xplore - New Automation Award 2015

imPRint
PHoEniX ContaCt GmbH & Co. kG
Flachsmarktstr. 8
D-32825 Blomberg
Germany
idea: klaus Hengsbach (PHoEniX ContaCt), Sebastian Herrmann
Conception: katrin Wiesinger (PHoEniX ContaCt). Sebastian Herrmann
Editors: katrin Wiesinger, Beatriz García Schmidt,
Lena Hilmer (PHoEniX ContaCt), Sebastian Herrmann
Design & Layout: Sebastian Herrmann, Friederike Riechmann
Photographs: Stefan Buckmakowski
Composition: Sebastian Herrmann, Friederike Riechmann
Production & Print: Druckerei Strangfeld, kalletal
translation: anna aytekin (PHoEniX ContaCt)
Printed in Germany 2012
all rights reserved
Roland Bent | Executive Vice President, Phoenix Contact
VORWORT ZUM
5. xplore New Automation Award 2012
xplore new automation award: das ist der titel unseres
technologiewettbewerbs. Schaue ich im englischen Wörterbuch
unter „to explore“ nach, dann fallen mir drei Worte ins auge:
ERkunDEn
ERFoRSCHEn
auFSCHLiESSEn
und genau das sollen die Schüler, Studierenden und auszubildenden beim xplore new automation award machen. Wir wollen ihnen den Raum für kreativität geben, damit sie ihre eigenen
ideen erkunden können, die sie sonst vielleicht nicht beachtet
hätten. Wir wollen ihnen die möglichkeit geben, diese ideen
noch weiter in der tiefe zu erforschen und zu entwickeln.
und wir wollen ihnen einen Schlüssel geben, mit dem sie die tür
zur umsetzung ihrer ideen aufschließen können.
in meiner tätigkeit als Juryvorsitzender des xplore new automation awards habe ich in den letzten Jahren so viele bemerkenswerte Projekte gesehen, die mich immer wieder begeistert
haben.
und ich habe gesehen, wie junge menschen mit der Realisierung
ihrer ideen gewachsen sind und Selbstvertrauen gewonnen haben. Das sind die Erfinder, Forscher und Entdecker von morgen.
und mit ihren Erfindungen werden sie die Welt verändern und
sie mit ihren ideen inspirieren.
ich freue mich schon jetzt auf die Projekte und teams, die wir
beim nächsten Wettbewerb kennenlernen und bewerten dürfen.
PREFACE TO THE
5tH xplore New Automation Award 2012
xplore new automation award: this is the title of our technology competition. if i look into an English dictionary under “to
explore”, three words are eye-catching:
in my position as jury chairman of the xplore new automation
award i saw so many remarkable projects in the last years which
inspired me again and again.
inVEStiGatE
StuDY
DEVELoP
and i saw how young people have grown with their ideas and
have gained self-confidence. these are inventers, researchers
and explorers of tomorrow. and with their innovations they will
change the world and will inspire with their ideas.
and exactly this shall be done by the pupils, students and trainees at the xplore new automation award. We want to give
them space for creativity so that they can investigate their own
ideas which they otherwise would perhaps not have considered.
We want to give them the possibility to study and develop these
ideas even further in its depth. and we want to give them the
key with which they can open the door for implementing their
ideas.
now, i am already looking forward to the projects and teams
which we may get to know and assess at the next competition.
5. xplore New Automation Award 2012
„Erfinder sein kann jeder“
„technikbegeisterung in die Schulen bringen – der Gedanke
stand ganz am anfang“, erinnert sich klaus Hengsbach, der
den „xplore new automation award“ im Jahr 1998 ins Leben
gerufen hat.
„Wir geben jungen menschen die Chance, ihre ideen und Projekte umzusetzen. Jeder kann Erfinder sein, manchmal braucht
man eben nur die richtige unterstützung und einen anlass.“
Jetzt schon zum fünften mal hat Phoenix Contact den xplore
new automation award ausgerichtet. Eröffnet von Cornelia
Pieper, Staatsministerin im auswärtigen amt, konnten im Januar
2011 Studenten, Schüler und auszubildende aus technischen
Bereichen mit ihren ideen zum thema automatisierungstechnik
durchstarten.
Über 100 Projekte kommen aus der ganzen Welt. Die achtköpfige Jury aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden nominiert
anfang 2012 in einem sehr detaillierten Prozess 30 Projekte,
die im Headquarters in Bad Pyrmont vorgestellt werden. Dort
werden die Gewinner ausgelobt, die im gleichen Jahr auf der
Hannover messe vom amtierenden Bundeswirtschaftsminister
Dr. Philipp Rösler erneut geehrt werden.
Dieses Buch zum Wettbewerb 2011/2012 soll einen Einblick
in die Projekte und auch die Stimmung der teilnehmer geben.
nicht nur der Spaß an dem Erfinden, dem tüfteln und dem Bauen steht im Vordergrund. Es ist eine Zusammenkunft von jungen
Experten aus der ganzen Welt. und so wird die Veranstaltung
durch interkulturelle Begegnungen und den austausch zu einem
großen Erlebnis für alle.
Viel Spaß beim Lesen und lassen Sie sich einfach inspirieren!
5tH xplore New Automation Award 2012
„Everybody can be an inventor“
“to bring technology motivation into the schools – this idea was
the beginning of all”, remembers klaus Hengsbach who started
the “xplore new automation award” in 1998.
there, the winners are offered a reward and will be honored
again at the Hanover trade fair by Dr. Philipp Rösler, the sitting
Federal minister of Economics.
“We give young people the opportunity to implement their
ideas and projects. Everybody can be an inventor, sometimes
you only need the appropriate support and motive.”
this book regarding the 2011/2012 competition shall give an
impression of the projects and also of the participants´ spirit.
Young people have fun to invent, puzzle over and construct the
inventions and also to meet other young experts from all over
the world. and in this way, the event becomes a great experience for all due to intercultural meetings and the exchange of
ideas.
now, Phoenix Contact has arranged the xplore new automation award for the fifth time already. inaugurated by Cornelia
Pieper, minister of State in the German Federal Foreign office,
students, pupils and trainees from technical areas could take off
with their ideas on automation technology.
over 100 projects come from all over the world. Beginning
2012, the jury of eight from the area of economy, science and
associations nominates 30 projects in a very detailed process,
which are then presented at Phoenix Contact headquarters.
Enjoy reading and get inspired!
INHALTSVERZEICHNIS | TABLE OF CONTENTS
Buildings Category
Wäschewasch-automat | automated Laundry machine
Solarzellenreinigungsroboter | Solar Cell Cleaning Robot
Energiesparende kühlung | Energy-Saving Cooling System
Energiesparende klimaanlage | Energy-Saving air Conditionig System
Education Category
Elektrofahrrad | Electric Bike
Dna | Didactically networked automation
Schwebetransport-modell | model for Suspended transport
intelligente aufladestation | Smart Charging Pile
training Panel
Environment Category
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
Photovoltaik Ladestation | Photovoltaic Power Plant
Flugdrachen Wind-Generator | kite-Based Wind Generator
El Quadro
Vogelscheuche | Scarecrow
34
36
38
40
meerwasserentsalzung | Desalination of Seawater
the Emocity Project
Flaschen-Sortier-System | Bottle Sorting System
42
44
46
Factory Category
auswerten von messdaten | Evaluation of measuring Data
Ferngesteuerte Daten-akquise | Remote Data acquistion
automatische montage | automated assembly
Palettieranlage | Palletizing System
Link-a-Lot
mini CnC machine
Selektiver montageprozess | Selective assembly Process
Recreation Category
automatisierter kickertisch | automated Soccer table
Pastablitz
Cocktail-maschine | Cocktailmachine
Vier Gewinnt | „Connect Four“ Game
Wäschefalt-maschine | Clothes Folding machine
Jonglier-maschine | Juggling machine
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
Safety
Passive House Green House
Green Buildings
Low Energy
air Conditioning
Solar Panels
Human machine interface
Eine Fernbedienung für ein ganzes Haus?
Was in alten Filmen noch eine Zukunftsvision war, ist heute schon auf vielen
Gebieten so normal, dass es uns kaum
noch auffällt. Doch hier gibt es einige neue
Entwicklungen, die man wirklich nur in der
Fiktion vermuten würde.
Laundry machine
Cooling System
a remote control for a whole house?
What has been a future vision in old
movies has become so normal in many
areas today that hardly anybody notices it
anymore. However, there are some new
developments which you actually would
only expect in fiction.
WÄSCHEWASCH-AUTOMAT | AUTOMATED LAUNDRY MACHINE
1
avans | Hertogenbosch/netherlands
Ein völlig automatisches Haus – eine Vorstellung wie aus einem Film. Das niederländische team wollte mit seinem
Projekt zeigen, dass die automatisierung eines ganzen Hauses möglich ist. Zu diesem Zweck konstruierte es ein Hmi
(Human machine interface). Zur Demonstration des Hmi entwickelte es den Wäschewasch-automaten, der die Wäsche
transportiert, sortiert, lagert und wäscht.
Für gewöhnlich steuern Hausautomatisierungssysteme lediglich die automation für einen bestimmten teil oder ein bestimmtes Gerät eines Hauses, doch mit dem Hmi ist eine vollständige automation möglich. Das interface wurde speziell
für Leute ohne technisches Fachwissen erdacht und konstruiert, was eine großräumige Vermarktung möglich macht.
A completely automated house – an imagination like a scene from a movie. The Dutch team wanted to show with its project
that the automation of a whole house is possible. For this reason, it created a HMI (Human Machine Interface). A laundry
machine which transports, separates, stores and washes the laundry was developed in order to demonstrate the HMI.
Normally, house automating systems only control the automation of a certain part or certain device of a house, but with the
HMI a complete automation is possible. The interface was specially made and developed for people without technical knowledge which offers a large-scale marketing.
12 | Buildings Category
„We think we created a great prototype that is full of new
techniques and innovations.
We are very proud of what we accomplished!“
Kevin Hoos
SOLARZELLENREINIGUNGSROBOTER | SOLAR CELL CLEANING ROBOT
2
HaRman Becker automotive Division | Straubing/Germany
Solar- und Photovoltaikanlagen sieht man mittlerweile immer öfter auf den Dächern von Gebäuden. Damit sie auch
effektiv die Sonnenstrahlung nutzen können, sollten sie so sauber wie möglich sein – und da kommt unser zweiköpfiges
Studententeam aus Bayern ins Spiel.
Diese haben nämlich einen automatischen Solarzellenreinigungsroboter konstruiert. Dieser bewegt sich selbständig auf
den Solarpanels. Er erkennt Fugen, Hindernisse und den Rand der Fläche. Bei unebenheiten positioniert er sich solange
neu bis all seine Saugfüße auf einer glatten oberfläche stabil stehen. außerdem weiß er, wann sein akkustand niedrig ist
und bewegt sich dann automatisch zur Ladestation, die an der kompletten unteren kante der Solarfläche angebracht ist.
ist er aufgeladen, nimmt er seine arbeit wieder auf.
By now, solar and photovoltaic systems can be seen increasingly often on building roofs. They should be as clean as possible in
order to be able to effectively use solar radiation – and here, our team of two students from Bavaria, Germany
comes into play.
They namely have constructed an automated solar cell cleaning robot. It moves independently on the solar panels. It spots
joints, obstacles and the borders of the surface. In case of unevenness it positions itself as long in a new way as its suction feet
stand stable on a flat surface. Furthermore, it knows when its battery is low and then automatically moves to the charging
station which is mounted under the complete edge of the solar surface. When it is recharged, it begins to work again.
14 | Buildings Category
„The software programming was a real challenge.
We made a print-out of our code and measured it –
it’s over ten meters long!“
Markus Karl
ENERGIESPARENDE KÜHLUNG | ENERGY-SAVING COOLING SYSTEM
Shanghai University of Electric Power & University of Shanghai for Science and Technology | Shanghai/China
3
Gemeinsam in eine umweltbewusstere Zukunft - Studenten zweier Universitäten beschlossen, ihre Kräfte zu vereinen
und arbeiteten gemeinsam an einer energiesparenden Lösung. Das Team der Universitäten Shanghai University of Electric Power und University of Shanghai for Science and Technology in China hat sich mit der Entwicklung einer energieeffizienten Kühlungsmethode beschäftigt.
Mithilfe von Kontroll-Algorithmen wird die optimale Anzahl von Klimaanlagen in großen Gebäuden berechnet. Es werden hier zudem vermehrt Kühltürme eingesetzt, so dass weniger Klimaanlagen benötigt werden. So wird die Energie
optimal genutzt.
Together to an environmentally aware future – students of two universities decided to unite their powers and jointly worked on
an energy-saving solution. The team of the Shanghai University of Electric Power and the University of Shanghai for Science
and Technology in China has engaged in the development of an energy-saving cooling system.
By means of control algorithms, the ideal number of air conditioning systems in big buildings is calculated. In addition, cooling
towers are increasingly used so that less air conditioning systems are required. In this way, a lot of energy is saved and, at the
same time, it is guaranteed that the used energy is optimally applied.
16 | Buildings Category
„The teamwork was very, very important in our project.
Every team member is specialized in a certain aspect, and it was
crucial to cooperate with each other.“
Li Zhin
ENERGIESPARENDE KLIMAANLAGE | ENERGY-SAVING AIR CONDITIONING SYSTEM
Sanjiang university | nanjing/China
klimaanlagen sind in Regionen mit hohen temperaturen unerlässlich. allerdings ziehen sie auch viel Strom. Das dreiköpfige team aus nanjing, China, hat sich dazu so seine Gedanken gemacht. Ergebnis: ein automatisiertes System für
Supermärkte, das flexibel und schnell den idealen klimatisierungszustand erzeugen kann.
und das funktioniert so: per Bildverarbeitung erkennt das System, wie viele Personen sich in dem Gebäude aufhalten.
abhängig davon werden die temperaturen in den jeweiligen abteilungen automatisch reguliert. Die mitarbeiter können die klimatisierung über ein touch-Panel manuell steuern. Dadurch kann zum Beispiel die Fleischabteilung gezielt
kälter eingestellt werden. Die Energie wird damit immer sparsam genutzt.
Air conditioning systems are essential in regions with high temperatures. However, they consume a lot of energy. The team of
three from Nanjing, China thought about that. Result: An automated system for supermarkets which can flexibly and quickly
produce the ideal air conditioning state.
And this functions in this way: Via image processing, the system notices how many persons are in the building. In dependence
of that, the temperature is automatically regulated in the respective departments. The employees can manually control the
temperature via a touch panel. Thus, for example, the meat department can be adjusted in a colder way. The energy is always
used in a cost-saving way.
18 | Buildings Category
„Our project is now for supermarkets, but in future,
we would like to use it in any kinds of public buildings
such as airports, stations and shopping malls.“
Lin Xin
Suspended transport
E-Bike
Didactics
Students
university
State-of-the-art
an konkreten modellen arbeiten – das ist
eine der wirkungsvollsten Lernmethoden.
Einige teams haben sich darauf konzentriert und modelle entwickelt, mit deren
Hilfe Schüler und Studenten automatisierungstechnik praktisch erfahren und
anwenden können.
Hands-on teaching
Smart Charging Pile
Wiring
Programming
Working on practical models – this is one
of the most effective learning methods.
Some teams have concentrated on that
and developed models with which pupils
and students can practically experience
the automation technology.
ELEKTROFAHRRAD | ELECTRIC BIKE
1
Central Dauphin Senior High School | Harrisburg/uSa
E-Bikes gibt es schon länger, aber das Elektrorad des amerikanischen teams aus Harrisburg bietet noch einen mehrwert: der Strom, den es nutzt, wird mit Solarenergie erzeugt.
in der solarbetriebenen Ladestation ist eine nanoline-Steuerung integriert. Diese überwacht den Ladevorgang des
Fahrrads und sendet ein Signal an das Handy des Besitzers, sobald die akkus aufgeladen sind.
E-bikes have already existed for some time, but the electric bike of the American team from Harrisburg still provides an added
value: the electricity which it uses is generated by solar energy.
A Nanoline control system is integrated in the solar-powered charging station. It monitors the charging process of the bike and
sends a signal to the mobile phone of the owner as soon as the batteries are recharged.
22 | Education Category
„For us, this trip to Germany was very exciting and
an excellent opportunity to see more of the world –
and especially the world of automation.“
Mike Ragan
DNA | DIDACTICALLY NETWORKED AUTOMATION
2
BBS 2 Wolfsburg | Wolfsburg/Germany
Vielseitig vernetztes Lernen leicht gemacht - das team der BBS 2 Wolfsburg entwickelte das Projekt Dna (Didactically networked automation), um Schülern und Studenten einen interaktiven und verständlichen Einblick in die
automatisierungstechnologie zu geben.
Das System setzt sich aus der E-Learning Plattform moodle und einer trainingsstation zusammen. Die Schüler und
Studenten können hier erworbenes Wissen praktisch umsetzen. Die trainingsstation soll hochkomplexe Systeme
einfach erklären, um ein globales Verständnis für grundlegende Elektronik zu geben.
Multi-networked learning is made easy – the team of the BBS 2 Wolfsburg developed the project DNA (Didactically Networked
Automation) to provide pupils and students with an interactive and understandable insight into the automation technology.
The system consists of the e-learning platform Moodle and a training station. Here, the pupils and students can practically
implement their acquired knowledge. The training station shall easily explain highly complex systems in order to give a global
understanding of basic electronics.
24 | Education Category
„This project is meant to combine theoretical and practical
approaches, so that our students may gain a basic grasp of
technology in general and automation technology in particular.“
David Filusch
SCHWEBETRANSPORT-MODELL | MODEL FOR SUSPENDED TRANSPORT
university of Warmia and mazury in olsztyn | olsztyn/Poland
3
in der industrie müssen oft große teile schnell von von einem ort zum anderen transportiert werden transportiert
werden – dafür wird der so genannte Schwebetransport genutzt. mittels eines Schienensystems, das an der Decke
angebracht ist, können schwere Bauteile an ketten in großen Produktionshallen an den gewünschten ort gebracht
werden.
Das arbeiten an einem solchen Schwebetransport muss natürlich gelernt werden. aus diesem Grund hat das polnische team eine automatisierte Schwebetransportstation entwickelt, die gleichzeitig zu aus- und Weiterbildungszwecken genutzt werden kann. an dieser Station können Schüler und Studenten aktiv aspekte der automatisierung
kennenlernen und praktische Erfahrungen sammeln.
In the industry, big parts must often be transported quickly from A to B – for this, the so-called suspended transport is used.
Using a rail system which is mounted at the ceiling, heavy components on chains can be brought to the required place in big
production halls.
Of course, working at such a suspended transport must be learned. For this reason, the Polish team developed an automated
suspended transport station which, at the same time, can also be used for training and further training purposes. At this station, pupils and students can actively learn aspects of the automation and can gain practical experience.
26 | Education Category
„The project will stay in the classroom at our chair of mechatronics. It will be used in practical lessons. Our object was to create
an open model, so that in the future, students can build the other
modules.“
Wojciech Wisniewski
INTELLIGENTE AUFLADESTATION | SMART CHARGING PILE
university of Electronic Science and technology of China | ChengDu/China
Haben Sie sich schon mal mit ihrem auto unterhalten? nein? Dann wird es Zeit. mit dem Human machine interface
der vier Studenten aus China ist das möglich. man schließt es an sein E-Fahrzeug an und kann erfahren, wie der Ladestand ist. Gleichzeitig kann man direkt über die kreditkarte das auto wieder aufladen lassen. So macht tanken Spaß
– schnell und sauber!
Have you ever talked to your car, haven´t you? Then it is time. It is possible with the human machine interface of the four
students from China. You connect it to an electric vehicle and you will know the charging state. At the same time, you can have
your car charged directly via your credit card. In this way, refueling is fun – quick and clean!
28 | Education Category
„We realized that the world is in a stage where we are running out
of energy sources, all the fossil energy and all the fuel-based kinds
of energy are running out. And we realized that our interest has to
be directed towards other means of transportation.“
Liu Xu
TRAINING PANEL
universidad de oviedo | Gijón/Spain
automatisierung einfach lernen – das war das Ziel des teams der oviedo universität in Gijón, Spanien. Dabei soll das
training Panel helfen. Es simuliert automatisierte Systemabläufe und bildet diese anschaulich ab. Schüler und Studenten
können die technischen Vorgänge beobachten und so praktische Erfahrungen sammeln.
Automation easy to learn – this was the objective of the team from the Oviedo University in Gijón, Spain. To this, the training panel
shall help. It simulated automated system processes and copies them clearly. Pupils and students can watch the technical processes
and thus gain practical experience.
30 | Education Category
„We developed this project because we saw the necessity. We had
a lot of students who really need to touch the real components.
To learn how to wire, not only to program the control but to
implement everything.“
Reyes Poo Arguelles
Energy management
E-mobility
Green technology
Energy Efficiency
Wind Energy
Desertification
Power Saving technologies
Eine kleine Stadt, die komplett durch regenerative Energien ihren Strom gewinnt, ein
kleiner Roboter, der Solaranlagen reinigt
und ein Drachen, der mit der kraft des
Windes Strom erzeugt. Das sind nur einige
der Projekte aus der kategorie umwelt, in
der die Erfindungen dazu gedacht sind, die
umwelt zu schonen, sowie einen sparsamen umgang mit Energie und Ressourcen
zu fördern.
Waste Water
Recycling
Environmental Protection
a small town which completely gains its
electricity through regenerative energy,
a little robot which cleans solar systems
and a kite which generates electricity with
wind power; these are only some projects
from the environment category in which
the innovations are determined to save
the environment as well as to support an
economical use of energy and resources.
PHOTOVOLTAIK-LADESTATION | PHOTOVOLTAIC POWER PLANT
1
BBS 1 mainz | mainz/Deutschland
Radeln mit unterstützung – nein, keine Stützräder, sondern ein kleiner Elektromotor, das bieten die neuen sogenannten Pedelecs. Der Fahrer erzeugt durch das Pedalieren seinen eigenen unterstützenden antrieb – das heißt, Energie
wird nur erzeugt, wenn getrampelt wird.
Das vierköpfige team aus mainz hat eine solarbetriebene Ladestation für diese Pedelecs konstruiert, die gleichzeitig
mit einer Leihstation kombiniert ist. Das Leihen wird unkompliziert per SmS geregelt. auf einem LED-Display kann
der Radler die Energieerzeugung nachverfolgen.
Cycling with support – no, not with support wheels, but with a little electric motor, this is provided by the new so-called Pedelecs.
With the pedaling, the biker produces his own supporting drive – this means that energy is only produced when pedaling.
The team of four from Mainz developed a solar-powered charging station for these Pedelecs which, at the same time, are combined
with a hire station. Lending is managed in an uncomplicated way via SMS. The biker can watch the energy generation on a LED
display.
34 | Environment Category
„All four team members are electronics engineers, so the
mechanical aspect proved to be rather difficult for us.
We had to use a lot of vacation time to get it all done.“
Jens Voggeneder
FLUGDRACHEN WIND-GENERATOR | KITE-BASED WIND GENERATOR
2
Cape Peninsula university of technology | Bellville/South africa
kleine fliegende Energieerzeuger könnte man sie nennen. Das team aus Südafrika setzt auf Windenergie, aber nicht
wie erwartet und bekannt mit Rädern, sondern mit Flugdrachen.
Zwei der Fluggeräte werden so aufeinander abgestimmt, dass sie optimal zum Wind stehen. Sie sind in idealen Positionen, um jeweils die minimale und maximale Energie zu gewinnen. nachhaltig und dazu noch ein beeindruckender
anblick.
You could call them small flying power generators. The team from South Africa relies on wind energy, but not as expected and wellknown with wind turbines, but with kites.
Two of the flying machines are adjusted in a way that they are placed ideally to the wind. They are in perfect positions to respectively win the minimum and maximum energy. It is sustainable and additionally an impressive sight.
36 | Environment Category
„The biggest problem we were having was scaling down the
project. This project is huge and the application is really big.
So it was hard to make it smaller.“
Mondliwethu Everett Mthunzi
EL QUADRO
BB1 mainz | mainz/Germany
Vom Benziner zum E-Fahrzeug - die Schüler der Berufsschule 1 in mainz verwandelten einen Quad in ein Elektrofahrzeug. Der „El Quadro“, wie er liebevoll genannt wird, ist straßentauglich und kann mit einer Geschwindigkeit von rund
50 kilometern pro Stunde eine Strecke von 20 kilometern am Stück zurücklegen.
Das team entfernte bei einem herkömmlichen Quad all die komponenten, die ein Elektrofahrzeug nicht benötigt.
Danach wurde das Gefährt mit automatisierungstechnik versehen. Dank dieser technik erhält der Fahrer während der
Fahrt alle wichtigen informationen, wie die Geschwindigkeit und den Energiestatus. Diese werden über ein Panel, das
am Lenker angebracht ist, übermittelt. aus Sicherheitsgründen können Batterie und motor mittels eines kill-Switches
getrennt werden.
From patrol engines to electrically-powered vehicles - the students of the Berufsschule 1 in Mainz, Germany modified a quad bike
into an electric vehicle. The “El Quadro” as it is fondly called, is roadworthy and can cover a distance of up to 20 kilometers with a
speed of approximately 50 kilometers per hour.
The team had removed all those parts of the quad bike that were not needed for an electrically-powered vehicle. Afterwards, the
quad bike was equipped with automation technology. Thanks to this technology the driver receives all necessary information during
the ride, e.g. speed and energy status, via a panel mounted to the steering wheel. For safety reasons, battery and engine can be
separated by means of a kill switch.
38 | Environment Category
3
„Our biggest problem turned out to be the costs of the project.
Reengineering a quad is quite expensive and we needed many
sponsors.“
Stefan Opitz
VOGELSCHEUCHE | SCARECROW
odesa national maritime academy | odesa/ukraine
Für Flugzeuge kann der Zusammenstoß mit Vögeln sehr gefährlich sein und sogar zum absturz führen.
nur, wie kann man Vögel von Flughäfen fernhalten?
Dazu hatte ein Studententeam aus der ukraine eine idee: die automatische Vogelscheuche.
und die sieht so aus: ein bewegungsfähiges metallgestell in Form eines körpers und mit normaler kleidung steht auf
einem Podest. integriert ist ein Bewegungsmelder. nähert sich ein Vogel, reagiert die Vogelscheuche.
The clash with birds can be very dangerous for planes and even lead to a crash. However, how can you keep away birds from
airports?
With regards to this, the students from the Ukraine had an idea: the automated scarecrow. And it looks like this: A movable bodyshaped metal frame with normal clothes stands on a platform. A motion sensor is implemented.
If a bird comes, the scarecrow reacts.
40 | Environment Category
„We know that projects like ours are used in Europe, in Corea
or in the Netherlands. They are very big, very strong and highly
efficient. Right now, we are not at this level, but we decided to
develop our scarecrow further until it reaches this point.“
Maksym Gerasichev
MEERWASSERENTSALZUNG | DESALINATION OF SEAWATER
technikerschule allgäu | kempten/Germany
trinkwasser ist in vielen teilen der Welt knapp – ein anlass für das team der technikerschule allgäu, sich im Rahmen
des Wettbewerbs mit dem thema zu beschäftigen. Ein ansatz dabei ist die umkehr-osmose. Eine methode, die schon
seit längerer Zeit eingesetzt wird – mit einem unterschied: die Schüler haben erstmals photovoltaische module ohne
Batterien dafür eingesetzt. Für Photovoltaik sprechen zwei einfache Punkte: zum einen ist die Sonneneinstrahlung in
den Gebieten, in denen das trinkwasser knapp ist, oftmals sehr hoch. Zum anderen ist es eine Energiegewinnung, die
die umwelt nicht belastet.
Drinking water is scarce in many parts of the world – a reason for the team of the engineering school in the Allgäu, Germany to deal
with this subject as part of the competition. In this regard, the reverse osmosis is one approach. This is a method which has already
been implemented for a longer time – with one difference: the students have implemented photovoltaic modules without batteries for
the first time. As regards photovoltaics, two simple things are advantageous: On the one hand the solar radiation is often very high
in the areas in which drinking water is scarce and on the other hand it is an energy generation which does not damage the environment.
42 | Environment Category
„The main challenge was to figure out how to build
this machine in an affordable way, so that it may be
put to use in small villages in Africa.“
Carsten Renn
THE EMOCITY PROJECT
David Roentgen Schule neuwied | neuwied/Germany
könnte das die Zukunft sein? Für die Schüler der David-Roentgen-Schule in neuwied ist das vorstellbar. ihr Projekt ist
die modellstadt „emoCity“, bei der sich alles um das thema E-mobilität und erneuerbare Energien dreht.
Von Windrädern bis Biogasanlagen und solarbetriebenen auflade-Stationen für Elektrofahrzeuge, die kleine Stadt ist
komplett. Das modell ist auch Lerngrundlage für Schüler und Studenten. außerdem ermöglicht es ein strategisches
Planen für Städte der Zukunft.
Could it be the future? The students of the David-Roentgen school from Neuwied imagine so. Their project is the model city “emoCity” where everything has to do with e-mobility and renewable energies.
From wind power plants up to biogas plants and solar-powered charging stations for electric cars, the small city is complete.
The model is also the learning basis for pupils and students. Furthermore, it provides a strategic planning for cities of the future.
44 | Environment Category
„One of the greatest challenges of this project was to coordinate
the 50 team members. One group was primarily concerned with
keeping everyone in the loop.“
Christian Baumbach
FLASCHEN-SORTIER-SYSTEM | BOTTLE SORTING SYSTEM
tongji university | Shanghai/China
Flaschen gibt es groß, klein, dick, dünn, aus Plastik oder aus Glas… Damit das Sortieren schneller geht, haben Studenten der tongji universität in China ein automatisches Flaschen-Sortier-System entworfen und konstruiert.
Die anlage kann sechs verschiedene arten von Flaschen erkennen und sortieren. Die Flaschen werden auf einem
Fließband transportiert. Dabei kann das System unterschiedliche informationen erfassen: ist die Flasche aus Plastik,
wie groß ist sie und hat sie vielleicht ein Etikett? So kann jede einzelne Flasche zugeordnet werden und in den
Recycling-kreislauf gebracht werden.
There are big, small, thick and thin bottles made of plastic or glass… Students from the Tongji University in China have designed
and developed an automatic bottle sorting system so that sorting goes faster.
The machine is able to distinguish and sort six different kinds of bottles. The bottles are transported on a conveyor belt. At the same
time, the system gathers different information: Is the bottle made of plastic, how big is it and does it probably have a label?
Thus, every single bottle can be sorted and added to the recycling cycle.
46 | Environment Category
„In China, the recycling is not as well developed as in Germany or
Europe. We want to raise other people’s awareness to contribute
their effort to protect our environment.“
Zhang Xiaoyang
Quality Check
Production
industry
assembly
Data acquisition
in der industrie wird automatisierungstechnik schon seit langer Zeit eingesetzt,
aber natürlich wird auch hier unaufhörlich
an neuen ideen gefeilt.
Viele Projekte in dieser kategorie bieten
vor allem neue Lösungen auf dem Gebiet
der Sicherheit.
Robot
CnC-machine
Data Logging
Speed
Classic automation
in the industry, automation technology
has already been used for a long time, but
also in this area, new ideas are, of course,
continuously being developed.
many projects in this category mainly
provide new solutions in the area of
security.
AUSWERTEN VON MESSDATEN | EVALUATION OF MEASURING DATA
1
Lernia Education | Lund/Sweden
Besonders im medizinischen Bereich gibt es viele anwendungen, die man sich gar nicht wirklich vorstellen kann, wenn
man nicht selber beruflich etwas damit zu tun hat. Ein Beispiel dafür ist die Qualitätsprüfung von injektionsnadeln.
Das war bisher kein automatisierter Vorgang, bis sich das team von Lernia Education aus Schweden gemeinsam mit
dem unternehmen nolek aB dem thema annahmen. im Rahmen des xplore new automation awards haben die
Studenten eine vollautomatisierte anlage entwickelt, die innerhalb von 800 millisekunden 54 nadeln prüft – zum Vergleich: ein Wimpernschlag dauert 100 millisekunden. Fehlerhafte nadeln werden sofort aussortiert.
Many applications, especially in the medical area, can hardly be imagined if you do not have to deal with it in a job-related way.
An example for this is the quality check of injection needles. This has not been an automated process so far.
This was the case until the team of the Lernia Education of Sweden and the company Nolek AB focused on this subject. As part
of the xplore New Automation Award, the students have developed a fully automated system which checks 54 needles within 800
milliseconds – as a comparison: A blink of the eye takes 100 milliseconds. Defective needles are immediately rejected.
50 | Factory Category
„When you produce a car, a CD or even a small beverage can, they
all go through rigorous quality control tests. Not so the needles
that diabetics have to use every day. We wanted to change this!“
Marten Jonsson
FERNGESTEUERTE DATEN-AKQUISE | REMOTE DATA ACQUISITION
2
Baosteel talent Development institute | Shanghai/China
Das Dolly-Car ist zwar klein, hat es aber in sich. Das mini-auto, dass das team des Baosteel talent Development
institutes in China konstruiert hat, kann für die industrie viele aufgaben erledigen. oft ist an großen anlagen wenig
Platz, so dass es an manchen Stellen unmöglich oder auch zu gefährlich ist, Wartungen oder inspektionen durchzuführen. Da kommt das Dolly-Car ins Spiel. Per mobiltelefon ferngesteuert kann man es zum Beispiel Förderbänder
abfahren lassen. Versehen mit einer kleinen kamera und Sensoren, die bei Bränden und Hindernissen Bescheid geben,
kommt es zum Einsatz und fördert so die Sicherheit für die mitarbeiter und einen effizienten inspektionsablauf.
The dolly car is small, but is ready to rock off-road. The mini car which was constructed by the team of the Boasteel Talent Development Institute in China can complete many tasks for the industry. There is often only little space at the installations so that it is
impossible or also too dangerous at some places to execute maintenance works or inspections. Here the dolly car comes into play.
It can, for example, operate a conveyor belt via mobile phone remote control. Equipped with a small camera and sensors which give
information in case of fire and obstacles, it is used and thus supports the security for the employees and an efficient inspection
process.
52 | Factory Category
„Although the implementation of the project has been completed
at the moment, it is still in the laboratory stage and a lot of work
needs to be done to achieve the on-site application.“
Li Yiming
AUTOMATISCHE MONTAGE | AUTOMATED ASSEMBLY
Purdue university | West Lafayette/uSa
Eine Hommage an „Purdue Pete“, das maskottchen der Purdue universität in West Lafayette, ist die Projektarbeit des
teams besagter Hochschule. Die acht Studenten entwickelten eine maschine, die kleine Plastikhämmer herstellt.
Diese sind eine nachahmung des Hammers, den „Purdue Pete“ in seiner Hand hält.
Das Projekt setzt auf moderne Wireless technology. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf dem Datentransfer zwischen
der maschine und dem Schaltschrank. Programmierbare logische Controller, kurz PLC, kommen in dieser anlage zum
Einsatz. Sie sind wichtige Bestandteile in der automatisierten Fertigung.
The project work of the team is a homage to “Purdue Pete” which is the mascot of the Purdue University in West Lafayette. The
eight students developed a machine which produces little plastic hammers. These are a copy of the hammers that “Purdue Pete”
holds in his hands. The project implements modern wireless technology.
Furthermore, the data transfer of machine and control cabinet is focused. Programmable logic controllers, abbreviated as PLC, are
implemented in this installation. They are important components in the automated assembly.
54 | Factory Category
3
„We are going to bring the machine to department events and to
events for promoting automation as well as our university to get
younger students involved into automation technology.“
Jason Wintz
PALETTIERANLAGE | PALLETIZING SYSTEM
Werner-von-Siemens Schule | Frankfurt am main/Germany
Besonders für den industriebereich ist diese Entwicklung von großem nutzen – die automatische Palettieranlage von
drei Studenten aus Frankfurt.
Päckchen in unterschiedlichen Größen kann die anlage auf Paletten laden. auf einem Fließband werden sie zunächst
transportiert und nach Größen sortiert. Über ein zweites Fließband landen sie dann auf der Palette. Zwei Vorteile:
Zeitersparnis und die Rücken der mitarbeiter werden geschont.
This development is of great value, especially for the industrial area – the automated palletizing system of three students from
Frankfurt. The system can load packages of different sizes on pallets. At first, they are transported on a conveyor belt and are sorted
by size. Then they are placed on the pallet via a second conveyor belt.
Two advantages: Saving of time and the backs of the employees are preserved.
56 | Factory Category
„We would love for future students to adopt the palletizing system
and to further develop it.“
Sebastian Aulbach
LINK-A-LOT
Howest | kortrijk/Belgium
Viel verbinden – so ungefähr kann man den namen dieses belgischen Projekts übersetzen.
und was soll sich verbinden lassen?
Daten – in erster Linie sind es messdaten und Statusmeldungen von anlagen, die es fernüberwacht: das Programm
erfasst, verbindet, sammelt und visualisiert Daten in jeglicher Form, sei es als tabelle oder Grafik, um nur zwei möglichkeiten zu nennen. Es organisiert sie und macht sie auf einfache art zugänglich.
Various connections – this is how the name of this Belgian project can roughly be translated. And what shall be connected?
Data – in the first instance the program monitors measuring data and status messages of systems:
The program assesses, connects, collects and visualizes data in every possible form, as table or image, just to mention two.
The data is organized and easily available.
58 | Factory Category
„The main challenge was to get everything done in time.
There’s quite a lot we’ve done and we needed the last
ten minutes to set everything up.“
Niels Tanghe
MINI CNC MACHINE
Secondary Electrotechnical School | kosice/Slovakia
Eine einheitliche Qualität, Zeitersparnis und kosteneffizienz – das sind die drei Vorteile der mini CnC maschine, die
die slowakischen Studenten entwickelt haben.
Die kleine anlage, die von einer computergestützten-numerischen Steuerung (CnC) kontrolliert wird, bohrt Löcher
in Leiterplatten – und das schnell, effizient und vollautomatisch. Leiterplatten sind komponenten, die in vielen technischen Produkten verbaut werden. So ist die Entwicklung der maschine ein großer Schritt für die industrie.
A consistent quality, saving of time and cost efficiency – these are the three advantages of the mini CNC machine which was developed by the Slovakian students.
The little system which is controlled by a computerized numerical control (CNC) drills holes into PCBs – and this is done quickly,
efficiently and in a fully automated way. PCBs are components which are implemented in a lot of technical products. Thus, the development of the machine is a great step for the industry.
60 | Factory Category
„We had a lot of fun working as a team and it was also a great joy
to work on the project and see how it developed.“
Richard Forrai
SELEKTIVER MONTAGEPROZESS | SELECTIVE ASSEMBLY PROCESS
netaji Subhas institute of technology | new Delhi/india
Zufällig auftretende Schwankungen bei materialien, maschinen und messungen können zu einer Qualitätsverschlechterung
des Endprodukts führen. Das Reduzieren dieser Schwankungen kann sehr zeitaufwändig sein, eine vollständige Elimination derselben ist so gut wie unmöglich. Darum hat das indische team den Selektiven Zusammenbauprozess entwickelt.
Dieser bietet die möglichkeit, präzise Zusammenstellungen aus weniger präzise hergestellten Bestandteilen zusammenzubauen. So können auch nicht perfekt hergestellte komponenten noch Verwendung finden. Das team hatte bei der
Entwicklung des Projekts einige Hürden zu überwinden, da sie selber mit genau dem Problem zu kämpfen hatten, das sie
aus der Welt schaffen wollten.
Accidently occurring fluctuations with materials, machines and measurements can lead to a quality deterioration of the end product.
Decreasing these fluctuations can be very time-consuming, a complete elimination of them is almost impossible. For that reason the
Indian team has developed the selective assembly process.
The selective assembly process provides the opportunity to assemble precise combinations from less precisely produced components.
Thus, also not perfectly manufactured components can still be used. The team had to overcome several obstacles with the development of the project because they had to cope with exactly this problem which they wanted to eliminate.
62 | Factory Category
„The main challenge of the project was the programming part.
There was a big learning curve using Phoenix Contact technologies, learning how to use the products, the electronics and
how to do the programming.“
Jitin Luthra
Household Robots
innovation
Games
Creativity
Communication
automated Soccer table
Ein automatischer kickertisch oder eine
Jongliermaschine gefällig? oder wie wäre
es mit einem Cocktail? natürlich automatisch hergestellt!
Der kreativität sind keine Grenzen gesetzt, wenn es darum geht, automatisierten Freizeitspaß zu entwickeln.
Fun
Juggling
music
Cooking application
How about an automated soccer table or
a juggling machine? How about a cocktail?
of course, automatically produced!
there are no limits to your creativity
regarding the development of automated
leisure fun.
AUTOMATISIERTER KICKERTISCH | AUTOMATED SOCCER TABLE
1
Staatliche Gewerbeschule Energietechnik - G 10 | Hamburg/Germany
Schnelle Reaktion, ein gutes auge und kraft in den Händen: dann hat man richtig Spaß beim kickern! aber das geht auch
automatisch. mit dem automatisierten kickertisch haben drei Studenten aus Hamburg ein schon seit langem geplantes
Vorhaben in die tat umgesetzt.
Der besondere kickertisch speichert den Spielstand der verschiedenen Spieler und erstellt Ranglisten. Gespielt wird in
verschiedenen modi, wie dem turnier-modus oder dem Liga-modus. außerdem gibt es einen automatischen Ballaufzug. Fällt ein tor, wird der Ball in ein dafür vorgesehenes körbchen transportiert. Gleichzeitig wird per taster ein neuer
Ball angefordert. Dieser wird freigegeben und in Richtung aufzug transportiert. Sofort kann weiter gespielt werden.
A quick response, a good eye and strength in the hands: Then you will have a lot of fun with playing soccer! However, this also runs
automatically. With the automated soccer table three students from Hamburg/Germany implemented a long-planned project.
The special soccer table stores the scores of the different players and compiles ranking lists. There are different modes to play such
as the tournament mode or the league mode. Furthermore, there is an automated ball elevator system. When a goal is scored, the
ball will be transported into a provided little basket. At the same time, a new ball is requested by a button. It will be released and
transported to the elevator. You can immediately go on with playing.
66 | Recreation Category
„We will definitely continue to work with the automated soccer
table. Our goal is to either market it or to sell the idea.“
Sören Schäfer
PASTABLITZ
2
BBS1 mainz | mainz/Germany
tischlein deck dich… an das märchen erinnert der Pastablitz, der in Windeseile nudeln kocht. Über ein touch-Panel
wählt der „koch“ eine der diversen Saucen aus und kann sich an den gemachten tisch setzen. Sind mal keine nudeln
mehr in der maschine, kann sie ganz einfach wie eine kaffeemaschine wieder befüllt werden.
Das Design des märchenhaften nudelkochers haben die vier Studenten aus mainz, von denen übrigens keiner italiener
ist, komplett selbst entwickelt.
The wishing-table… The “Pastablitz” cooks pasta in lightning-speed and brings the fairy tale to mind. The “cook” selects one of the
various sauces via a touch panel and can sit at the prepared table. In case the machine runs out of noodles, it can be refilled as easy
as a coffee machine.
The design of the fabulous pasta maker was completely self-developed by four students from Mainz, Germany, none of whom are
actually Italians.
68 | Recreation Category
„The cafeteria food in our school isn’t really that great, so we
wanted to create a convincing and fast alternative.“
Silke Heller
COCKTAIL-MASCHINE | COCKTAIL MACHINE
Werner-von-Siemens Schule | Frankfurt am main/Germany
3
Da wird jeder Cocktailmixer grün vor neid – die automatische Cocktail-maschine der vier Studenten aus
Frankfurt am main hat es in sich.
Über ein Webpanel kann der Cocktail-Durstige aus bis zu 16 unterschiedlichen mixturen sein Lieblingsgetränk auswählen – selbstverständlich auch ohne alkohol. Sobald ein Glas an der maschine bereitgestellt wird, wird der Cocktail
gemixt. Der Shaker wird anschließend mit klarem Wasser gereinigt – noch ein Cocktail gefällig?
Every cocktail mixer will be green with envy – the automated cocktail machine of the four students from Germany
is ready to rock off-road.
The cocktail-thirsty person can select his favorite drink out of 16 different mixtures via a web panel – of course also without alcohol.
As soon as the machine is provided with a glass the cocktail will be mixed. Afterwards the shaker will be cleaned with clear water –
What about another cocktail?
70 | Recreation Category
„On our trip to Bad Pyrmont, we were able to meet other teams.
This was very inspiring and motivating.“
Timo Augstein
VIER GEWINNT | „CONNECT FOUR“ GAME
Lessius mechelen - Campus de nayer | St. katelijne Waver/Belgium
„Vier Gewinnt“ – wer kennt das Spiel nicht? Zwei Spieler treten gegeneinander an und müssen mit farbigen Chips eine
Vierer-Reihe bilden. Wer das als Erster schafft, hat gewonnen.
und das Ganze gibt es seit dem xplore new automation award, dank des belgischen Studenten-teams von Lessius
mechelen auch automatisiert. Per knopfdruck werden die Chips automatisch transportiert. Wenn eine Vierer-Reihe
entsteht, stellt das der automat eigenständig fest. Zur Belohnung leuchtet die konsole des Gewinners auf. nach
Spielende räumt die anlage die Chips auf, sortiert sie nach Farben und es kann von vorne losgehen.
“Connect Four” – Who does not know this game? Two players compete and have to form a row of four with colored chips.
The one who does it first wins.
And since the xplore New Automation Award, this also exists in an automated way thanks to the Belgian students’ team of Lessius
Mechelen. The chips are automatically transported by a touch of a button. If a row of four is completed, the system realizes it by
itself. For rewarding, the console of the winner is illuminated. After the end of the game, the machine clears up the chips, sorts them
according to color and you can start again.
72 | Recreation Category
„The PLC programming sometimes kept me awake as I couldn’t
stop thinking of possible solutions.
Even now, after the project has ended, I sometimes think of
features that could have been implemented.“
Dennis Lens
WÄSCHEFALT-MASCHINE | CLOTHES FOLDING MACHINE
WenZhou mechanical & Electrical Engineering College | WenZhou/China
kein lästiges Wäscheaufhängen oder –zusammenfalten mehr! Das erledigt ab jetzt die automatische Wäschefaltmaschine aus China.
Die anlage der Studenten des WenZhou mechanical & Electrical Engineering College kann über Handysignal gesteuert werden. Die frisch gewaschenen, noch nassen kleidungsstücke werden mit einem Bügel auf ein Seil gehängt, was
zum teil draußen ist. Die maschine kann nun per Handy den Befehl bekommen, die Wäsche nach draußen zu fahren.
Sie erkennt aber auch durch Sensoren, ob es regnet und holt die kleidung eigenständig wieder ins Haus. nach dem
trocknen faltet sie die teile automatisch.
No more annoying pegging and folding laundry! As of now the automated clothes folding machine from China will do this.
The machine of the students from the WenZhou Mechanical & Electrical Engineering College can be controlled via a mobile phone
signal. The freshly cleaned and still wet clothes will be hung up with a hanger on a clothes line which is partly outside. The machine
can now receive the order to take the laundry outside. However, it also recognizes via sensors whether it is raining and takes the
clothes inside the house again. After drying, the clothes are automatically folded.
74 | Recreation Category
„In a next step, we will try to make our machine smaller,
so that it fits the limited space of families.“
Qiu Jianzhong
JONGLIER-MASCHINE | JUGGLING MACHINE
Brno university of technology | Brno/Czech Republic
Eine artistische maschine haben fünf tschechische Studenten gebaut – die intelligente, automatische Jongliermaschine
hat zwei arme und kann Bälle werfen und fangen. Ein motor bringt die arme zum Rotieren. Die maschine ist in der
Lage die Geschwindigkeit der Bewegungen so anzupassen, dass das Werfen und Fangen auf jeden Fall funktionieren.
Dabei hilft eine PLC-gesteuerte Bewegungskontrolle und eine Benutzer-interface-technologie.
Five Czech students developed an artistic machine – the intelligent, automated juggling machine has two arms and is able to throw
and catch balls. A motor makes the arms rotating. The machine is able to adjust the speed of the moves in the way that throwing
and catching function definitely. In the process, a PLC controlled motion control and a user interface technology support the system.
76 | Recreation Category
„The goal of the project is to demonstrate a difficult task in an
amusing way. We think we achieved this goal.“
Tomas Marada
Schirmherrschaft | Patronage
auszug aus dem Grußwort zum xplore new automation award 2012:
„als Schirmherrin und Staatsministerin im auswärtigen amt unterstütze ich den xplore new automation award und
würde mich sehr freuen, wenn viele diese besondere Chance wahrnehmen und ihre ideen für eine Realisierung einreichen. Zeigen Sie was in ihnen steckt und verändern Sie die Welt mit ihren ideen!“
Cornelia Pieper
Staatsministerin im auswärtigen amt
und mitglied des Deutschen Bundestages
Excerpt from the statement on the xplore New Automation Award 2012:
“As patroness and minister of state in the Federal Foreign Office, I support the xplore New Automation Award and would love
for many of you to take the opportunity and submit an idea to be realized. Show what you‘re made of and change the world
with your ideas!“
Cornelia Pieper
Minister of State | Federal Foreign Office, Germany
and Member of the German Bundestag
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