Десять школьников 10 и 11 классов из Томска, Ставрополя, Нижнего Новгорода, Королева, Борисоглебска, Екатеринбурга, Тюмени, Иркутска и Сыктывкара вернулись из стажировки в индийском институте IIT Delhi, организованной в рамках сотрудничества в образовательной сфере и культурного обмена между Индией и Россией.
В течение недели на официальной странице «Сириуса» в сети «ВКонтакте» мы сообщали о том, как у десяти наших стажеров в Индии продвигается исследовательская деятельность и подготовка к защите проектов в IIT Delhi. Ребята уже вернулись в Россию и рассказали о каждом из пяти направлений, отвечающих «Большим вызовам» – глобальным проблемам, стоящим сегодня перед всеми странами мира.
Над системой прогнозирования геомагнитных бурь и области их распространения в команде с индийскими стажерами работали две российских школьницы: Екатерина Ившина и Екатерина Иванцова.
«Геомагнитные бури влияют на физические (GPS, ГЛОНАСС) и биологические (люди, животные) системы. По статистике, 70% инфарктов, инсультов и гипертонических кризов приходится на время геомагнитных бурь. Проблем гораздо больше, чем кажется. Среди них можно выделить нарушения систем связи и навигации космических кораблей. Может быть нанесен ущерб электрическим сетям и спутникам на околоземной орбите, могут появиться ошибки в системах позиционирования», – объясняют стажеры.
Именно поэтому появление геомагнитных бурь и областей их распространения на Земле важно вовремя прогнозировать. Для этого ребята разработали математическую модель, основанную на машинном обучении, которую можно тестировать с помощью эмпирических данных космического аппарата GOES. Устройство позволяет предсказывать, где будет следующее взаимодействие солнечной плазмы с магнитным полем Земли.
«Все полученные данные визуализируются на специально разработанном голографическом дисплее», – рассказали стажеры.
В рамках направления «Энергетика» Иван Буздалин и Юлия Булгатова в составе своей команды разработали умную спортивную систему электрогенерирующих публичных тренажеров.
«Окружающая среда страдает из-за обильного использования технологий, увеличивающих загрязнение. В этой связи актуален поиск и создание новых экологичных источников электроэнергии и решение задач здравоохранения», говорится в описательной части проекта.
По сути, проект школьников продолжает идею развития публичных тренажеров, которые в России встречаются повсеместно.
«Они достаточно популярны среди людей всех возрастов. Мы бы хотели популяризировать эту идею и в Индии, а также привнести свой вклад в энергетику», – поделились ребята.
В лаборатории IIT Delhi молодые исследователи работали над созданием прототипа устройства, позволяющего вырабатывать энергию при выполнении различных физических упражнений, а также выводить данные о ней на экран. По словам авторов проекта, произведенную энергию можно накапливать или же использовать сразу, например, для зарядки мобильных телефонов. Особое внимание было уделено и системе мотивации людей: ребята предлагали использовать рейтинговую систему, вывод на отдельный дисплей максимальных значений энергии, произведенной человеком при выполнении упражнений.
Тем временем в рамках направления «Транспорт» команда, участниками которой стали Елизавета Забелина и Артем Баталов, предложила разработать систему повышения безопасности использования двухколесного моторизированного транспорта.
«В Индии очень распространены мопеды и мотоциклы, у которых практически не предусмотрены средства пассивной и активной защиты владельца. Небезопасное вождение двухколесного транспорта может привести к самым нежелательным последствиям», – прокомментировали школьники.
Проект, суть которого заключалась в установке системы контроля за соблюдением правил безопасности водителем транспорта, подразумевал ограничение допустимой скорости посредством разных RFID-ключей и контроль за наличием у водителя шлема (специальный датчик на шлеме определяет, надет ли шлем на голову, и только после этого позволяет двигателю запуститься).
На презентации своего проекта школьники представили модель части рулевой панели со стандартным ключом, RFID-ключом, экраном и джойстиком (новым средством управления). При использовании разных RFID-ключей посредством передвижения джойстика на экран будет выведена разная максимальная развиваемая скорость (при максимальном ускорении).
«И, конечно, мы показали шлем в реальных размерах с закрепленными на нем датчиками. В случае отсутствия у водителя шлема, при подаче имитированного ускорения скорость останется нулевой: двигатель запустить невозможно», – добавили ребята.
Устройство для сбора и переработки скошенной травы на итоговой презентации представили молодые агротехнологи Алиса Долбенева и Диана Шимловская вместе с индийскими сверстниками.
«Индийские фермеры после сбора урожая не отдают сено на корм коровам или на удобрения, а сжигают, потому что не хотят платить работникам за сбор и транспортировку сена. Такой подход приводит к сильному загрязнению воздуха – превышению норм загрязнения до 15 раз», – сообщили ребята.
Команда разработала карт, который сможет ехать за трактором, собирать траву, оставшуюся после сбора урожая, и прессовать ее для начального этапа выделения целлюлозы и силиконов. К слову, это значительно удешевит транспортировку.
«Таким образом, проект поможет индийским фермерам сохранить деньги и поможет kriya labs, так называемым лабораториям «зеленых технологий», с первоначальными этапами выделения из остатков растений целлюлозы для производства посуды, одежды и так далее. На итоговой презентации мы показали прототип карты-компрессора», – сказали участники.
Николай Романов и Эльмира Набиева с остальными участниками научной группы работали в рамках медицинского направления над созданием портативного сепаратора плазмы и разработкой 3D-анализа клеток крови.
Команда представила портативное устройство, позволяющее достаточно быстро отделить плазму от крови, используя технологию microfluid, составляющую основу диагностики заражения крови и части общего анализа.
«Также мы предложили экспертам проект 3D-моделирования эритроцитов. Используя голографический микроскоп института IIT Delhi, мы смогли создать объемные модели эритроцитов, которые затем были напечатаны на 3D-принтере. Эти объекты позволят проанализировать состояние эритроцитов, что делает современный анализ крови более эффективным», – отметили ребята.
Школьники рассказали, что во время исследования их разработка поможет, например, без труда обнаружить анемию у пациента. Для наглядного представления работы устройства ребята подготовили видеопрезентацию, в которой детально показали процесс отделения плазмы от крови под объективом микроскопа.
«В современной медицине подобные устройства, позволяющие быстро определить патологию и, следовательно, своевременно начать лечение, разрабатываются активно», – объясняют ребята. Правда, современная аппаратура для разделения плазмы, применяемая в больницах, является нетранспортабельной и дорогостоящей. А задача молодых исследователей – сделать так, чтобы технологии, за которыми стоит будущее, стали доступны каждому.
