Хотели треш статью в новогодние выходные 26 года? Получайте. Киберпанк, который мы заслужили. Дисклеймер — в статье есть фото «изобретений», которые может быть для кого‑то сложно развидеть, поэтому впечатлительным лучше пройти мимо. Написать этот текст меня вдохновил американский сериал «Побег» (Prison Break, 2005-2017) с актёром Вентворт Миллером в главной роли (Адреналиновый триллер. Оценка 8.4 на Кинопоиске). Он там с помощью ложки, наколки и своих мозгов убежал из самой охраняемой тюрьмы в Соединённых штатах и ещё вытащил с собой сколько‑то человек. Думаю, кто‑нибудь из читателей Хабра даже и смотрел. Фильм так хорошо зашёл, что даже в России в 2010 году сняли свою версию с одноименным названием на русский манер. Получилось не очень, но речь не об этом. Я подумал, а что если бы мы в ограниченных условиях, получили задачу сделать некое инженерное устройство на современный манер. А? Ну, что например? Пусть это будет миниплоттер. Например, для реализации автокликера по экрану смартфона. Зачем не спрашивайте, это же фильм, тут логики искать не надо. Просто есть задача. Заморочимся?

Тут я немного отступлю от задачи и в целом, особенно для молодёжи скажу, кто не в курсе, у нас в России достаточно крупные учёные сидели в тюрьме (а может и сейчас сидят, кто знает). Я думаю, получше чем этот условный «Майкл» из фильма. Без всяких наколок такое творили, что их вклад в науку сложно переоценить.

Можно вспомнить наиболее яркие примеры: 

Николай Иванович Вавилов (1887–1943). Он заложил основы современной селекции и защиты растений. Его идеи легли в основу программ по выведению сортов, устойчивых к болезням, вредителям и экстремальным условиям, что критически важно для продовольственной безопасности. Парадокс в том, что Вавилов был арестован в 1940 году по ложному обвинению, умер от голода в саратовской тюрьме в 1943 году. Во время заключения Николай Вавилов, несмотря на чудовищные условия, продолжал работать интеллектуально. Вавилов использовал многочасовые ночные допросы (которые были формой психологического и физического давления) необычным образом: он превращал их в лекции по генетике, селекции и географии растений. Следователи, ожидавшие признаний в шпионаже и вредительстве, часами вынуждены были слушать сложные научные доклады. Протоколы этих допросов (сохранившиеся в деле) — это, по сути, последний научный трактат Вавилова, где он системно излагал свои взгляды и доказывал важность своей работы для страны. Там он написал рукопись книги «История мирового земледелия». Вавилов получил разрешение работать над книгой в тюрьме НКВД. По воспоминаниям сокамерников (например, агронома А.Г. Полякова), он с увлечением, по памяти, без единой справочной книги писал главы этого фундаментального труда на обёрточной бумаге. Было написано более 500 рукописных листов.

Сергей Павлович Королёв (1907-1966) — главный организатор и идейный вдохновитель практической космонавтики XX века. Он вывел человечество за пределы Земли. Под его непосредственным руководством как Главного конструктора были созданы ракеты и космические аппараты, которые обеспечили принципиально важные «первые шаги»: первый искусственный спутник Земли, первый полёт живого существа в космос (собака Лайка, 1957), первый полёт человека в космос (Юрий Гагарин, 12 апреля 1961 г.). Это величайшее событие, которое навсегда разделило историю на «до» и «после». Первый групповой полёт, первый выход человека в открытый космос (Алексей Леонов, 1965), первые автоматические станции к Луне, Венере и Марсу. Он создал первую в мире межконтинентальную баллистическую ракету Р-7 и общем много всего такого. Как и Вавилов, Королёв прошёл через сталинские репрессии (арест в 1938, пытки, колымские лагеря, «шарашки»). Этот опыт не сломил его, а закалил. При жизни для мира он был просто «Главный конструктор». Его имя было рассекречено только после смерти. После ареста в 1938 году Королёв подвергался пыткам на допросах (ему сломали челюсть), получил 10 лет лагерей по абсурдному обвинению во вредительстве. Он оказался на Колыме на золотом прииске Мальдяк — одном из самых страшных мест ГУЛАГа. Это был тяжелейший физический труд, холод, голод и постоянная борьба за выживание. Мысли о ракетах в таких условиях были почти невозможной роскошью. Интеллектуальная деятельность стала возможной только после чуда: его, умиравшего от цинги и истощения (уже «доходягу»), в 1940 году по чистой случайности этапировали не назад в лагерь, а в Москву на пересмотр дела. В 1942 году он был переведён в ЦКБ-29 НКВД — так называемую «шарашку». Это были закрытые конструкторские бюро, где заключённые инженеры и учёные работали по своим специальностям. Здесь Королёв, ещё будучи заключённым, вернулся к инженерной деятельности. Он работал под руководством А.Н. Туполева (тоже заключённого) над проектами бомбардировщиков Ту-2 и Пе-2, а также над ракетными установками для авиации. Это была практическая инженерная работа, а не теоретические труды. Во время всех испытаний он закалился, стал беспощадно прагматичным, железным организатором и дипломатом, научился выживать и добиваться цели в бюрократической системе. Там, вероятно, вызрело его главное жизненное кредо, определившее потом всю космическую программу: максимальная надёжность, простота, контроль каждой мелочи. Лагерь не прощает ошибок — космос тоже. Он осознал цену времени и необходимость действовать быстро и решительно.

В тюрьме так же были и изобретения. В тюремных КБ («шарашках») создавались некоторые самолеты, паровозы, разрабатывались реактивные двигатели. Жан-Виктор Понселе в русском плену (1812-1814 г.) заложил основы проективной геометрии. Яков Трахтенберг в нацистских лагерях разработал систему быстрого счета. Йозеф Каммерер - усовершенствовал спичку. Он там экспериментировал с составами головки (смесью бертолетовой соли, серы и фосфора). Его заслуга в том, что после освобождения в 1833 году он одним из первых в Германии организовал промышленное производство фосфорных спичек и построил успешную фабрику.

Да, такая непростая жизнь у некоторых умных и смелых людей. Сегодня мы ими гордимся, а в то время страна не особо ценила похоже. Где-нибудь в штатах им бы платили много денег, а у нас «баланда» (кормежка) получше и норм.

На эту тему хорошо протроллили «Уральские» в «нереальных историях» про «советских учёных» сняв ряд позитивных роликов. Очень реалистично получилось, кстати - наш оригинальный ответ сериалу Prison Break. Рекомендосьен, кто не смотрел, авось это тоже подстегнёт вас к творческой мысли.

Да, конечно, это быстрее исключения, чем правило, иначе бы все университеты мира смекнули бы, где хорошо растить инженеров. Но тут можно увидеть сам факт того, что для совершения открытий и продуктивной работы иногда не нужно искать оправданий и подходящих условий. Да это далеко не политика всех этих «бирюзовых» компаний - где все договорились сделать вид, будто иерархии не существует. Вместо начальника тебе звонят «тимлид заботы», а вместо выговора предлагают «технику пяти объятий для снятия блокировки сердечной чакры». Мечта современных ребят: можно отписаться в общем чате «Сегодня мой внутренний диджей играет грустный ремикс, я ухожу в цифровой детокс», и все ответят «Обнимаем, береги себя!», а не «Где отчет?». Тут мы описываем полную противоположность, другую крайность.

А кто знает, может этих изобретений всех и не было, если бы не тюремные условия...

Вернемся к задаче.

Для решения любой задачи надо подумать над тем что у нас есть. Мой учитель физики в начале любой задачи любил напоминать - «дано». Так и что же нам там «дано»? Для этого, давайте немного погрузимся в атмосферу современной российской (подчеркиваю) тюрьмы. Всю информацию брал с открытых источников, поэтому со 100% уверенностью, как и, что на самом деле взять не берусь, но для гипотетических  размышлений информации нам хватит.

Ведь тюрьма на самом деле это, по сути, чистая «удаленка» только без отвлечений. За квартиру платить не надо, еда сама приходит. Жён, детей нет рядом. На работу ходить два шага.

Как-то знаменитый Бродский (который тоже, кстати, сам отбывал) о тюрьме написал так: «Тюрьма — это недостаток пространства, возмещенный избытком времени».

Да, очень метко.

Итак, нам дано ограниченное место без отвлечений и куча времени. Никаких там вам привычных дедлайнов и дейликов. Не надо говорить кому-то «Не отвлекай» (а кто может отвлечь, я писал в предыдущей статье).

А какая там обстановка? Подойдет ли для инженерной работы? Не для кого наверное не секрет что в наше время как и раньше разные люди попадают в тюрьму. Как гласит народная мудрость: «не нужно зарекаться от двух вещей. Тюрьма в их числе.». А генерал Лебедь отпустил в народ такие слова: «Потряси любого россиянина, так обязательно пять - шесть лет тюрьмы из него вытрясешь.». Если посмотреть на текущие реалии, сегодня, судя по новостям, я так понимаю, достаточно интересная публика, наверное, сидит. Там могут быть иноагенты, верующие и оппозиция. Наверное, даже и хакеры есть. Вообщем, люди, как правило, интеллигентные и с высшим образованием. Душегубы, люди лихие - в основной своей массе, им, похоже, не мешают, так как заняты на другом поприще по прямой своей профессии. Тонкостей не знаю, просто предполагаю, ориентируясь на информационный фон. Вообщем, того что снимают про злых зеков ничего такого, наверное, нет и интеллигентный человек предоставлен самому себе в достаточно мирной и дружелюбной атмосфере, но в ограниченном пространстве.

Так это про атмосферу. А есть ли там вообще кокаие то местные новаторства изобретения. Оказывается есть. То ли они перешли из армии в тюрьму, то ли из тюрьмы в армию, кто сейчас разберет.

Ну вот например, что это на картинке?

Я GPT спросил, он даже и не понял что это такое. Просто описал что видит и все. А это оказывается «бульбулятор». В просторечии — кипятильник. Состоит из двух пластин двух проводов и изолятора. В качестве пластин могут быть бритвенные лезвия или супинаторы из ботинок. Вместо спичек - пробка от колы. 3 литровую банку воды вскипятит за 15 секунд. Суть принципа следующая: между двумя пластинами или лезвиями находится вода, вода с растворёнными солями у нас это проводник. Через воду течёт большой ток. Вода нагревается не от спирали, а сама по сути является резистором. Вся энергия тока прямо превращается в тепло воды. В обычном кипятильнике: сначала греется спираль, потом вода, а здесь нет промежуточного элемента, тепло выделяется непосредственно в воде, КПД очень высокий. Нагрев почти мгновенный. Но сами лучше не делайте дома. Устройство может резко взорваться по мощности, выбить автомат, сжечь проводку. Это просто в качестве иллюстрации.

Или вот это:

Или вот «мотыль», в просторечии прикуриватель. По сути, для устройства берут ватку из матраца, намыливают и приклеивают к лампе накаливания (со светодиодной такое не получится), потом можно дуть на ватку и она воспламеняется и можно прикурить например. Тут тоже чистая физика + химия. Источник энергии — лампа накаливания. В отличие от светодиода, лампа реально горячая. Вата (хлопок из матраса): тонкие волокна, огромная площадь поверхности, низкая теплопроводность, но легко нагревается. Когда вату прижимают к колбе: тепло передаётся контактом + инфракрасным излучением, вата быстро высыхает и прогревается. Роль мыла (это ключевой момент похоже): мыло — это соли жирных кислот, по сути, органическое топливо. Мыло пропитывает волокна, понижает температуру воспламенения, при нагреве разлагается вместе с летучими горючими компонентами. Вата + мыло = фитиль. Пиролиз без пламени. При нагреве мыло и хлопок начинают термически разлагаться, образуются горючие газы, но кислорода малои по этому нет открытого огня. Это состояние: тление, высокая температура, химически активная зона. Когда ты дуешь, подаёшь кислород, усиливаешь реакцию окисления, тление переходит в воспламенение. Это ровно тот же принцип, что раздувать угли.

А еще есть «сопли» — это тонкая, очень тонкая единичная нитка меди вынутая из гибкого провода. Ее можно использовать в качестве источника питания для бульбулятора. Включается в патрон лампы накаливания. 

В общем, воображение у русского человека работает в любых условиях, а еще лучше видимо в трешовых. Теперь приступим к нашей задаче. По условию нам нужен миниплоттер. Еще раз не спрашивайте зачем, просто нужен и все.

Что такое миниплоттер? Это двухкоординатный позиционирующий механизм (XY) с исполнительной осью Z, предназначенный для точного перемещения инструмента по плоскости и выполнения действий в заданных координатах.

Мы будем его использовать по сюжету в качестве автокликера по смартфону. Кажется, они есть в тюрьме судя по мошенникам, которые оттуда звонят. Кстати, мошенники тоже далеко не глупые люди. Очень изобретательны.

То есть из главных запчастей нам нужны:

Механика (основа)

• Каркас

• Линейное перемещение, а значит направляющие

Приводы

• Шаговые двигатели

• Зубчатые шкивы

• Ремень

• Натяжные ролики

• Крепления ремня

• Исполнитель — «палец» который будет тыкать на экран.

Так же электроника (куда без нее): к примеру Arduino Uno или ESP32.

Так как делать нужно все в тюрьме, то тут естественно нет доступа к «озон» и вот так корзину не наполнить.

Итак, как бы нам все это заменить? Кто то может подумать: вот спросить бы у ИИ. Да я спросил и Чат GPT мне написал, что вам, кожаным мешкам, с этим не справится - ха ха. 

Но мы же не зря сколько лет на олимпиадах по программированию побеждаем, а? (Международная олимпиада по информатике  2023, 2021, 2020, 2019, 2016, 2013, 2011. Российские школьники практически ежегодно входят в топ-5 мира и завоевывают по 3-4 золотые медали из 30-35 возможных).

Дисклемеймер. Мы сейчас не собираем — мы проектируем в голове.  Это упражнение — не в механике, а в инженерном мышлении: как думать, когда ресурсов ноль, а задача есть. В условиях дефицита инженер перестаёт думать деталями и начинает думать процессами.

Итак, сидели, сидели и поняли что:

В качестве материала можно использовать...

Хлеб. Да ладно! А как же его состояние? Он же такой мягкий. А вы видели как он засыхает и становится черствым? Давайте посмотрим что могут делать заключённые из хлеба:

Хлеб является одним из основных строительных материалов для заключенного. Из него изготовляют духовые ружья, игры (нарды, шахматы, шашки, игральные кости), четки, полочки, пепельницы, подставки, клей. Используют обычно белый (пшеничный) хлеб низкого качества, из муки второго или третьего сорта. Для изготовления различных поделок из хлеба есть два способа — быстрый, но менее качественный, и медленный, но надежный. В первом случае хлебный мякиш смешивают с сахаром и разминают 1–2 часа (в отсутствие сахара это занимает 5–6 часов). Чтобы получить наиболее качественные и твердые изделия пользуются вторым способом: хлебный мякиш заливается (желательно сразу с сахаром) небольшим количеством кипятка и хранится в таком виде от нескольких часов до нескольких дней, пока хлеб не начнет киснуть. Взято отсюда.

Ручки от зубных щеток. Хороший ABS пластик. А почему нет? Можно делать термическую обработку и делать фурнитуру. Тоже пойдёт. Вместо зубчатого ремня GT2 мы могли бы наверное использовать нитки скрученные в несколько слоев.

Пусть это будет каркас.

Далее у нас по списку приводы.

Где взять шаговые двигатели? Простым гуглением узнаем что в тюрьме разрешены аккумуляторные бритвенные машинки. Что из них могут делать в тюрьме? Например это.

Это машинка для нанесения тату. А мы то думали как они там себе все это дело делают и все «синие» выходят.

Например, рассмотрим BaByliss PRO FXFS2GSE. Это мощное, тихое и эффективное устройство, которое использует компактный и надежный двигатель для обеспечения высокой скорости вращения ножей. Аккумулятор тут – это NiMH батарея, которая обеспечивает до 3 часов автономной работы.  Берём DS - моторчик и аккумулятор. Так же медяху для тапания по экрану.

И самоё сложное - это где взять «мозг». Где же нам взять «мозг»? Судя по фильму этот Майкл как‑то умудрялся доставать всякую дичь через охранников и других заключённых. Чем мы хуже? Мы тоже можем достать микруху, тем более, она маленькая и незаметная. Кажется, не так сложно и протащить. Ардуинка тут на самом деле ни к чему а именно что то поменьше. Предположим нам её уже кто‑то прошил и знает какие инструкции она должна выполнять. Реально? А почему бы и нет

Я понимаю, что это все выглядит на грани фантастики. И это устройство конечно потребовало бы значительных усилий и бесконечных тестов — но как вариант почему нам не дать несколько процентов для возможности реализации данного устройства?

Спасибо что прочитали. Сегодня январь и не хотелось мучить читателей какими-то сложными мануалами. Я написал все это, чтобы отвлечь вас от будней суеты и погрузить в некую «квест‑комнату» для инженера.

Пожалуйста, если вас что то задело или кто, то прочитал это все на полном серьезе и решит, что эта статья приносит вред то напишите, пожалуйста, об этом без минуса. Может убрать ее да и все. Это все просто мое воображение которое иногда трудно остановить.

Суть статьи не в том, как что‑то сделать в тюрьме, а как использовать свои обстоятельства по полной. Мысленный эксперимент инженера, загнанного в угол. Ни в коем случае не хочу романтизировать тюрьму — очевидно, что по сей день это не самое лучшее место на земле. Хотелось просто порассуждать в этом направлении и если вы сейчас зависли над какой‑то творческой идеей или вообще никаких идей нет, может стоит выйти из зоны комфорта. Как сказал один блогер — когда ты чуточку голодный, всегда лучше думается.

Всем лучиков добра и ясной погоды — а так же классных хороших выходных. И никогда не попадать «туда» о чем шла речь в этой статье. Берегите себя, инженеры.