З восьми переможців двоє пропонують інноваційні способи розмінування територій. Як то кажуть, яке життя, такі й стартапи.
Хоча розробка «Сократ» — це адаптація технології з пошуку корисних копалин. Застосовується сканування за допомогою програмно-апаратного пристрою на базі пульсуючого електромагнітного зондування (ПЕМЗ). Отримані дані обробляються за допомогою штучного інтелекту. Автори розробки запевняють, що «Сократ» суттєво перевершує відомі методи за швидкістю і точністю та не має аналогів ні в Україні, ні взагалі у світі.
«Сократ» мудрує над пошуком мін
Прилад кріпиться на дрон, який літає на різних висотах — хоч 5 метрів, хоч сто. Можливість літати на великих висотах дуже важлива під час розмінування лісів, бо інші методики працюють тим краще, чим ближче до землі літає дрон. Виявлені вибухонебезпечні предмети наносяться на мапу, з якою вже далі працюють замовники — розмінери або сапери.
Наразі розмінуванням в Україні опікуються чотири державні структури: ЗСУ, Нацгвардія, МВС та ДСНС (єдина з них, що робить гуманітарне розмінування) та 38 приватних структур — Асоціація саперів України, Demining Solutions, Halo Trust і т. д. (усі виконують саме гуманітарне розмінування).
Довідково: відповідно до Закону України «Про протимінну діяльність в Україні», розмінування (гуманітарне розмінування) — комплекс заходів, які проводять оператори протимінної діяльності з метою ліквідації небезпек, пов’язаних з вибухонебезпечними предметами, включно з нетехнічним і технічним обстеженням територій, складенням карт, виявленням, знешкодженням та (або) знищенням вибухонебезпечних предметів, маркуванням, підготовкою документації після розмінування, наданням громадам інформації щодо протимінної діяльності та передачею очищеної території.
Загалом вирізняють три види розмінування: оперативне, військове та гуманітарне. Оперативне виконують в разі невідкладної необхідності працівники ДСНС, сапери поліції та фахівці Держспецслужби транспорту (ДССТ). Військове розв’язує задачі Збройних Сил.
Традиційні розмінери використовують зазвичай візуальний огляд і сканування міношукачами. А на відкритих просторах — засоби механічного розмінування, тральники. Але траки зазвичай витримують не більше ніж чотири спрацювання протитанкових мін. Тож їх треба замінювати, а це недешево і вимагає часу. Інші недоліки наявних методик — низька глибина визначення мін, невисокий відсоток виявлення (тральники пропускають до 10 % мін), повільність.
«У пресі з’являються занадто оптимістичні повідомлення про «нові» способи ідентифікації вибухонебезпечних предметів, але на цей час дистанційних приладів, які можуть безпомилково ідентифікувати велику кількість вибухонебезпечних предметів, немає», — сказав директор ДП «Науково-дослідний центр проблем надрокористування «Георесурс» НАНУ Сергій Кузнєцов, представляючи «Сократ».
Розробники технології планують досягнути точності ідентифікації мін або інших боєприпасів до 98 %. Для цього провести додаткові тестування в реальних різноманітних умовах з метою самонавчання нейронної мережі, протоколювання вимірів та калібрування приладу.
Представлення цього та інших стартапів відбувалося у рамках Міжнародного форуму «Екологія і Мир», який організували на базі КПІ Громадська організація «Українська Рада Миру», Всеукраїнська інноваційна екосистема Sikorsky Challenge Ukraine, Міжнародна громадська організація «Рада з екологічної безпеки» та інші організації. Важлива умова успішної презентації (пітча) — показати інвесторам привабливість стартапу. «Сократ» має вже кілька формальних свідчень такої привабливості.
Технологія ПЕМЗ захищена патентом та ноу-хау, є наукові публікації, успішні випробування, рівень готовності технології (TRL) 3.
Довідково:
TRL (technology readiness level — рівень готовності технології)
TRL 1 — Ідея: основні принципи зрозумілі й не суперечливі
TRL 2 — Концепція технології сформульована
TRL 3 — Концепція підтверджена експериментом, визначений перелік матеріалів
TRL 4 — Технологія, перевірена в лабораторії, наявний лабораторний прототип
TRL 5 — Альфа-прототип. Перші тестування проведені
TRL 6 — Бета-прототип. Технологія, продемонстрована у відповідному середовищі
TRL 7 — Демонстрація прототипу системи в робочому середовищі та на виставках
TRL 8 — Технологія повна та кваліфікована, наявна конструкторська документація. Ведеться підготовка до серійного виробництва
TRL 9 — Налагодження серійного виробництва і запуск продукції на ринок
Також грамотний пітч містить обрахунки необхідних інвестицій. Для «Сократа» вони такі: 300 000 USD — витрати на польові дослідження; 300 000 USD — на удосконалення приладу та програмного забезпечення, повітряних носіїв для обладнання; 400 000 USD — витрати на створення окремого оператора з розмінування та отримання ліцензії. Ці етапи можуть бути виконані за рік.
Важливо в ході презентації переконати потенційних інвесторів і у наявності ринку розробки. Покупцями послуг «Сократа» можуть бути вже згадані оператори розмінування; громади та держава Україна; агрохолдинги й фермерські господарства; виробники сільгосптехніки, страхові, лізингові компанії. Тобто це або бізнес, або держава та місцеве самоврядування.
Разючі цифри описують потенційний ринок і переваги «Сократа» на ньому. Поточна вартість розмінування зараз складає від 4 до 12 USD/м². Розмінувати треба 50 тис. км² лише сільськогосподарських територій, тобто мінімум це коштує 200 млрд USD. Якщо у цьому процесі вартість такої складової розмінування як сканування оцінювати в один долар за метр квадратний, то розмір ринку сканування оцінюватиметься від 50 млрд USD.
Відповідаючи на запитання кореспондента «Світу», розробники повідомили, що для складання карти замінування України буде потрібно усього лише десять дронів з їхніми приладами.
Але задача не проста. Адже треба навчити «Сократ» розрізняти різні типи вибухонебезпечних предметів, яких нині нараховується десь 2680.
MineGuard
Порятунок/звільнення від мінної небезпеки — мета й ще одного переможця. MineGuard — це набір приладів для дистанційного виявлення мін з точністю 90 %, що встановлюється на дрон. Автори розробки запевняють, що він дешевше аналогів у середньому втричі. Майнгардівці додали ще аргументів щодо важливості й привабливості роботи у напрямку розмінування.
«За нинішніх темпів для повного очищення постраждалих територій України знадобиться близько 20 років. Орієнтовна вартість розмінування України становить понад $600 млрд. Орієнтовна вартість розмінування ТОП-10 найбільш замінованих країн становить понад $4,1 трлн», — ідеться у їхній презентації.
На дрон вони пропонують навісити RGB камеру, тепловізор та металошукач (RGB — скорочено від англ. Red, Green, Blue (червоний, зелений, синій) — адитивна колірна модель, що описує спосіб синтезу кольору, за якою червоне, зелене та синє світло накладаються разом, змішуючись у різноманітні кольори.
Широко застосовується в техніці, що відтворює зображення за допомогою випромінення світла). Отримані дані обробляються за допомогою технології комп’ютерного зору та нейромережі.
Автори прогнозують, що їхня розробка буде уп’ятеро дешевшою за найближчих конкурентів, які здатні виявляти міни з такою самою точністю.
Зробити повітря чистішим
Вуглеграфітові електроди використовуються в алюмінієвій, хімічній, сталеплавильній та інших галузях промисловості. Вони застосовуються у виробництві феросплавів, кольорових металів, штучних абразивів, карбіду кальцію, фосфору, хлору, каустичної соди та інших матеріалів. Під час виробництва таких електродів відбувається викид шкідливих газів у атмосферу.
Зокрема — монооксиду вуглецю, добре відомого як чадний газ.
Зменшити такі викиди покликана розробка «Каталітичний екореактор». Автори пропонують застосувати феритні каталізатори. Їх можна отримувати з рідких відходів металургійного та гальванічного виробництва. Доступний цеоліт Сокирницького родовища обробляється сумішшю розчинів солей заліза, марганцю, міді та хрому в різних комбінаціях та співвідношеннях, після чого на його поверхні шляхом додавання лужного реагенту з’являється осад фериту. Модифікований цеоліт відділяється від водної фази та просушується для завантаження в металевий пористий реактор, в якому і відбувається знешкодження монооксиду вуглецю.
Економічні переваги: заміна дефіцитних каталізаторів, що містять дорогоцінні метали (платину, паладій, самарій) на дешевші й не менш активні.
Розробники стартапу вже мають патент на винахід — «Гранульований каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю відхідних газів печей випалювання електродного виробництва та спосіб його отримання».
Alligator їсть сміття і дає тепло
Автори розробки запевняють, що їхній котел працює на будь-якому твердому паливі, зокрема й на відходах: гумі (наприклад, старих шинах), пластмасі, шкірі, медичних відходах. Водночас викиди — у межах норми. А медичні відходи знезаражуються через високу температуру.
Установка компактна, що дає можливість її розміщати біля джерел утворення відходів.
Котел працює за принципом газогенератора оберненого процесу, в реакторі якого за нестачі кисню відбувається термічне розкладання твердого палива з отриманням горючого газу. Газ надходить у пальник, де змішується з повітрям у кількості, достатній для повного його згоряння. Після камери згоряння розпечені гази надходять у теплообмінник і охолоджуються. ККД котла сягає 95 %.
Автори розробки повідомили кореспонденту «Світу», що кілька їхніх установок вже успішно працюють, але вони дуже хочуть масштабувати виробництво. Також розробники поскаржились на недосконалість законодавства, яке вимагає від перевіряльників зосереджуватись на наявності дозволів та ліцензій, а не на чистоті повітря у місці застосування установки. На думку винахідників, дозволи та ліцензії коштують захмарних грошей і вбивають малий та середній бізнес.
Варто додати, що темі перероблення відходів було присвячено ще кілька стартапів. Вони усі доволі цікаві, але для мене було очевидним, що для їхнього успішного впровадження потрібне подальше вдосконалення законодавчої бази, зокрема, ухвалення закону про тару та упаковку, завдяки якому нарешті запрацює РВВ — розширена відповідальність виробника (тари та упаковки). Бо без цього вивезення і поховання ТПВ — твердих побутових відходів — на звалищі й надалі залишатиметься найдешевшим і найпоширенішим способом поводження з відходами. Ну й найбільш неприйнятним з погляду збереження довкілля.
Очистити воду від нафти
Ідея стартапу студента КПІ ім. Ігоря Сікорського Андрія Мавріна проста, але ефективна. Він пропонує удосконалити спосіб очищення води від нафтопродуктів. Один з механічних способів збору нафти, що потрапила у водойми — використання пористих стрічок. Андрій пропонує натягувати на барабан очищувального пристрою стрічки не у звичайний спосіб, а у вигляді стрічки Мебіуса. Так робоча поверхня фактично збільшується удвічі. Що і підтверджують дані експериментів. На корисну модель свого пристрою автор уже має відповідний патент.
Радіація? Нехай працюють роботи
Науковці Харківського національного університету міського господарства імені О.М. Бекетова працюють над способами продовжити терміни служби роботизованих систем, що використовуються у Чорнобильській зоні. Система, яку розробляють харків’яни, має стежити за умовами, у котрих працюють роботизовані системи, та за станом самих систем. І у разі потреби — оперативно реагувати на зміну обстановки (наприклад, радіаційної) та вчасно проводити профілактику, ремонти, зміни режимів експлуатації роботизованих систем. Цей комплекс спостереження ще називають «цифровий двійник».
Один такий комплекс стеження за надійністю роботів коштуватиме близько 4500 євро, а за умови впровадження він може дати економічний ефект близько 450 тис. євро за 5 років.
На розробку вже витрачено понад два млн грн. Потрібно ще п’ять, які підуть на завершення дослідницьких робіт, розроблення ДСТУ, отримання сертифікатів, міжнародних патентів, маркетингові заходи та вихід на міжнародний ринок.
Ядерні відходи запечатають ситали
Інші вчені з того ж Харківського національного університету міського господарства імені О.М. Бекетова пропонують оригінальний спосіб іммобілізації ядерних відходів. Зараз такі відходи перед похованням або розміщенням на довготривале зберігання зв’язують за допомогою скла або кераміки. Але отриманий продукт є доволі ненадійним через свою крихкість, що особливо проблематично в умовах надзвичайних та кризових ситуацій, воєнних конфліктів, стихійних лих та катастроф.
Щоб зарадити цій біді, у сертифікованій лабораторії «Технології та дизайну скла і кераміки» та лабораторному центрі еколого-енергетичної безпеки міст ХНУМГ ім. О.М. Бекетова розроблено інноваційні технологічні високоміцні ситали з високою здатністю до самовідновлення для іммобілізації радіоактивних відходів, які дають змогу розв’язати проблему надійного довготривалого зберігання радіоактивних відходів у високоміцні твердотілі матриці, стійкі до дії факторів навколишнього середовища (відповідно до вимог МАГАТЕ), техногенних факторів та наслідків збройної агресії.
Довідково: Сита́ли — це склокристалічні матеріали, які складаються з однієї або декількох кристалічних фаз, рівномірно розподілених у склоподібній фазі. Вони займають проміжне положення між звичайним склом і керамікою. Ситали містять велику кількість дрібних кристалів, що пов’язані між собою міжкристалічним прошарком.
Розробка має низку переваг: можливість керування складом та структурою; застосування широкого кола склоутворювальних систем та відходів виробництв (гірських порід, шламів, шлаків тощо); наявність природних аналогів, які дають теоретичне обґрунтування довгострокових характеристик матеріалу; унікальна здатність до самовідновлення у разі впливу фізико-хімічних та біологічних факторів; стійкість до дії вогню, вибухової хвилі; довговічність, спрямована на мінімізацію викиду радіоактивних і хімічних компонентів; радіаційна стійкість; хімічна гнучкість — можливість застосовувати для різних радіоактивних і хімічних складових відходів.
Ринок величезний. Навіть якщо розглядати лише вітчизняні АЕС. За обсягами радіоактивних відходів (РАВ) Україна посідає друге місце в Європі та четверте у світі (3,5 млн м³). У нас за рік утворюється від 0,15 до 0,35 м³ рідких РАВ і від 0,1 до 0,3 м³ — твердих РАВ на 1 МВт виробленої АЕС енергії.
Інвестиційні показники: витрати — 150 млн грн; собівартість виробництва — 10 тис. грн/тонна; виробничі потужності — 240 тонн/доба.
Автори вже мають два патенти на винаходи та висновок про радіаційну стійкість і придатність ситалів до застосування для мобілізації РАВ.
Стоки очистить магніт
Стартап «Магнітна сепарація стоків» приваблює можливістю застосування ідеї практично у будь-якому виробництві — хоч на масложиркомбінаті, хоч на керамічному виробництві, хоч у металургії.
Метод магнітної сепарації базується на двох властивостях залізовмісного коагулянту з дрібнодисперсними складовими, який використовують в очищенні стоків: високій коагулювальній здатності препарату (коагулянту) та магнетизмі дрібнодисперсних складових препарату (коагулянту).
Під час магнітного розділення осад, який утворюється, набуває яскраво виражених магнітних властивостей. Спочатку на кожній дрібнодисперсній частинці препарату (реагенту) фіксується велика кількість присутніх в очищуваних стоках «сторонніх речовин», після чого намагнічування в рази прискорює процеси розділення дисперсійної фази, яка вже набула магнітних властивостей на попередньому етапі, та дисперсійного середовища («чистої» води), а з плином часу протягом якого осад продовжує «виштовхувати воду» (навіть перебуваючи у водному середовищі) під впливом магнітних сил, набутих після намагнічування, відбувається остаточне завершення процесів.
Як відбувається процес? Під впливом потужного постійного магнітного поля вже сконцентрована навколо «точок кристалізації» маса «бруду» швидко відділяється й осад виводиться з потоку стоку. Принципово важливо, що осад формується безпосередньо в трубах агрегату (відповідне апаратне оформлення методу), тобто додаткові місткості (відстійники) не потрібні.
Вологість осаду (без застосування недешевих та енерговитратних центрифуг, фільтрпресів та/чи сушіння) вже знижується до 50–60 %. Паралельно, завдяки використанню спеціальних флокулянтів, відбувається повне знезараження і дезодорація як очищеної води, так і ущільненого осаду.
Залежно від походження стоків (металургія, побутові стоки, харчова промисловість, сільське господарство тощо), різняться і властивості виділеного осаду. Скоагульований ущільнений осад, що містить велику кількість органічних речовин, пелетується і спрямовується на газифікаційне обладнання з подальшим виробництвом синтез-газу, метану, теплової, електричної енергії або на виробництво гранульованих ґрунтосумішей, органічних добрив.
Залежно від походження стоків, хімічного та фізичного складу осадів, вони можуть застосовуватися для виробництва тепла, газу, електроенергії, ґрунтосумішей, добрив, біодобавок. Якщо це стоки металургійних підприємств, то осади можуть повертатися в основний виробничий цикл.
Цікаве з непереможців
Чимало стартапів хоча і не отримали дипломів, але викликали щирий інтерес у слухачів. Наприклад, перероблення відходів текстильного виробництва у ляльки-мотанки. Або програма для смартфона, яка допомагає стежити за станом харчів у холодильнику та коморі й уникати їхнього псування шляхом вчасного поїдання або передачі сусідам/друзям/родичам.
Також мене зацікавила презентація, яка начебто обіцяла успішне поводження з відходами руйнації. Як з’ясувалося з розмови у кулуарах, насправді ідеться лише про перероблення вже відсортованих відходів на вторинні гравій/пісок. А от первинне сортування (азбест, ртутовмісні прилади, оливи з електротрансформаторів тощо) залишається наразі небезпечним процесом, який невідомо хто буде фінансувати й невідомо хто буде убезпечувати людей, які працюватимуть на цьому етапі.
Олег ЛИСТОПАД
Від редакції газети «Світ»: Дякуємо Всеукраїнській інноваційній екосистемі «Sikorsky Challenge Ukraine» за надану інформацію
На фото Олега ЛИСТОПАДА: автори презентують свої проєкти-переможці: “Сократ” ТА “Каталітичний екореактор”.