Учащиеся образовательного центра одаренных детей «ТАУ» в Ижевске включились в программу «Сириус.Лето: начни свой проект» со своими уникальными разработками в биоинженерии, ботанике и психологии. Они берутся за работу, до которой пока ни у кого не дошли руки – например, изготовили щитовидную железу на чипе, нашли дешевый субстрат для гидропонных установок и развивают эмоциональный интеллект своих сверстников.
Рассказываем о самых интересных проектах и напоминаем, что до 31 августа школьники 7–11 классов из всех регионов России могут зарегистрироваться для участия в программе и работать над реальными задачами для науки и промышленности.
Еловые шишки против кокосовой коры
В программу «Сириус.Лето» одиннадцатиклассник Иван Ложкин из Воткинска пришел с идеей найти альтернативу кокосовой коры. Этот материал во всем мире используется как сырье для гидропонных установок.
Гидропонный метод – это способ выращивания растений на искусственных средах без почвы. Растение закрепляется и удерживается с помощью субстрата, который сегодня производится из волокон кокоса, который в России не выращивают.
Иван решил попробовать производить субстрат для гидропоники из еловых шишек, которые в больших количествах остаются при заготовке леса и просто утилизируются. Он более влагоемкий, обладает оптимальным рН для большинства культурных растений, содержит фитонциды, которые защищают корневую систему от вредителей и бактерий и дешевле своих аналогов.
«Я рад, что теперь мы имеем новый продукт – дешевый, экологичный и простой в использовании, обладающий высокими техническими характеристиками», – резюмировал Иван .
Участник проекта «Сириус.Лето» открыл и другие способы применения еловых шишек. Из них можно делать фильтры для улавливания и хранения летучих соединений – например, углекислого газа дымовых труб. Можно использовать как биотопливо, а золу после его сжигания – как удобрение. Благодаря хорошей сорбционной способности измельченные еловые шишки могут стать аналогом активированного угля при очистке воды, а также сырьем для его производства.
«Прокачиваем» эмоциональный интеллект с помощью EQ-box
Развитием эмоционального интеллекта подростков заинтересовалась Анастасия Шавкунова, ученица 11-го класса школы №69 Ижевска. На программе «Сириус.Лето» она разработала EQ-box – коробку с инструментами для развития эмоционального интеллекта в игровой форме. За основу Настя взяла теорию эмоционального интеллекта Джона Майера и Питера Саловея.
«Сегодня у моих сверстников много контактов, «друзей» и подписчиков в социальных сетях. Мы общаемся, в основном, посредством текстовых и голосовых сообщений, но при этом теряем способность проявлять эмпатию, осознавать собственные чувства и эмоции», – рассказывает Настя.
Набор рассчитан на 30-дневный курс тренировок. Здесь есть задания на «принятие себя», работу с органами чувств, телом, на проработку личностных качеств и определение жизненных ценностей. Ребят ждут задания на выход из зоны комфорта, переживание эмоций и общение с окружающими людьми.
Методики апробировали среди ста подростков из школ Ижевска в течение месяца. Половина ребят повышала эмоциональный интеллект с помощью видеоуроков из YouTube, а остальные тренировались с EQ-box.
Проводилась входная и выходная диагностика по методикам российского и американского психологов Дмитрия Люсина и Николаса Холла. У ребят, которые занимались по боксу, уровень эмоционального интеллекта в итоге оказался выше, чем у ребят, прошедших уроки в интернете. Юноши и девушки отметили, что теперь лучше понимают чувства окружающих людей, четче слышат собственные эмоции и управляют ими, стали более стрессоустойчивыми и эмпатийными.
В перспективе девушке интересно провести исследования и создать интернет-приложение – дополнительный инструмент к боксу для развития эмоционального интеллекта.
«Щитовидка на чипе» поможет сократить опыты на животных
Удмуртский государственный университет предложил участникам программы «Сириус.Лето» разработать микрофизиологическую систему «Щитовидная железа». Она нужна, чтобы исследовать работу органа и проверять действие лекарств на него без опытов на животных.
Микрофизиологические системы представляют собой биоинженерные устройства, имитирующие работу какого-либо органа или системы органов. Сегодня в мире уже используются МФС органов «первой необходимости» – легкого, мозга. А щитовидки «на чипе» пока не было.
«Щитовидная железа» ижевских школьников представляет собой пластину с электродами, которая обнаруживает вещества электрохимическим методом и передает информацию о химических реакциях на компьютер.
Щитовидка выполняет множество функций, поэтому для их контроля «органу на чипе» нужны несколько разных датчиков. Десятиклассник Григорий Коротков из школы №87 Ижевска разработал и протестировал датчик, который фиксирует расщепление белков до аминокислот ферментами (протеазами). Во время работы над датчиком Григорий нашел его попутное применение – проверка эффективности лекарств.
Ученым важно оценивать, как «Щитовидная железа» поглощает йод и йодиды, и десятиклассник Николай Коротков из школы №87 взялся за создание датчика для их обнаружения и измерения. Сейчас датчик определяет наличие и концентрацию йодида в модельном растворе, а после доработки он сможет искать его, например, в слюне. Также у медиков есть необходимость определять наличие малых доз йодида в моче. Сегодня этот элемент можно увидеть только в средней и крупной концентрации, а высокочувствительная «щитовидка на чипе» будет определять и минимальную концентрацию йодида.
Недостаток всех существующих в мире «органов на чипе» в том, что они одноразовые. Чтобы сделать устройство многоразовым, надо было найти замену расходному материалу – основному его электроду. Семиклассница Елена Моисеева из IT-лицея №24 Ижевска создала тот самый основной электрод – дешевый, износостойкий, чувствительный и, самое главное, легкозаменяемый.
В новом учебном году школьники продолжат совершенствовать разработанные сенсоры. Пока датчики работают отдельно и нельзя одновременно измерить, например, протеолиз и йод.
Справочно:
Программа «Сириус.Лето: начни свой проект» создана Образовательным центром «Сириус» в 2020 году для вовлечения молодежи в научно-исследовательскую работу и технологические проекты. В ней участвуют школьники 7-11 классов, а также студенты до 18 лет, получающие среднее специальное образование. После регистрации юные участники выбирают инженерный, исследовательский или IT-проект.
Задачи, предложенные индустриальными компаниями и научными институтами, соответствуют приоритетам Стратегии научно-технологического развития России: цифровые технологии и искусственный интеллект, экологически чистая и ресурсосберегающая энергетика, персонализированная медицина и высокотехнологичное здравоохранение, рациональное агро- и аквахозяйство, эффективное взаимодействие человека, природы и технологий. С каждой исследовательской командой работают наставники – старшекурсники и аспиранты российских вузов.
Коллективы развивают проекты в течение учебного года, а затем могут представить результаты на всероссийских и международных конкурсах. Лучшие решения партнеры программы внедряют в производство.
