Мое изобретение и его вклад в развитие общества
Великий немецкий философ-идеалист Вильгельм Виндельбанд в своих выступлениях часто изрекал фразу, которая стала неотъемлемым девизом всех моих научных работ. Звучит она следующим образом: “Нужда развивает изобретательность, и легко все то, что мы делаем охотно, и с любовью”, поэтому вооружившись списком целей ООН, я отобрал наиболее важную, на мой взгляд проблему голода и бедности населения, актуальную не только в локальной перспективе, но и в глобальном масштабе, так как каждый населенный континент в мире пережил период нехватки продовольствия на протяжении всей истории. В XIX и XX веках это были государства Юго-Восточной и Южной Азии, а также Восточной и Центральной Европы. Голод является широко распространенным дефицитом продовольствия, вызванным несколькими факторами, включая войну, инфляцию, неурожай, дисбаланс населения или государственную политику. Это явление обычно сопровождается региональным недоеданием, эпидемией и повышенной смертностью.
В мире 1 из 9 человек недоедают, подавляющее большинство из которых живет в развивающихся странах. По статистике недостаточное питание приводит к истощению 52 миллионов детей во всем мире и способствует почти половине (45%) смертей среди детей в возрасте до 5 лет - 3,1 миллиона детей в год. Хроническое недоедание, которое затрагивает приблизительно 155 миллионов людей во всем мире, также препятствует ментальному и физическому росту детей, иставит их в еще больший риск смерти, как и взрослых. По состоянию на 2017 год только 26 из 202 стран-членов ООН находятся на пути к достижению ликвидации голода, 20процентов не добились прогресса, почти 70 процентов не имеют данных для определения ихразвития. На сегодняшний день голод наиболее распространен в Африке, но из-за истощения продовольственных ресурсов, осушения подземных вод, войн, и экономического спада проблема продолжает оставаться актуальной. Данное явление было неоднократно замечено и в советскую эпоху; самым известным был Голодомор в разных частях страны, особенно в Волге, а также в украинской и северной Казахской ССР зимой 1932-1933 годов. Последний крупный советский голод произошел в 1947 году из-за сильной засухи и неправильного управления запасами зерна правительством союза.
Какие существуют методы решения проблемы в настоящее время? Начиная с ХХ века, азотные удобрения, новые пестициды, озеленение пустынь и другие сельскохозяйственные технологии стали использоваться для увеличения производства продуктов питания, частично для борьбы с голодом. В период с 1950 по 1984 год, когда «зеленая революция» оказала влияние на сельское хозяйство, мировое производство зерна увеличилось на 250%. Развитые страны поделились этими технологиями с развивающимися странами, которые испытывали трудности, связанные с продовольствием. Однако уже в 1995 году появились признаки того, что эти новые разработки могут способствовать сокращению пахотных земель, например, аккумуляция пестицидов, приводящих к загрязнению почвы, накоплению соли, эрозии, то есть почва теряет множество полезных макроэлементов, и как следствие, становится неплодородной.
Многие благотворительные организации решают данную проблему путем поставки продовольствия в районы бедствия, так называемая гуманитарная помощь. Таким образом, в июне 2015 года Европейский Союз и Фонд Мелинды и Билла Гейтса пожертвовали 4 миллиарда долларов США голодающим регионам Лаоса, Нигера, Кении, Эфиопии и Бангладеш. Проблема таких поставок продуктов заключается в том, что они не постоянные, и выполняются только при чрезвычайных ситуациях, тем самым, жизнь голодающих напрямую зависит от бюджета развитых стран и неравнодушия людей.
Как вы видите, не существует альтернативы гуманитарной помощи, поэтому я решил построить робота, который будет выращивать определенные культуры, тем самым предотвращая негативные последствия недоедания. Процесс поиска концепта и сборка прототипа заняла у меня немалое время, однако, в конечном итоге, у меня получилось создать полноценную систему, независимую от постоянного тока и безопасной для экологической среды.
Первоначальной задачей являлся выбор культивируемого продукта. Для этого мне было необходимо составить критерии: калорийность, содержание микроэлементов и макроэлементов, оптимальность объема производства и рентабельность производства. В результате исследования, я выявил, что только грибы вешенки и шампиньоны подходят по всем параметрам. Данные культуры способны расти на дешевых и легкодоступных субстратах, как сено или древесные опилки, при этом не нуждаются в удобрениях, подкормках или чрезмерном количестве воды, потому что основным объектом их питания являются углеводы и сахара из субстрата. На фоне массового голода, растения дают мало урожая, требуют больших территорий для культивации и невыгодные условия, как солнечный свет, вода, удобрения и защита от вредителей, также приводит к негативным последствиям относительно окружающей среды, в виде загрязнения пестицидами и эрозией почв.Состав грибов, которых робот будет культивировать, схож с мясной и молочной продукцией, имеет высокое содержание белков и аминокислот, в том числе, незаменимые (триптофан, треонин, изолейцин, валин идр.).
В большом количестве обнаружены полисахариды и минералы (фосфор, медь, железо, кальций, кобальт, селен и другие). Грибы служат источником витаминов группы В и Е, а также крайне редкого витамина D2, который служит природным антибиотиком и антиоксидантом, препятствуя образованию злокачественных опухолей и воспалительных процессов.
Передо мной стояла вторая задача - построить роботизированную ферму, своего рода станцию для выращивания данной культуры. Грибы вешенки растут при 40%-ной влажности, 5-28 градусах по Цельсию в высокоуглеводном стерильном субстрате, как сено или опилки.
Также необходимы 2-х часовые излучения светом каждый день. При образовании белых примордий (зачатки, почки) нужно сделать порез на месте роста. Грибы имеют небольшое количество естественных болезней и паразитов, но для полноценной стерильности аппарат применяет нагретую нихромовую проволоку, тем самым, место среза подвергается высокой температуре и лишается бактерий. Вешенки плодоносят 7-8 раз, а шампиньоны - 5. Полученный урожай грибов можно варить, жарить, мариновать и сушить, таким образом, данный продукт имеет широкий спектр использования в пищевомсекторе.
Использованный субстрат является ценным удобрением под названием сенная мульча, которое содержит азот и глюкозу в большомколичестве.
Необычное свойство данной мульчи в том, что при культивации растении на этом самом субстрате образуется симбиотическое отношение между гифами грибов и корнями растения (Микориза). Этот симбиоз обеспечивает высокую двустороннюю выживаемость, увеличивает абсорбцию питательных веществ из почвы и защищает от подземных вредителей. Данное биоактивное вещество является экологически безопасным, тем самым, люди имеют возможность использовать ее в сельском хозяйстве с целью повышения устойчивости растения к стрессовым обстоятельствам, как неплодородная почва и погодные условия.
Робот построен на платформе LEGO Mindstorms EV3 и ArduinoUno, которые работают совместно благодаря областям соединения платформ и алгоритмов программы. В центре робота имеется ячейка длиной 60 см и шириной 21. Она покрыта пленкой, которая будет создавать парник внутри контейнера, тем самым, сохраняя влагу, оптимальную температуру и стерильность. По периметру ячейки находится 1 датчик Влажности и Температуры, которые сообщает о неблагоприятных условиях окружающей среды. Со временем субстрат грибов необходимо заменять и оно заменяется только в том случае, если в субстрате количество продуктов жизнедеятельности превышает положенной нормы.
Чем мой проект поможет обществу? С помощью автоматизированной фермы, проблема голода снизится к минимуму, так как люди будут независимы от поставок продовольствия в мирных и чрезвычайных обстоятельствах. По моему исследованию, правительства стран экономят огромные финансовые средства, которые возможно использовать и для решения других проблем. К примеру, фонд гуманитарной помощи голодающим достигает 22.2 миллиардов долларов согласно источнику www.forbes.ru.
В книге бразильского антрополога и ученого Хосе де Кастро говорится:«Трудно объяснить и еще труднее понять тот поразительный факт, что человек, претендующий на превосходство над другими живыми существами, одержавший столько побед в борьбе с силами природы, провозгласивший себя ее господином, так и не добился решающего успеха в борьбе за собственные средства к существованию. В настоящее время около двух третей населения мира существуют в условиях постоянного голода и около полутора миллиардов человеческих существ не располагают средствами, чтобы вырваться из тисков этого самого страшного из всех социальных зол». Как вы знаете, голод занимает далеко не последнее место в сфере общества. Проблема является наиболее активным стимулом для государства, поэтому сокращение численности недоедающих, является одним из главных критериев эффективности политики в социальной сфере, и одной из важных составляющих международных программ социальной и экономической эволюции.
Однако я верю в то, что вторую цель общего развития ООН возможно достигнуть, с помощью моего проекта и поддержки людей, поэтому в дальнейшем я планирую усовершенствовать конструкцию и рацион питания, так как монотонная трапеза из грибов может утомить любой организм. Только объединив все усилия, мы сможем прийти к общему положительному решению и сохранить жизнь миллионов взрослых и детей из неблагополучных районов различных государств. Ниже, я привел доказательство совершенной мной работы.