Победители премии Дайсона: разработаны устройство для хранения вакцин и контактные линзы для диабетиков

Вчера были объявлены имена национальных победителей конкурса James Dyson Award в разных странах. Лучшие среди британцев создают устройства для перевозки вакцин и крови, а также контактные линзы для диабетиков. Впереди – международный этап.

Компания Dyson вчера огласила список победителей и призёров национальных этапов премии James Dyson Awards 2016 в области промышленного дизайна и инженерного проектирования. Свои проекты представили как студенты, так и недавние выпускники в области инженерного искусства, а также промышленного и продуктового дизайна. Для жюри была важна идея, поэтому равные шансы на победу имели черновые, хорошо проработанные прототипы и уже готовые работающие решения.

Задание конкурса одновременно простое и вместе с тем невероятно сложное: нужно представить изобретение, которое решает ту или иную проблему современного мира. И с этим справился победитель премии James Dyson Awards 2016 в Великобритании Уильям Бродвей (William Broadway), студент Университета Лафборо. Он обучается по курсу промышленного дизайна.

Бродвей задумался о теме вакцинации, которая действительно является одной из величайших историй успеха человечества в вопросах медицины. Она предотвращает два-три миллиона смертей в год. Так, только в 2015 году примерно 86 процентов детей всего мира получили вакцину для профилактики дифтерии, столбняка и коклюша, которая защищает их от инвалидности или преждевременной смерти.

Но люди несомненно могли бы сделать гораздо больше. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, можно избежать ещё порядка 1,5 миллиона смертей ежегодно, если мировая вакцинация улучшит свои позиции. Противостоят этому определённые технические трудности – многие вакцины должны хранится при строго определённой температуре, чтобы по-прежнему быть эффективными.

Во многих развивающихся странах для хранения вакцин до сих пор используется обыкновенный лёд. Главный критерий такого выбора – дешевизна. Но вполне очевидно, что лёд ненадёжный инструмент в вопросах хранения, он также недолговечен. Студент Бродвей придумал альтернативу такому методу хранения. Его устройство называется "Изобар (Isobar), оно же и помогло ему выиграть национальную премию JDA 2016 в Великобритании.

Поясним, что "Изобар" использует химический процесс для охлаждения окружающего пространства. Сначала пропановая горелка подогревает смесь из аммиака и воды в камере, которая находится в нижней части устройства. Аммиак испаряется и протекает через клапан в верхнюю камеру, где он охлаждается и конденсируется обратно в жидкость.

Когда требуется охлаждение, то устройство переворачивается и аммиак медленно испаряется, проходя через клапан в обратном направлении прямо в воду. Процесс испарения создаёт достаточный охлаждающий эффект, как говорит Бродвей, для сохранения вакцины при безопасной температуре.

Подобный принцип работы имела ранняя конструкция холодильника, разработанная ещё в 1920-е годы, но в итоге от неё отказались — после распространения более эффективной электрической холодильной установки.

Распространение возобновляемых источников энергии в развивающихся странах в будущем может привести к тому, что и "Изобар" со временем станет ненужным. Другой фактор, играющий против этого устройства, — цена. Само устройство является относительно простым и дешёвым, но ему будет трудно конкурировать с ценой на лёд.

Тем не менее Бродвей выиграл британский этап премии James Dyson Awards 2016 и теперь примет участие в конкурсе на международную премию (жюри, возглавляемое самим Джеймсом Дайсоном, выберет лучших из национальных победителей). По словам студента, деньги, полученные от компании Dyson благодаря победе в британском этапе, пойдут на дальнейшее развитие идеи – построение нескольких прототипов и подачи заявки на патент.

Добавим, что ранее ту же проблему по-своему решил школьник, участвовавший в Google Science Fair 2015.

Заслуживает отдельного внимания и устройство-победитель австралийского этапа премии James Dyson Awards 2016. Студентка Мельбурнского университета Эми Киллен (Amy Killen) разработала недорогой, самоохлаждающийся складной медицинский прибор, предназначенный для безопасной транспортировки крови для переливания. Изобретение также направлено на то, чтобы спасти жизни в развивающихся странах.

По словам Киллен, она стала заниматься этой темой, когда выяснила, что неправильная транспортировка и хранение крови являются основной причиной небезопасного переливания крови в бедных странах. Она разработала прототип устройства Thermalife: оно сохраняет кровь в охлаждённом состоянии с помощью светоотражающей солнечной панели и технологии под названием прерывающаяся адсорбция.

Портативное устройство также может быть разобрано в плоские блоки для более лёгкой транспортировки. По словам изобретательницы, призовые деньги пойдут на создание "полного прототипа" Thermalife, который может быть использован для транспортировки вакцин в отдалённые районы. В дальнейшем она так же, как и Бродвей, будет участвовать в международном состязании James Dyson Awards 2016.

Другие победители, на этот раз из Канады: команда инженеров из Университета Ватерлоо разработала контактные линзы Medella Health, которые могут полностью изменить способ контроля диабетиками уровень сахара в крови (эта идея также обсуждается учёными давно). Инновационные линзы позволят неинвазивно контролировать уровень глюкозы и передадут информацию прямо на мобильный телефон пользователя.

Человек, страдающий диабетом, будет носить контактные линзы, которые анализируют состав слезной жидкости, а небольшое устройство, встроенное в линзы, сможет постоянно передавать данные на телефон в режиме реального времени. Пользователь будет проверять телефон и уточнять уровень глюкозы. Сама линза состоит из трёх компонентов: сенсора, чипа ASIC и антенны.

"Если уровень глюкозы слишком низкий или же слишком высокий, вы сможете принять необходимые меры и предотвратить любые негативные последствия", — говорит один из разработчиков Гарри Ганди (Harry Gandhi).

Кстати, по его словам, разработка будет полезной не только в краткосрочной перспективе. "Вы сможете посмотреть на график уровня глюкозы и изменить какие-то привычки. Устройство поможет лучше понять ваше здоровье", — говорит Ганди.

Международный победитель конкурса JDA 2016 получит £30 тысяч (студенту или команде до четырёх человек). Ещё £5 тысяч достанутся факультету, где учиться/учился студент или команда разработчиков проекта. Два других международных финалиста, занявшие второе и третье места, получат по £5 тысяч каждый. Национальные победители (на уровне страны) получают £2 тысячи каждый.

Как не раз уже говорил Джеймс Дайсон, основатель компании Dyson и фонда, организующего конкурс: "Своими инженерными шедеврами молодые люди способны изменить мир. Из года в год на James Dyson Award мы наблюдаем абсолютно уникальные решения существующих глобальных проблем. Нет неразрешимых проблем, а лучшее решение — всегда самое простое".