها این است که فرد فعالیت و تحرک چندانی نداشته باشد. خوشبختانه در چنین شرایطی اگر فرد شرایط لازم را نداشته باشد خود دستگاه پیغام خطا نشان خواهد داد تا کار به ارائه اطلاعات غلط نکشد.

محدودیت دیگر این دستگاه ها این است که وقتی ضربان قلب فرد به بیشتر از 100 ضربه در دقیقه می رسد دقت و کارایی خود را به طور محسوسی از دست خواهند داد.

برای مشاهده مجموعه فایل هایضمیمه اینجا کلیک کنید.

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: نگار تجملیان

تنظیم: نسرین صادقی