Какие научные задачи решают школьники со всего мира в «Сириусе»
Всемирный фестиваль молодежи подошел к концу, но не все его участники разъехались. Около ста лучших школьников из России и других стран остались в «Сириусе» на программу «Глобальные большие вызовы», чтобы по ее итогам представить первые в своей жизни проекты такого уровня. Ведущие отечественные компании и корпорации предложили межнациональным командам подумать над решениями актуальных задач из разных отраслей, что из этого вышло — в материале «С(Ж».
Отбор на «Глобальные большие вызовы» прошли участники детской образовательной программы, которая длилась неделю во время Всемирного фестиваля молодежи. Шанс получили лучшие из лучших: это 48 ребят из России (представители 31 региона) и 47 гостей из 20 стран, в том числе из Алжира, Боливии, Бразилии, Германии, Египта, Китая, Палестины. Их разделили на проектные команды по нескольким направлениям: «Генетика и биомедицина», «Новые материалы», «Большие данные, искусственный интеллект, финансовые технологии и машинное обучение», «Умный город и безопасность», «Космические технологии» и «Экология и изучение изменений климата». Редакция «С(Ж» выбрала три проекта, перспективам которых позавидовали бы и взрослые.
Радиация в космосе
В направлении «Космические технологии» ребята собирают и тестируют прибор для оценки уровня радиации в космосе. Интересно, что это полностью школьный проект, работу над которым в прошлом году начали участники июльской программы «Большие вызовы». Эстафету подхватили участники «Глобальных больших вызовов», которые намерены довести дело до конца, то есть до запуска в космос. Проект курируют специалисты МГУ и Научно-исследовательского института ядерной физики имени Скобельцына (НИИЯФ МГУ).
«Наша разработка — небольшое по размеру устройство, предназначенное для измерения радиоактивного фона в околоземном пространстве. В первую очередь речь идет о заряженных частицах, электронах и протонах. То есть мы решаем максимально прикладную задачу. И важно, что ребята собирают не прототип, а именно готовый прибор, который и планируется запустить», — рассказывает руководитель проекта и младший научный сотрудник НИИЯФ МГУ Иван Золотарев.
Собранный в «Сириусе» детектор станет частью микроспутника «Альтаир», который в этом году отправится на орбиту вместе с научным спутником «Ионосфера». Прибор будет работать на высоте 550 километров (для сравнения, МКС вращается вокруг Земли на расстоянии около 408 км).
Анна Юхневич
Фото: Евгений Эргардт / Пресс-служба «Сириуса»
На «Больших вызовах» ребята проектировали электронные компоненты и всю механику будущего устройства, а на «Глобальных больших вызовах» они доводят проект до ума: собирают прибор, совершенствуют его конструкцию, проводят испытания.
«Я много лет увлекаюсь робототехникой, и из этого интереса родилась моя любовь к космосу. Я начала заниматься проектной деятельностью в космической сфере у себя в стране и поняла: это то, в чем хочется развиваться. Мне важно быть не только теоретиком, но и разрабатывать спутники, а также конструировать их», — говорит участница проекта 11-классница Анна Юхневич из Узбекистана.
Игры разума
Другая команда занимается большим междисциплинарным проектом «Нейроимпульс». Задача школьников — разработать игру, позволяющую анализировать психоэмоциональное состояние человека. Суть такого развлечения в том, чтобы управлять игровым процессом не кнопками мыши, клавиатуры или контроллера, а исключительно мозговыми волнами, которые считывает электроэнцефалограф. Для этого на голову игроку надевают специальный прибор-обруч с электродами. Как это работает, объясняет руководитель проекта Антон Белокопытов из компании «Нейроботикс», которая работает в области медицинской, образовательной и социальной робототехники.
Участники проекта тестируют нейроигру
Фото: Пресс-служба «Сириуса»
«Сюжет игры может быть таким: нужно заставить распуститься цветок на экране. В программе заложен алгоритм, при котором цветок распускается, только если человек расслаблен. Электроэнцефалограф фиксирует настроение человека и передает на компьютер. Если эмоции соответствуют, игрок добивается поставленной задачи. Такие навыки самоконтроля могут быть полезны людям с повышенной тревожностью. Человек запомнит момент, когда ему удалось расслабиться, поймет, как именно это у него получилось, и в следующий раз в непростой ситуации сможет повторить такой опыт», — рассказывает он.
Ана Клара Гальвао
Фото: Алена Енченко / Пресс-служба «Сириуса»
Это лишь пример сюжета, игры могут быть разными и отличаться для каждой задачи. Например, с помощью такого развлечения можно тренировать концентрацию и внимание, исследовать мозговую активность.
«Я занимаюсь проектами и дома в Бразилии, но в такую тему погружаюсь впервые. Мне нравится программировать, решать подобные задачи, я люблю пробовать новое и всегда быть в движении. Наш проект как раз об этом», — рассказывает бразильянка Ана Клара Гальвао.
В этом проекте ребятам предстоит пройти весь цикл производства продукта: от создания сценария до реализации. Это по-настоящему междисциплинарная разработка. Школьники изучают и физику, и биологию, а также психологию и информатику.
«Мы узнаем много нового о работе мозга, погружаемся в физику и математику, совершенствуемся в программировании. Этот проект позволил мне получить новые знания как раз в этой области. Я уже давно планировал начать изучение языка Python, и тут мне представилась такая возможность. Вообще, моя мечта — связать жизнь с программированием роботов», — поясняет школьник из Алжира Амин Хаму Абдэлла.
Красочные бактерии и рак
Разработать лекарство для онкотерапии — такую смелую задачу решает другая команда «Глобальных больших вызовов» вместе с резидентом Инновационного научно-технологического центра «Сириус» — компанией BIOCAD.
Большие игроки биотехнологического рынка синтезируют десятки и сотни тысяч молекул, а чтобы оценить их эффективность, безопасность и «побочку», необходимы многочисленные тесты. В этом деле удобным инструментом для разработчиков лекарств стала технология Cell Painting. По сути, это высокопроизводительный метод скрининга, используемый в биологических исследованиях для изучения влияния различных соединений на клетки и их функции, а также при разработке лекарств. Как это работает? Специалисты покрывают клетки флуоресцентными красителями, воздействующими на ядро, цитоплазму, органеллы и прочие части этих строительных блоков организма. Такой подход позволяет исследователям отслеживать морфологические изменения клеток, локализацию белков и передачу сигналов в ответ на лечение. Скрининг помогает выявлять кандидатов для будущих лекарств, и благодаря BIOCAD и «Сириусу» школьники получили возможность опробовать новую технологию.
«Для детей открываются новые горизонты: как работа в лаборатории с раковыми линиями, так и поиск, изучение механизмов действия препаратов, применение искусственного интеллекта для обработки результатов. У ребят формируется представление о том, как разрабатываются лекарства в современной науке», — считает руководитель проекта и младший научный сотрудник лаборатории биоаналитики малых молекул BIOCAD Екатерина Литау.
Программа «Глобальные большие вызовы» в Образовательном центре «Сириус» завершится 21 марта.
