Роботы, фильтры и цифровые двойники: как изобретатели меняют города

Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент) совместно с Московским инновационным кластером представили подборку перспективных изобретений в сфере «умной» инфраструктуры городов, патенты на которые получены за последние три года.

Растущая транспортная нагрузка, износ сетей и климатические изменения повышают запрос на обеспечение комфортной городской среды за счет современных решений в области цифровизации и экологии.

«Создание собственных разработок в области городской автоматизации позволит сделать жизнь граждан комфортнее и безопаснее, при этом снизив нагрузку на коммунальные службы и экстренные ведомства. Роспатент активно содействует изобретательской активности россиян, работающих в этом направлении», — пояснил руководитель Роспатента Юрий Зубов.

Интерес отечественных изобретателей к этой теме отражает статистика заявительской активности. За шесть месяцев 2026 года по сравнению с аналогичным периодом прошлого года число заявок на изобретения в энергетических технологиях выросло на 15% (416 заявок), в технологиях измерений, к которым относятся различные системы учета и обработки данных, — на 42% (328 заявок), в гражданском строительстве — на 20% (756 заявок), в компьютерных технологиях — на 45,4% (554 заявки).

Компактная электростанция для домовладений и предприятий

Коллектив авторов из московского Центра прикладных исследований «Центр опережающих технологий электроэнергетики» придумал, как объединить в одном устройстве функции стабилизатора, бесперебойника и мини-электростанции (патент № 2835155). Созданный ими автономный энергетический узел — Smart-инвертор — делает электроснабжение потребителей максимально надежным и независимым от состояния общей сети. В отличие от традиционных инверторов, которые просто преобразуют постоянный ток от аккумуляторов в переменный для розеток, Smart-инвертор постоянно следит за качеством энергии (напряжение, частота, гармоники). Как только качество тока падает, устройство компенсирует недостаток своей мощностью, переключаясь на аккумуляторы за миллисекунды. Таким образом, потребитель даже не заметит сбоя. Система понимает, какая нагрузка включена в данный момент, и управляет инвертором так, чтобы энергия распределялась оптимально. Это предотвращает перегрузки и продлевает срок службы аккумуляторов.

Сигнальная плитка для безопасности пешеходов

Коллектив авторов из компании «Айтехникс» (Красноярский край) разработал и запатентовал тактильный сигнальный указатель (патент № 219774). Это напольная плитка, которая объединяет навигацию для людей с нарушениями зрения и для тех, кто смотрит в экран телефона при переходе проезжей части. Людям с проблемами зрения тактильный рисунок напольной плитки в виде выступов помогает ориентироваться перед пешеходным переходом на ощупь, предупреждая о препятствии. А для пешеходов, отвлекающихся на телефон, внутри выступов плитки загораются светодиоды: если на светофоре красный — светодиоды плитки перед пешеходным переходом подсвечиваются красным, если зеленый — зеленым. Этот сигнал невозможно пропустить периферийным зрением, даже не отрывая взгляда от дисплея. Таким образом, технология обеспечивает пешеходам безопасность перехода проезжей части.

Безопасный путь во время пожара

Московский изобретатель Николай Шахрай придумал интеллектуальную многофакторную систему оповещения на основе цифрового двойника (патент № 2859187). В основе лежит технология «цифрового двойника» — виртуальная копия здания, обновляющаяся каждую секунду. В случае пожара или обрушения система знает, где сейчас находится очаг возгорания, куда движется дым и какие коридоры заблокированы. Смартфон связывается с системой и затем превращается в персональный навигатор: на экране появляются стрелки, которые ведут к ближайшему безопасному выходу. Если привычный путь отрезан огнем, телефон мгновенно перестроит маршрут через другой коридор. Особенность инновации — дополнительная спасательная функция для людей с ограниченными возможностями. Камеры видеонаблюдения автоматически распознают тех, кто использует инвалидную коляску или передвигается медленно. Для них активируется особый алгоритм: маршрут строится в обход лестниц, система ведет их к зонам безопасности или к специальным пожарным лифтам, а спасатели получают точные координаты нуждающихся в помощи прямо на свои устройства. Таким образом, изобретение переводит безопасность зданий на новый уровень: каждый пострадавший получает индивидуальный план спасения в режиме реального времени.

«Сегодня развивать городскую инфраструктуру помогают также участники Московского инновационного кластера. Они создают и патентуют передовые решения для разных отраслей: от роботов для уборки городских территорий до умных мусорных баков. Такие разработки помогают повышать эффективность городского хозяйства и бизнеса, а также формируют технологический потенциал столицы», — отметил генеральный директор Московского инновационного кластера Алексей Парабучев.

Робот-сортировщик мусора с искусственным интеллектом

Авторы из ООО «Чистая среда-экобот» (участник Московского инновационного кластера) разработали программно-аппаратный комплекс для автоматической сортировки твердых отходов (патент № 2814860). В отличие от гигантских заводов с мощными магнитами, эта система работает точечно, полностью копируя действия человека. Камера, расположенная сверху мусора, с помощью нейросети мгновенно распознает предмет (например, пластик, картон). Блок управления вычисляет координаты объекта и направляет роботизированную руку, которая захватывает его и перемещает в нужный бак. Главная уникальность разработки — компактность. В отличие от крупных промышленных линий, система предназначена для небольших пространств — дворов жилых комплексов или небольших кварталов. Она облегчает человеческий труд и обеспечивает заводскую точность сортировки за счет совместной работы видеокамеры и робота-захвата.

«Умная» тележка с рукой-манипулятором

Еще один участник МИК, ООО «ДС-Роботикс», разработал роботизированную модульную тележку (патент № 2800784) — платформу с видеозрением, которая способна выполнять различные задачи в зависимости от установленного оборудования: от перевозки багажа в общественных пространствах до автоматизации производственных процессов.

Платформа оснащена рукой-манипулятором, которая позволяет перемещать груз между контейнерами, а система компьютерного зрения и встроенные датчики — ориентироваться в пространстве, объезжать препятствия и доставлять груз к месту назначения — например, к выходу из аэропорта или к нужному месту на складе маркетплейса.

Тягово-сцепные устройства спереди и сзади позволяют стыковать ее с разным оборудованием: вилами для поддонов, ленточным конвейером, стеллажом или прицепом. Две тележки, состыкованные друг с другом и с конвейерной лентой между ними, образуют мобильную линию без фундамента и долгого монтажа. При этом робот действует как по загруженному в память заданию, так и по командам от оператора.

Мини-завод в трубе — «умная губка»

Разработчики из Богдановичского ОАО «Огнеупоры» по производству огнеупорных материалов (Екатеринбург) придумали фильтрующий патрон для очистки сточных вод (патент № 2833703). Уникальность этого изобретения заключается в создании «умной губки» для ливневой канализации, которая работает как многоступенчатый завод, умещающийся внутри одной трубы. Внутри патрона находится несколько разных слоев, которые вода проходит как полосу препятствий. Гофрированный полимер собирает основной мусор и масло благодаря гидрофобности, керамический слой задерживает мелкую взвесь и остатки органики, минеральный сорбент действует как магнит для тяжелых металлов (железо, медь, свинец) и вытягивает их из воды за счет химической активности, а подложка и гравий закрепляют конструкцию и распределяют поток. На эффективность работы патрона не влияют сезонные пересыхания: он сохраняет все свойства даже после года простоя и активируется сразу с первым дождем.

Рейтинг
editor/ автор статьи
366info.ru