Тюменцы доказали и уже проверили на практике, что с помощью обычного освещения можно влиять на работоспособность человека в любом возрасте. Разработанная ими система освещения не только энергоэффективна, но и позволяет либо «дарить» людям энергию для работы, либо способна помочь расслабиться и отдохнуть.
Инновационная разработка
Вопросами интеллектуального освещения ученые и разработчики интересуются давно, проводились даже эксперименты, но довести до совершенства этот вопрос решились тюменские ученые. Уже несколько лет разработкой системы «Умный свет» занимается команда ученых, одним из представителей которых является Ярослав Волох, программист Центра компетенций SmartCity. Еще будучи магистрантом кафедры Автомобильного транспорта, строительных и дорожных машин ТИУ, он защитил выпускную квалификационную работу по теме интеллектуального освещения образовательного учреждения. По итогам защиты проектов, его работа получила наивысшую оценку - 100 баллов.
«Объектом исследования является энергоэффективность использования образовательными учреждениями ресурсов, относящихся к системам наружного и внутреннего освещения. Предмет исследования - повышение эффективности систем искусственного освещения образовательного учреждения. Цель - разработка технологии создания систем интеллектуального освещения», — рассказывал Ярослав на защите своего проекта.
Еще одним представителем команды разработчиков является и Виктория Велижанина, студентка второго курса Строительного института ТИУ, девушка специализируется на информационных системах и технологиях и в проектной группе отвечает за биодинамическую составляющую, т.е. изучает процесс с точки зрения влияния на человека.
Работают они в рамках стратегического проекта Smart City в Тюменском индустриальном университете. «Умный свет - это одно из направлений такой системы, как «Умный Дом». В частности, идет управление освещением в соответствии с потребностями пользователя и заранее заданными сценариями», - поясняет Виктория.
Универсальность и экономичность
Когда Ярослав получал задание от кафедры, для молодого разработчика была поставлена задача создать инновационный продукт в рамках технологии «Смарт Сити». Работа велась из расчета на конечных пользователей, т.е. обычных людей, и образовательные организации.
«Система здесь должна быть более или менее экономичной, плюс экономически выгодной, то есть должна через некоторое время окупаться. Соответственно, здесь мы используем такие схемы, где несколько светильников управляются от одного контроллера. Один контроллер у нас используется на четыре светильника. Получаем в результате управление линейками, что хорошо для классов школ, где это прописано на уровне СанПиН», — рассказывает магистрант.
Работа в направлении учреждений среднего общего образования была положена в основу магистерской диссертации Ярослава Волоха. Однако данная разработка универсальная, ее можно устанавливать и для индивидуального пользования. По слова Ярослава, умный свет даже легче применять для личного и офисного использования, поскольку там гибче требования к самому освещению и к типам светильников. Устанавливать лампы можно в любом удобном помещении (на кухне, в гостиной, кабинете).
«Экономия при использовании интеллектуального света - 70-75%. Светодиоды намного меньше потребляют, - поясняет Ярослав. - Однако здесь есть и обратная сторона, стоят они пока что сравнительно дороже, поэтому установка такой системы может быть большим вложением. И дальше уже поднимается вопрос, устраивают ли заказчика сроки окупаемости, ведь электричество у нас на самом деле дешевое».
Биоритмы под контролем
Второй стороной инновационной разработки является изучение динамического освещения, то есть его влияния на работоспособность человека.
«Организм человек живет по определенным ритмам, в нем циклично происходят те или иные процессы, связанные со сменой дня и ночи. За регулирование этих ритмов в организме человека отвечают биологические часы. Они, в свою очередь, контролируются нервной системой, которая отвечает также за зрительные функции. Влияние освещения на состояние человека сегодня представляет большой интерес для ученых. Мы планируем создание двухтонового светильника, с возможностью регулировки холодного и теплого света. С утра человеку комфортнее с более холодным светом, к вечеру - теплым», - уточняет молодой ученый.
Передовой организацией, которая занимается биоритмическим освещением в России, является компания «Световые технологии». По словам Ярослава, компания совместно с Казанским госуниверситетом проводила исследование, в ходе которого доказали факт влияния освещения на работоспособность студентов. «Соответственно, они предлагают линейку продуктов, связанных с биоритмическим освещением. Но это довольно узкое направление. Мы хотим затронуть как динамическое, так и биоритмическое освещение», — отмечает исследователь.
Также в ходе работы был учтен опыт создания и подобных систем в России и за рубежом. В частности, опыт Челябинской школы 12, ставшей экспериментальной площадкой для внедрения таких систем для образовательных учреждений.
«Идея не моя, я занялся ей как разработчик, когда еще не был сотрудником проекта. Какая-то версия светильника существовала и до моего прихода. Затем мы начали ее развивать, выступали с ней на «Студвесне», на различных выставках. После доработали с коллегами и планировали сделать несколько демо-зон в университете. Разработка системы сейчас как раз перекочевала в работу проектной группы, ребята участвовали с темой в осеннем «Хакатоне» и продолжают ее развивать. Наша команда разработки сейчас занята другими проектами, прототип остался в некоторой рабочей версии, его можно дополнять. Прототип установлен у нас в коворкинге проекта SmartCity», - говорит Ярослав Волох.
Smart City & IoT Хакатон. Тюмень, 2018 | Фотогалерея
Глубже вопрос влияния умного света на биоритмы человека изучает Виктория Велижанина. Студентка ТИУ рассказывает, что для повышения работоспособности используют холодную цветовую температуру. Благодаря такому яркому освещению человек лучше концентрируется, его уровень активности повышается. Но стоит учесть, работать в течение всего дня при высоких цветовых температурах - вредно, так как это может «сбить» суточный ритм и привести к перенапряжению, бессоннице. И тут очень важно своевременное переключение освещения на «теплую» цветовую температуру, которая помогает расслабиться, восстановить свои силы. В этом и есть основная задача интеллектуального освещения.
Получается, что с помощью легкого движения руки, нажатия на переключатель света, можно повысить работоспособность не только школьников и студентов, но и обычных служащих. А в обеденный перерыв или вечером после тяжелого трудового дня нужно просто включить теплое освещение и, что называется, «перезагрузиться» и отдохнуть.
Кстати
Команда разработчиков системы интеллектуального освещения проводила социологический опрос населения на тему о восприятии искусственного освещения. В анонимном анкетировании приняло участие 80 человек разного возраста и социального положения. Ответить на вопросы мог любой желающий, участники не знали о целях проведения опроса, поэтому не были заинтересованы в фальсификации.
По результатам проведенного анкетирования выяснилось, что респонденты более комфортно чувствуют себя при теплом, приближенном к естественному освещении, благодаря которому происходило наиболее приятное восприятие информации. В то же время при холодном освещении участники анкетирования чувствовали прилив энергии, необходимый для работы.
Более масштабного эксперимента пока не проводилось, но ученые планируют им заняться в самое ближайшее время.
Как «куют» научный потенциал? Тюменских ученых готовят с детства 
Салманов, Муравленко, Эрвье... О первооткрывателях нефти и газа в Сибири 
На уровне наночастиц. Школьники-изобретатели вносят свой вклад в науку 
«Все начинается с одного зерна». Аграрии - о новом сорте пшеницы 
«Готовь сани летом». Ученые тестируют зарядку, чтобы заводить авто в мороз