Современные прорывные технологии и открытия находятся на стыке различных областей наук. Яркий пример такой конвергенции – природоподобные и биоподобные технологии, которые используют принципы, «подсмотренные» у природы. Такие технологии являются естественными для окружающей среды, могут применяться для решения экологических задач. С их помощью можно решить глобальные проблемы человечества и сделать нашу жизнь комфортнее и безопаснее.
На образовательной программе будут реализованы проекты, стоящие на стыке биотехнологии, экологии, робототехники и искусственного интеллекта.
Все направления проектной образовательной программы «Большие вызовы»
Участники были определены по результатам проведения Всероссийского конкурса научно-технологических проектов 2018-2019 года.
Первый заместитель директора по науке НИЦ «Курчатовский институт», член Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию, кандидат физико-математических наук
Заместитель руководителя комплекса синхротронно-нейтронных исследований по стратегическому развитию НИЦ «Курчатовский институт», член Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию, методист программы «Большие вызовы», кандидат физико-математических наук
Первый заместитель директора по науке НИЦ «Курчатовский институт», член Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию, кандидат физико-математических наук
Инженер-исследователь лаборатории полимерных материалов ККНБИКС-пт Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», кандидат химических наук
Старший научный сотрудник лаборатории нейрокогнитивных технологий и робототехники НИЦ «Курчатовский институт», методист программы «Большие вызовы», кандидат психологических наук
Инженер-исследователь НИЦ «Курчатовский институт», кандидат химических наук
Старший научный сотрудник направления "Прикладная когнитивная психология и нейронаука", научный центр когнитивных исследований, НТУ "Сириус".
Инженер-исследователь НИЦ «Курчатовский институт»
Инженер-исследователь отдела ресурсных Центров НИЦ «Курчатовский институт»
Заведующий лабораторией биосовместимых матриксов и тканевой инженерии НИЦ «Курчатовский Институт», кандидат биологических наук
Научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт»
Заместитель руководителя комплекса синхротронно-нейтронных исследований по стратегическому развитию НИЦ «Курчатовский институт», член Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию, методист программы «Большие вызовы», кандидат физико-математических наук
Аспирант лаборатории нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов и кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова
1. Выявление функций генов с использованием трансгенных модельных животных.
2. Полимеры: от пакета до каркаса живой ткани.
3. Симпатичный, эмоциональный робот (что сделает робота привлекательным для человека?).
Описание проектов
1. Выявление функций генов с использованием трансгенных модельных животных
Руководитель проекта: Усакин Л.А.
Аннотация: генетически-модифицированные лабораторные животные являются одной из основных экспериментальных моделей современной биологии, поскольку они позволяют выявлять механизмы возникновения (патогенеза) различных заболеваний человека и разрабатывать новые методы терапии этих заболеваний. Лабораторные мыши – наиболее популярный модельный объект, поскольку именно на них отработано большинство современных молекулярных технологий, включая методики модификации генома и оценки эффектов изменения активности генов на уровне различных тканей и органов (выявление уникального фенотипа, формирующегося в результате изменения генотипа). Предлагаемый проект включает теоретическое и практическое ознакомление участников со всеми этапами выявления функций отдельных генов с использованием генно-модифицированных животных на примере линии мышей с подавленной активностью гена Agr2.
Разработка проекта: НИЦ «Курчатовский институт».
2. Полимеры: от пакета до каркаса живой ткани
Руководитель проекта: Гомзяк В.И.
Аннотация: разработка технологий создания новых материалов – от упаковочных пленок до имплантируемых биомедицинских материалов специального назначения, требует глубокого понимания структуры и широкого спектра свойств полимеров. В связи с этим в ходе реализации проектов будут решены практические задачи, позволяющие шаг за шагом понять основные законы, описывающие мир полимеров, почувствовать комплекс проблем, решение которых необходимо для изготовления биосовместимых имплантируемых материалов. К завершению проекта знания и умения школьников позволят им создать полимерный прототип каркаса для роста живой ткани. Полученные навыки будут очень полезны для их дальнейшей ориентации в обучении и работе.
Разработка проекта: НИЦ «Курчатовский институт».
3. Симпатичный, эмоциональный робот (что сделает робота привлекательным для человека?)
Руководитель проекта: Зинина А.А.
Аннотация: людям нравятся роботы, они испытывают положительные эмоции от взаимодействия с роботом, даже привязанность. Например, известны анекдотические случаи формирования привязанности к роботу-пылесосу. Однако, как правило, этот эффект быстро угасает при длительном взаимодействии. Роботы оказываются скучными, раздражающими или даже пугающими. Вместе с этим в обществе существует запрос на создание таких роботов-компаньонов, которые смогли бы вызывать у пользователя положительные эмоции, поддерживать длительное эмоциональное взаимодействие. Проект будет направлен на создание именно такого робота, который смог бы поддерживать разговор на типичные для большинства пользователей темы, эмоционально реагировать на высказывания пользователя, использовать жесты и мимику для выражения эмоций. Разработанный робот будет протестирован в эксперименте, в ходе которого будут выявлены ключевые особенности, делающие робота привлекательным для пользователя. В рамках проекта будет изучен вклад различных коммуникативных средств в формирование положительного впечатления от робота, а также выявлены личностные характеристики человека, существенные для формирования симпатии к роботу.
Разработка проекта: НИЦ «Курчатовский институт».
4. Модель электрической рыбы
Руководитель проекта: Малахов Д.Г.
Аннотация: в проекте разрабатывается аналог электрорецептивной системы электрической рыбы и проводятся опыты в естественных и искусственных водоемах. Затрагиваются биологические вопросы строения и поведения животных, а также рассматриваются технические принципы регистрации и обработки слабых электрических сигналов, находящие применение, в частности, при изучении работы головного мозга человека.
Разработка проекта: НИЦ «Курчатовский институт».
5. Разработка нейроинтерфейсного тренажера для тренировки времени реакции на основе контролируемого идеомоторного тренинга
Руководитель проекта: Яковлев Л.В.
Аннотация: учащимся предлагается принять участие в разработке нейроинтерфейсного тренажера, основанного на мысленном представлении движений с целью снижения скорости сенсо-моторной реакции человека. Показано, что при мысленном представлении движений, в ЭЭГ человека наблюдается десинхронизация сенсомоторного ритма, возникающая за счет активации соответствующих отделов коры больших полушарий. Технологии интерфейсов мозг-компьютер (ИМК) позволяют использовать данную реакцию в качестве маркера состояния активации сенсо-моторной коры больших полушарий человека, осуществляя тем самым обратную связь, необходимую для субъективной оценки правильности действий, выполняемых при тренировке. В рамках реализации проекта будет проверена гипотеза об эффективности нейроинтерфейсной тренировки с использованием представления движений на время реакции человека.
Разработка проекта: МГУ им. М.В. Ломоносова (биологический факультет, кафедра физиологии человека и животных, лаборатория нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов).
