«Большие вызовы-2018»: итоги первого дня
Хотя официальное открытие проектной программы состоялось только во вторник, уже в понедельник школьники погрузились в работу: они слушали лекции, рассказывали о собственных исследованиях и выбирали проекты, которыми будут заниматься. Наши стажеры-журналисты посетили презентации и написали о самых интересных событиях первого дня.
Агропромышленные и биотехнологии: ПЦР против вредителей и хроматография для поиска лучшего чая
В секции «Агропромышленные технологии и биотехнологии» были представлены проекты на многие темы. В подсекции «Агротехнологии» школьники поучаствуют в поиске технологий переработки ДСП, придумают, как улучшить качество воздуха на свиноферме и как использовать формальдегид в сельском хозяйстве и агропромышленном комплексе. Участники проекта «Определение антиоксидантов в образцах чайного листа методом высокоэффективной жидкостной хроматографии» будут исследовать и характеризовать коллекции культур чая Краснодарского края для определения стратегии их дальнейшей селекции. В подсекции «Биотехнологии» эксперты представили следующие проекты: «Определение антиоксидантов в образцах чайного листа методом высокоэффективной жидкостной хроматографии», «Разработка ПЦР-тест-системы для выявления грибов рода Monilia и исследование их встречаемости в плодовоовощных хозяйствах Краснодарского края», «Анализ влияния условий выращивания микрозелени» (здесь участники на основе изучения физиологических и биохимических данных проростков будут исследовать предпочтительные условия выращивания недельных всходов растений).
Беспилотный транспорт и логистические системы: тележка для покупок на автопилоте
В понедельник, в первый день работы одной из самых больших секций программы, 42 ученика выступили с презентацией своих проектов, ответили на вопросы экспертов и высказали свое видение того, какой вклад они смогут внести в работу направления в ближайшие три недели.
Все создатели проектов опирались на опыт индустрии и уже имеющиеся наработки. Юные исследователи анализировали недостатки существующих систем, приборов, технологий и предлагали свои более дешевые, более эффективные, менее энергозатратные аналоги.
Некоторые проекты напрямую могут повлиять на повседневную жизнь обычных людей. Например, был предложен проект самоуправляющейся тележки грузоподъемностью до 90 кг, которая следует за своим хозяином, способна преодолевать препятствия и даже подниматься по лестнице. Такая тележка могла бы помогать пожилым людям в походах по магазинам. Сочетание социальной направленности проектов и их экономической и научной обоснованности обещает привести к очень плодотворным результатам.
Большие данные, машинное обучение и финансовые технологии
Сегодня в научном клубе Алексей Владимирович Савватеев прочитал участникам проектной смены лекцию «Вокруг формулы Эйлера или два сюжета о многогранниках». Рассказ он начал с актуальной темы –– Чемпионата мира по футболу. Ребята не просто обсудили результаты прошедшего матча, но и провели исследование и узнали, сколько же пятиугольников и шестиугольников заключено в футбольном мяче. Также в рамках данной лекции подробно рассмотрели теорию Эйлера, поверхность без границ и додекаэдр. А уже завтра учащиеся узнают классификацию правильных многогранников.
Когнитивные исследования: «мозг – сложнейшая система во Вселенной»
«Человеческий мозг – сложнейшая система во Вселенной, потенциал которой вряд ли когда-либо будет раскрыт окончательно, но в наших с вами силах сделать реальный шаг навстречу пониманию его тайн», – с такими словами обратилась к участникам направления «Когнитивные исследования» одна из его руководителей, профессор генетики и психологии Юлия Ковас. Возможность качественно исследовать сознание и мозг человека появилась лишь в последние десятилетия, с каждым годом это направление становится все более популярным. В прошлом году на программе «Больших вызовов» проекты когнитивных исследований представляло лишь 8 человек, в этом году направление значительно расширилось – изучать механизмы работы сознания собрались 29 учащихся со всей страны.
Участники смены будут работать над задачами трех направлений: лингвистика, психология и нейрофизиология. Ребятам предстоит разбиться на четыре проектные группы. Одни будут разрабатывать методы изучения пространственных способностей человека, другие – изучать распознавание графического облика слова при чтении и роль шрифта при восприятии. Кому-то предстоит работать с психолингвистическими механизмами создания и восприятия скетча, кто-то будет изучать психические процессы, возникающие при погружении в виртуальную реальность.
Космические технологии: Follow me to space
Сначала школьники рассказали о собственных проектах,которые подавали на заочный этап конкурса. Так, Елизавета Ершова из г. Кстово Нижегородской области сделала проект «Перчатки для космического скафандра». Космонавт достаточно сильно утомляется, так как основную часть работы приходится делать руками, поэтому есть смысл сделать перчатку более удобной. Девушка предлагает разместить на запястье скафандра аппарат, который будет содержать 4-5 катушек с моторчиком. Принцип работы прост: космонавт мысленно подает электрические импульсы – он хочет поднять руку. Контроллер распознает импульсы, и перчатка сама воспроизводит движение. Команда из Оренбургской области придумала систему из роботов (проект “Follow me To Space”), которая бы позволила заменить одного из космонавтов.
Затем руководители представили проекты «Научный эксперимент на Луне на платформе прибора ТЕРМО-ЛР», «Перспективный скафандр с AR-интерфейсом» и другие. После того, как эксперты прослушали всех участников, они начали распределять каждого по проектам, которые были предложены экспертами. Участники заполняли анкеты, которые помогут экспертам понять, чем больше хочет заниматься ребенок.
Нанотехнологии: прозрачный бетон и электроника нового поколения
В направлении, посвященном одному из самых передовых направлений современной науки все началось с краткого представления каждого из участников, рассказавших о своих проектах и научных интересах. Далее руководители проектов представили те темы, над которыми предстоит работать в ближайшие три недели.
Владимир Пшеничнов, руководитель проекта «Создание газового сенсора на основе графена», похвалил достигнутые ребятами результаты, отметил их высокий научный потенциал. Также была отмечена возможность внесения изменений в ход работы проекта со стороны учеников, чтобы максимально раскрыть их исследовательский и творческий потенциал.
Участники проекта «Наномодифицированные бетоны» будут заниматься разработкой гибкого, прозрачного бетона, образцов, обладающих гидрофобными и гидрофильными свойствами, а также попробуют изготовить токопроводящий бетон.
В рамках проекта «Нанопрепараты гуминовых веществ торфа» ребята попытаются решить современные проблемы, опираясь на достижения торфяной науки, успешно развивавшейся в СССР. При этом опыт прошлого будет переосмыслен в русле нанотехнологий.
На стыке физики, химии и математики будет вестись работа в рамках проекта «Создание упорядоченных массивов наноструктур для приборов нового поколения». Решение такой проблемы будет иметь прикладное значение для всей отрасли нанотехнологий.
Нейротехнологии и природоподобные технологии: борьба с опустыниванием и флуоресцентные белки
В этом направлении были предложены очень междисциплинарные проекты. От ребят потребуются и навыки программирования, и знания из области психологии и лингвистики, и умение конструировать 3D-модели. Крайне важное прикладное экологическое значение будут иметь результаты, полученные в проекте «Гидрогель для борьбы с опустыниванием». Ребята будут разрабатывать гидрогель, способный удерживать большое количество воды и быстро отдавать влагу в необходимый момент. Кроме того, он должен быть устойчивым ко внешним воздействиям.
А еще ученики попробуют создать робота, копирующего человеческие жесты, связанные с такими эмоциями как стыд, восторг, удивление. В рамках проекта «Искусственный агент с эмоциональной речью и жестами» робота также научат поддерживать несложный диалог с человеком.
Открытые еще в XX веке флуоресцентные белки по-прежнему не теряют своего научного значения. С их помощью можно наблюдать процессы, происходящие в живой клетке, изучать жизнедеятельность отдельных органов, тканей и патологий в них. Этим и займутся ребята в проекте «Изучение флуоресцентных белков, используемых для визуализации биологических процессов в клетке».
Новые материалы: очищаем бумагу перекисью, работаем с нефтью и бетоном
Работа данного направления включает в себя огромную исследовательскую базу. Каждый выступающий представлял эксперименты, над которым трудился несколько недель. Создатели проектов работали с такими материалами, как нефть, стекло, пластик, медь. Так одна из участниц продемонстрировала метод очищения бумаги с помощью перекиси водорода. Этот способ оказался очень простым и доступным для домашнего использования. Завтра ребята узнают, какой проектной деятельностью они будут заниматься в течение смены.
Освоение Арктики и мирового океана: море задач и океан амбициозных решений
Морская отрасль – одна из основ мировой экономики. Морской транспорт, морская добыча полезных ископаемых, биологические ресурсы океана, освоение Арктики – происходящие в этих сферах технологические изменения открывают для российских компаний и научных центров уникальную возможность занять ведущие позиции. Перед участниками проектной смены «Большие вызовы» стоят по-настоящему глобальные задачи отрасли. Ребятам предстоит работать с проблемами роботизации судоходства, усовершенствования и интеграции традиционных и цифровых средств навигации.
Проекты, которые были предложены участникам, включают в себя 3D-проектирование судна на подводных крыльях, специально приспособленного для акватории Черного моря, создание системы мониторинга и прогноза ледовой обстановки в арктических морях, которая автоматизировала бы процесс сбора спутниковых данных и построения ледовых карт. Следующий проект по созданию беспилотной и энергонезависимой системы мониторинга мирового океана в будущем может позволить значительно увеличить площадь и интенсивность исследований, оставив при этом ученых «на берегу». Другая проектная команда будет работать над созданием открытой платформы для исследования популяции китообразных. Также участникам предлагается усовершенствовать секстант – прибор для получения координат в открытом море, который за последние десятилетия устарел.
Персонализированная и прогностическая медицина: архитектура мозга и CRISPR
Сегодня 37 участников секции выступили с презентацией своих проектов и ответили на вопросы экспертов. У каждого было 2 минуты, чтобы раскрыть тему работы. После ребят со своими проектами выступили эксперты, на их выступление было выделено 5 минут. Эксперты презентовали семь проектов: «Создание тест-системы для определения генетической предрасположенности к различным видам спорта», «Редактирование генома с использованием CRISPR/Cas9 системы», «Разработка технологической платформы получения рекомбинантный антител на основе бицистронных векторов», «Активная архитектура мозга», «Обновление мозга», «Поиск механизмов защиты CRISPR-Cas иммунитета бактерий», «Микрофлора ротовой полости: связь с гигиеной и профилем питания».
Особое внимание уделяли желаниям детей. Поэтому каждому из них были даны листки с названиями проектов, на которых они должны были отметить по шкале от 1 до 5 баллов свою заинтересованность. Все дети прошли по своему первому приоритету и почти в равном количестве разделились между проектами.
Умный город будущего и безопасность: счетчики, коммуникации, блокчейн и виртуальная реальность наших городов
Концепция «Умный город» предполагает создание удобной, доступной, персонифицированной и безопасной виртуальной среды для жителя современного города. Правительство Москвы подготовило проект по реализации этих принципов в городской среде столицы к 2030 году. Участникам направления предстоит проработать пути решения конкретных проблем, встающих на пути достижения этой цели. Ребята в ходе проектной работы ответят на следующие насущные вопросы: как человеку получить актуальную именно для него информацию, как сократить время на передачу показаний счетчиков и какие алгоритмы использовать специалистам для прогнозирования возможных заболеваний и предотвращения их развития внутри города.
Помимо этого, на выбор для участников смены были предложены кейсы от партнеров направления. Ребятам предстоит предложить новые сервисные решения для внутреннего взаимодействия и управления сотрудниками компании «Российские железные дороги» и разработать сервисную программу, чтобы сделать банковские системы менее уязвимыми. Также проектные команды будут работать над анализом данных социальных сетей для оператора сотовой связи «Мегафон» и создавать «Аудиомаски», фильтры, изменяющие голос, – инновационное решение для сервиса историй Вконтакте.
Современная энергетика: энергосберегающие дома в Арктике и поиск обрывов ЛЭП
«Не каждый знает, что большая часть энергии уходит на охлаждение систем приборов, поэтому я создал свой проект и придумал систему охлаждения», –– такими словами начал свою презентацию учащийся по направлению «Современная энергетика». Всего в каждом проекте этого направления будут задействованы до 8 человек.
Первый проект, о котором рассказал руководитель программы, посвящен созданию жилого комплекса для арктической зоны России. Руководитель рассказал, что тема изначально должна была стать сюрпризом для учащихся. «Начнем с риторического вопроса: почему Арктика так важна? Есть три позиции, которые я бы сюда определил в порядке важности, мне интересно, что вы думаете».
Ребята начали высказывать свои мнения, после чего эксперт заключил, что он с практической точки зрения согласен со всеми. Главным вопросом стал вопрос энергоснабжения. Второй по важности момент – это ресурсы. Их в Арктике много. Третий фактор –– это Северный морской путь. Надо продумать, как обеспечивать энергией жилой комплекс. Это очень важно, ведь значение Северного морского пути и ресурсов Арктики для нашей страны трудно переоценить.
Следующий проект назывался «Система светоограждения высоковольтной ЛЭП с емкостным отбором мощности». За этим названием скрывается борьба с частым и очень неприятным явлением. Допустим, случилась аварийная ситуация, на провода намерзло много снега, они оборвались, и ЛЭП перестала работать. Если провода тянутся на 10-15 километров, то замена выливается в приличную сумму, особенно если это глухая деревня. Система мониторинга помогла бы отследить повреждения и избежать потерь энергии и, соответственно, денег.
