В Казахстане в рамках II Саммита талантов для детей и молодёжи состоялся национальный финал Международного конкурса научно-технологических проектов «Большие вызовы». Свои инновационные разработки представили школьники из Казахстана. В этом году конкурс «Большие вызовы» впервые получил международный статус. В проектную работу активно включились школьники из Казахстана. Они представили проекты в передовых направлениях науки и технологий. Среди разработок — система предсказания землетрясений, бионический протез с функцией восстановления мимики, решение для разгрузки транспортных артерий и другие смелые проекты.
Среди участников конкурса — десятиклассница Алина Вахитова. Она представила компактное автономное устройство, которое может спасти жизни в сейсмоопасных регионах. Разработка была реализована в направлении «Передовые производственные технологии». Прибор на базе Arduino способен вовремя предупредить людей о приближающемся землетрясении.
«Я сама была свидетелем землетрясений и видела сильный страх — как среди детей, так и среди взрослых. Сегодня существуют разные приборы для фиксации сейсмической активности, но они есть в основном у чрезвычайных ведомств и научных институтов. Мой прибор предназначен для быстрого информирования людей — например, в школах и детских садах. Он поможет предупредить об опасности и даст время на спокойный выход», — поясняет Алина.
.jpg)
Устройство может отличать обычные городские вибрации — от транспорта или строительных работ — от действительно опасных сейсмических колебаний. Всё благодаря датчику‑акселерометру. Он улавливает вибрации, анализирует их интенсивность и отображает примерные значения магнитуды землетрясений. Система отправляет сигналы на экран и динамик, откуда идёт предупреждение об опасности на разных языках.
Алина протестировала прототип. Для проверки работоспособности устройства школьница использовала специальный электромагнит: он создавал магнитное поле и имитировал вибрацию. На презентацию юная изобретательница привезла уже собранный прототип.
Ещё одна участница конкурса Назима Худайбергенова разработала прототип бионического глаза с камерой. Устройство на основе платформы Raspberry Pi 3 с помощью электромиографического (ЭМГ) датчика может считывать сигналы мышц глаза человека и синхронно повторять его движения. Это позволит заменить неподвижные протезы и вернуть лицу естественную мимику. Кроме того, в устройство внедрена камера, которая записывает видео.
«Существующие трости и классические протезы не полностью решают проблемы людей с потерей зрения. Мой проект предлагает новый подход — протез, имитирующий движение настоящего глаза. Принцип его работы следующий: вокруг глазницы размещаются небольшие электроды, которые считывают активность мышц, управляющих движением глазного яблока. Эти сигналы поступают на встроенный датчик — он оцифровывает полученные данные. Данные передаются на систему управления, которая анализирует особенности мышечной активности конкретного человека. В результате сервомоторы приводят в движение искусственный глаз, воспроизводя естественные движения», — рассказывает автор.
Важная особенность проекта — индивидуальный подход. Мышечная активность у всех разная, поэтому каждый протез должен изготавливаться персонально с учётом особенностей пациента из современных биосовместимых материалов. Протез не вернёт зрение, но способен восстановить естественную мимику лица — а это может кардинально улучшить качество жизни человека.
Сара Курманбекова и Марат Адильжан Дарынулы представили экологический проект — инновационный фильтр для очистки воздуха. В отличие от обычных устройств, он не просто задерживает загрязняющие частицы, а полностью их уничтожает.
Конструкция фильтра представляет собой многослойную систему. Сначала воздух проходит через сетку из полипропилена и графита: она останавливает загрязняющие частицы и регулирует нагрев, за счёт которого они уничтожаются. Затем воздух поступает в защитный керамический слой — он служит первым барьером на пути загрязнений. Следующий этап — HEPA‑фильтр, который улавливает мельчайшие частицы. На финальном этапе дополнительный керамический слой усиливает очистку за счёт каталитического эффекта, что повышает общую эффективность системы.
«Фильтр можно установить на форточке в школе, университете или дома — и тогда в помещение будет поступать действительно свежий и чистый воздух. У нас уже готов прототип, который мы протестировали на практике: установили в помещении датчики температуры, влажности, а также датчики пыли и угарного газа. Сравнив показатели воздуха до и после очистки, мы убедились, что фильтр работает эффективно», — рассказывают авторы проекта.
Айсултан Сарсен и Акжол Кадырхан разработали программно‑аппаратный комплекс для мониторинга сна на основе искусственного интеллекта. Устройство выполнено в виде повязки, которая крепится на голову. Оно создано на базе платформы Arduino и включает датчики ЭЭГ — они играют ключевую роль в изучении сна, — а также функционал для измерения пульса, сердечного ритма и других параметров. С их помощью комплекс определяет фазы сна и выводит данные на дисплей. Затем информация передаётся в чат‑бот, где анализируется с помощью алгоритмов искусственного интеллекта, а на основе результатов анализа пользователь получает персональные рекомендации по улучшению качества сна.
Эксперты из Сириуса и Казахстана, методисты конкурса «Большие вызовы» оценили эти и другие проектные работы школьников. Эксперты обращали внимание на актуальность идей, глубину исследований, реализуемость решений и значимость для общества. Теперь казахстанские участники презентуют свои проекты на федеральной территории «Сириус». Весной здесь состоятся итоговые очные защиты — всего будет представлено около 1300 проектов со всей страны. После защиты определят призёров и победителей. Школьники 7–10‑х классов из их числа в июле будут приглашены на очную программу «Большие вызовы» в Сириус.
Если на конкурсе участники представляют собственные авторские проекты, то на программе они будут работать над задачами от российских компаний. Это очень высокий уровень — действующие задачи и разработки, над которыми прямо сейчас трудятся ведущие российские специалисты. Школьники получат возможность проявить себя, приобрести уникальный опыт и на месяц стать частью настоящей научной команды.
