«Большие вызовы-2018»: итоги тринадцатого дня
Школьники искали зону мозга, в которой зарождается интерес, разбирали записи электроэнцефалографа, прокладывали курс для корабля в обход айсбергов, решали транспортные задачки при помощи больших данных и программирования, собирались сделать корпус дружелюбного робота из дерева или пластикового ведра и готовились к заключительной предзащите. О самом интересном с каждого направления читайте в нашем материале.
Медицина: атлас мышиного мозга
Подготовленные теоретически и набившие руку в освоении методов участники проекта «Активная архитектура мозга» приступили к серьезному научному эксперименту. Каждый ученик получил полный набор тончайших срезов мозга от 16 мышей. Необходимо было отобрать срезы, соответствующие нужным уровням по анатомическому атласу, и аккуратно переложить их кисточкой в свой планшет. У всех школьников успешно получилось провести иммуногистохимическую реакцию на выбранных плавающих срезах (по 48 срезов на каждого, 240 окрасившихся срезов всего).
Процесс проявки срезов в растворе с хромогеном (специальным органическим красителем) был очень сложным и волнительным: 5 минут, в течении которых клетки, экспрессирующие определенные гены, работа которых характерна для зоны мозга, отвечающей за интерес, на глазах из бесцветных превращались в шоколадно-коричневые. Когда все волнения остались позади, наступила пора работы за микроскопами. Каждому участнику проекта нужно было проанализировать не 48 образцов, а в два раза больше – 96. На каждом срезе мозга – два полушария, следовательно, структур, выбранных для анализа, тоже две. Каждую надо определить с помощью анатомического атласа, сфотографировать, обвести на срезе с помощью мышки в специальной программе и поставить отметку на каждой окрасившейся клетке. Теперь школьники выбрали наиболее гармоничную палитру цветов для столбиков на графиках – для такого количества цветов и четырех экспериментальных групп это непросто.
Уже на следующий день ребята узнают, получатся ли статистически достоверные различия между группами мышей, или уже после возвращения домой понадобится добавлять данные, заочно продолжая анализ микроскопных изображений.
Новые материалы: как выбрать лучший суперконденсатор
Участники проекта «Получение высокопористого углеродного материала и изготовление суперконденсатора с электродами на его основе» создали несколько тестовых ячеек, с которых уже сняли показания. Полученные результаты позволили ребятам определить вольт-фарадную характеристику и провести циклическую вольтамперометрию.
Школьники построили диаграмму, на которой отображены свойства всех видов конденсаторов и тестовых ячеек. Благодаря этому можно легко определить материал, который имеет наилучшие характеристики. Параллельно с подготовкой к презентации и доработкой данных ребята занимаются моделированием машины, которая будет работать на их суперконденсаторе.
Агропромышленные и биотехнологии: подготовка к третьей предзащите
Учащиеся проекта делали презентацию и постер. В команде никто не сидел без дела: кто-то писал текст, кто-то делал презентацию и редактировал изображения, кто-то сидел с графиками и готовил плакат. И все нужно было сделать в четверг, так как 20 июля школьников ждала предзащита. Несмотря на сжатые сроки, ребята работали вместе, и командный дух и приятная атмосфера их не покидала.
Космические технологии: платформа Atlas VR – виртуальный двойник Сочи
Проект «Космический мониторинг изменений социальной инфраструктуры на примере города Сочи» находится на заключительном этапе. В среду ребята программировали и создавали портал, который сейчас полностью завершен. Они сказали, что уже готовы показать презентацию проекта преподавателям. Для сбора дополнительной информации проведена полевая работа. «На земле» воспитанники «Сириуса» с использованием технологий спутниковой навигации отслеживали дорожный трафик, количество отдыхающих и другие данные.
На завершающем этапе школьники проанализировали и структурировали полученную информацию для создания на ее основе онлайн-геопортала. На этом интернет-ресурсе все желающие смогут увидеть результат работы воспитанников «Сириуса» и отследить развитие Сочи за последние 18 лет.
Собранную информацию и результаты анализа участники программы как первые испытатели технологии Atlas VR попробуют структурировать в управляемую презентацию в формате 3D. Предложения и замечания воспитанников «Сириуса» обязательно будут учтены в процессе разработки программного обеспечения.
Atlas VR – платформа для создания виртуальных копий исторических, культурных и географических объектов реального мира. В основе Atlas VR лежит виртуальный мир, воссозданный по актуальным и достоверным космическим данным и полностью копирующий реальный. Виртуальный мир, цифровой двойник Земли, используется для визуального мониторинга изменений, моделирования процессов, управления развитием территорий.
Современная энергетика: повышение эффективности гидроэнергетических объектов
Учащиеся проекта «Повышение надежности системы технического водоснабжения гидроэлектростанции» почти закончили свой проект. В ходе модуля представлен проект, разработанный школьниками под руководством экспертов ПАО «РусГидро». Испытания изготовленной старшеклассниками лабораторной модели помогут найти способы сделать более рентабельной эксплуатацию действующих гидроэнергетических объектов.
Когнитивные исследования: альфа-, бета-, тета-ритмы и VR
Участники проекта по изучению виртуальной реальности закончили экспериментальную часть своего исследования и начали обработку собранных данных. На первом этапе школьники кропотливо очищали четырнадцать записей электроэнцефалографа от помех, чтобы запись адекватно отражала суть эксперимента. Дальше ребята начали работу с данными спектрального анализа. На фоне активности мозга с открытыми и закрытыми глазами они рассматривали срезы по двум средам виртуальной реальности: стрессовой и расслабляющей. Первая представляла собой поездку в тележке по американским горкам, вторая – медитацию под классическую музыку с живописными видами природы.
При своем анализе участники исследования будут обращать внимание на мощности определенных ритмов головного мозга: альфа (связан с расслабленным состоянием бодрствования), бета (отражает высшие когнитивные процессы и фокусирование внимания) и тета (так называемый «сумеречный» ритм, или ритм перехода в сонливость). Проектная команда работает как со схематическими изображениями мозга, на которых цветом программа выделяет области интенсивности каждого ритма, так и с их цифровыми показателями, на основе которых будет строиться статистика. Она поможет ребятам выявить какие-либо принципиальные отличия в работе мозга при погружении в виртуальную реальность.
Арктика и исследование мирового океана: маршрут проложен
Команда проекта по созданию системы мониторинга и прогноза ледовой обстановки в арктических морях по данным спутниковой съемки с помощью своей программы построила первый маршрут. Их система автоматически учитывает и обходит скопления льдов, прокладывая наилучший путь для судна по подготовленным проектной группой картам. В это же время другие ребята вовсю готовятся к итоговой защите: верстают плакаты, делают презентации.
Участники проектной группы по созданию открытой платформы для исследования популяции дельфинов Черного моря доделывают свой сайт, уже сейчас на нем появилась возможность регистрации пользователей, совсем скоро он приобретет итоговый вид. Испытания кораблей снова откладываются из-за пасмурной погоды, но ребята не теряют времени даром: проверяют и совершенствуют герметичность судов и работу высокотехнологичного оборудования.
Умный город и безопасность: пользовательские интерфейсы и подарки от РЖД
Учащиеся направления заканчивают программные части своих сервисов, параллельно работая над пользовательскими интерфейсами сайтов и приложений. Также ребята плодотворно готовятся к итоговой защите проектов, на которой собираются присутствовать высокопоставленные представители компаний-заказчиков. Пока же компании продолжают радовать членов своих проектных команд памятными подарками со своей символикой: ребята, решавшие кейс от РЖД, увезут с собой фирменные сумки для ноутбука, футболки, планеры и подарочные наборы ручек, флешки в виде скоростных поездов.
Большие данные: из точки А в точку Б
В нашей стране каждый день осуществляется доставка продуктов в пункты потребления. Есть склад и конечные пункты. Необходимо решать, сколько продуктов куда везти, каким транспортом и по какому маршруту. Найти какое-то среднее решение для всех возможных вариантов – это классическая транспортная задача на линейное программирование. Просчеты возможных решений на компьютере занимает часы. Поэтому основная цель проекта «Применение оптимального транспорта для анализа изображений» – найти методы, как быстрее решать эти задачи. Участники проекта изучили скорость сходимости различных численных методов по оптимизации, распределенные методы и центр масс. Сейчас школьники познакомились с методами, встречающимися в научной литературе, и теперь занимаются разработкой собственных.
Нанотехнологии: торф для плодородности почвы
Участники, занимающиеся изучением нанопрепаратов гуминовых веществ торфа, на практике тестируют их влияние на плодородность почвы. Семена редиса, базилика, кресс-салата и пшеницы были высажены в разные среды: землю и марлю с использованием либо воды, либо раствора с наночастицами торфа. Теперь идет наблюдение за процессами вегетации этих растений.
Беспилотный транспорт и логистические системы: конструкции почти готовы
Участники проекта «Умное изделие и предиктивная аналитика» начали сборку своего беспилотника. Карбоновые крылья и части фюзеляжа, распечатанные на 3D-принтере, предварительно покрасили в черный и белый цвет, а после полного высыхания приступили к их стыковке с установлением всей необходимой электроники.
В проекте «GOOO DINO JUNIOR» этапы покраски и сборки происходили в обратном порядке. Готовые детали предварительно зашкурили, чтобы краска ложилась как можно более ровным слоем, затем собрали корпус автомобиля, который был окрашен в яркий красный цвет. Готова и ходовая часть будущей модели, к которой уже подключили аккумулятор и двигатель.
Нейротехнологии и природободобные технологии: робот, который поможет учить английский
Несколько вариантов окончательного внешнего вида робота есть у участников проекта «Искусственный агент с эмоциональной речью и жестами». Предлагают применить для изготовления корпуса либо дерево, либо элементы пластикового ведра, либо использовать гиперболоидную конструкцию (такой проект был положен в основу строительства Шуховской башни).
Чат-бот почти дописан, сейчас для него используют русский язык, но в дальнейшем может быть создан аналог на английском. Это позволит использовать искусственного агента в качестве помощника в изучении английского. Учить правилам грамматики он не сможет, зато станет отличным подспорьем в практике разговорной речи.
