Класс с автономным питанием: школьная парта и стул, которые собирают кинетическую энергию от ерзания
Каждое покачивание, подпрыгивание и беспокойное постукивание ногой ученика в буквальном смысле означает напрасную трату энергии. Теперь британский стартап в области экологически чистых технологий разработал систему школьных парт и стульев, которая преобразует микродвижения суетящихся детей в полезную электроэнергию, питающую лампы для чтения, зарядные устройства для планшетов и даже датчики качества воздуха в классе.
Кинетическая энергия класса, полного детей, представляет собой огромный неиспользованный ресурс. На протяжении десятилетий учителя боролись с физическим беспокойством своих учеников, рассматривая его как отвлечение, которое следует подавлять. Проект «KineCharge» переворачивает это предположение с ног на голову. Эта новаторская школьная парта и стул, разработанные в сотрудничестве с лабораторией биомеханической инженерии Имперского колледжа Лондона, оснащены пьезоэлектрическими генераторами в чаше сиденья и катушками электромагнитной индукции в качающемся основании стула. Когда ученик перемещает свой вес, подпрыгивает коленом или слегка покачивается назад, эти микродвижения улавливаются и преобразуются в небольшой заряд электричества. Энергия хранится в тонком литий-железо-фосфатном аккумуляторе, расположенном внутри подставки стола, который затем питает направленный светодиодный фонарь, встроенный в край стола, или обеспечивает порт USB-C для зарядки школьного планшета. Простой акт сидения и обучения генерирует значительную часть собственных энергетических потребностей класса.
Конструкция этой парты и стула с автономным питанием обманчиво сложна. Пьезоэлектрические элементы представляют собой не хрупкие керамические диски, а гибкие, прочные полимерные ленты, которые могут выдерживать миллионы циклов изгибания без разрушения, что необходимо для выживания в суровых условиях средней школы. Механизм качания стула настроен на естественную частоту, которая соответствует типичному ритму ёрзания подростка, что обеспечивает максимальный захват энергии, при этом ученик не чувствует никакого сопротивления или отвлечения. Сам стол оснащен небольшим дисплеем с электронными чернилами, на котором в режиме реального времени отображается игровой счетчик энергии. Студенты могут рассматривать результаты своего коллективного класса как растущее «энергетическое дерево», превращающее сохранение энергии из абстрактной концепции в осязаемую совместную задачу. Полный класс, состоящий из двадцати пяти таких парт и стульев, может генерировать достаточно энергии за средний учебный день, чтобы полностью зарядить комплект планшетов в классе, устраняя необходимость в ночных зарядных тележках.
Польза для здоровья и поведения — не менее убедительная часть повествования. Вознаграждая движение, а не наказывая его, школьная парта и стул KineCharge превращают ерзание в позитивное и продуктивное поведение. Пилотные исследования в трех начальных школах Великобритании показали, что наличие системы сбора энергии не приводит к хаотичным и усиленным движениям; скорее, оно нормализует естественные, бессознательные микродвижения, которые ученики уже совершают, уменьшая стигму и разрушительное «отыгрывание», возникающее из-за вынужденной неподвижности. Учителя сообщили о значительном уменьшении количества учеников, просивших выйти из комнаты для «перерывов в движении», поскольку физическая потребность в движении удовлетворялась на тонком, непрерывном уровне внутри их школьной парты и стула. Данные также показали, что у учеников, которые раньше чувствовали вину из-за своей неспособности сидеть на месте, появилось новое чувство гордости — их энергия буквально питала свет в классе.
Первоначально коммерческое внедрение ориентировано на школы с сильными учебными программами по STEM и устойчивому развитию, где школьная парта и стул KineCharge сами по себе становятся инструментом обучения физике, инженерному делу и наукам об окружающей среде. Цена системы выше, чем у стандартной мебели, но производитель утверждает, что отсутствие инфраструктуры зарядных тележек, снижение потребления электроэнергии для зарядки устройств и долговечность необслуживаемого механизма сбора энергии обеспечивают положительную отдачу от инвестиций в течение десятилетнего жизненного цикла. Аккумуляторные блоки спроектированы таким образом, чтобы их можно было легко заменять и утилизировать по окончании срока службы, а весь каркас кресла изготовлен из переработанного морского алюминия. По мере того, как глобальный энергетический кризис и давление на школьный бюджет усиливаются, концепция класса, который частично питается за счет естественной жизненной силы своих юных обитателей, больше не является утопической фантазией. Школьная парта и стул превратились из пассивного потребителя энергии — мертвого груза пластика и стали — в активного производителя энергии, микрогенератора, который использует то самое беспокойство, которое когда-то было его врагом. В классе будущего ученики не просто сидят в мебели, они приводят ее в действие.
