Главная цель июльской образовательной программы – решение школьниками инженерных, технологических, исследовательских практических задач, актуальность которых определена глобальными вызовами, стоящими перед современной цивилизацией, и ответами, сформулированными в связанных с национальной Стратегией научно-технологического развития России.
Участники июльской образовательной программы «Большие вызовы» завершили работу над научными проектами: 400 юных исследователей и изобретателей в течение месяца работали по 12 научным направлениям, курируемым ведущими российскими технологическими компаниями и вузами.
Накануне в Парке науки и искусства состоялась итоговая защита научных разработок школьников: из 83 талантливых проектов для презентации было отобрано 12 – по одному из каждого направления. Оценивали открытия юных исследователей преподаватели, курировавшие образовательную программу, и приглашённые эксперты.
Презентуя свои изобретения, школьники подготовили сообщения о каждом из проектов, удивив экспертов нестандартными подходами и креативными решениями в инженерных, технологических и исследовательских областях, а также ответили на вопросы аудитории о возможностях разработок и перспективах их внедрения в производство. Подробнее о каждом проекте.
Агропромышленные и биотехнологии. Микробный топливный элемент
Микробный топливный элемент — это биотехнологическое устройство, преобразующее энергию химических связей органических веществ в электричество посредством микроорганизмов. В «Сириусе» школьники создали микробный биореактор с анодофильными бактериями, способный напрямую трансформировать отработанную агроорганику в маломощную электрическую энергию.
Когнитивные исследования. Экспериментальное изучение ментального лексикона читающего
Исследования ментального лексикона – одно из важнейших и наиболее активно развивающихся направлений психолингвистики. То, как мы читаем текст, и то, как мы его воспринимаем, – разные вещи. В рамках проекта школьники проводили эксперимент, использующий методику принятия лексического решения. На примере этого эксперимента ребята рассказали об исследованиях, подборке стимульного материала, сборе данных и итогах их обработки для презентации результатов.
Микромир и микроскопия. Защита подлинности документов на наноуровне
Перед школьниками стояла задача разработать метод защиты документов на наноразмерном уровне. Воспитанники «Сириуса» нашли решение, разработав метод защиты ценных бумаг, не имеющий аналогов в мире. Принцип действия прост: на документ наносится специальная метка с хаотично расположенными на ней наночастицами. Те, в свою очередь, по аналогии отпечатков пальцев, образуют индивидуальный рисунок, который невозможно увидеть невооруженным глазом, а тем более подделать.
Бионические роботы и нейроинтерфейсы. Тренажёр Брайля
Согласно исследованиям, из-за сложностей, связанных с изучением языка Брайля – рельефно-точечным тактильным шрифтом – им могут пользоваться примерно 13% слабовидящих и незрячих. При этом шрифт Брайля остается одним из наиболее универсальных способов получения печатной информации среди слабовидящих. Эту проблему школьники решили с помощью интерактивного устройства, призванного упростить изучение брайлевского письма и чтения.
Большие данные. Оптимизация нагрузки сотовой вышки
В рамках направления перед школьниками стояла задача: оптимизировать ресурсы базовой станции с помощью методов машинного обучения. Сегодня вышки сотовой связи или базовых станций, в реальном времени обрабатывают огромное количество запросов от пользователей. Чтобы правильно распределить нагрузку на сеть и аппаратуру, участники проекта написали алгоритм, способный, опираясь на ряд исследованных аспектов, оптимально распределять ресурсы вышки между пользователями.
Нанотехнологии. Химический источник тока
В рамках этого проекта воспитанники «Сириуса» разработали технологию для регенерации веществ в аккумуляторе электромобиля. Школьники предложили заменять в батареях химические вещества на восстановительные. Это может сократить время на заправку электрокара, снизить стоимость его аккумулятора и улучшить экологическую обстановку, считают ребята. По проекту школьников, отработанное содержимое батарейки будут извлекать на заправочной станции и отправлять на завод для переработки.
Новые материалы. Ресурсосберегающая технология переработки вторичных материалов
Разработка и внедрение металлургических технологий, основанных на переработке вторичных ресурсов – необходимое условие улучшения экологического состояния окружающей среды и повышения качества жизни человека. Исследования в этой области помогли школьникам разработать новый вид сырьевого продукта (брикет) для металлургии, железа, полученный в результате выбора условий максимального извлечения железа.
Освоение мирового океана. Моделирование дрейфа плавучих объектов на поверхности моря
Для того чтобы было возможно спрогнозировать поведение того или иного свободно плавающего объекта (айсбергов, пленочных (нефтяные) загрязнении, обломков кораблей или самолетов) на поверхности моря, участники программы «Большие вызовы», определив природу и траекторию движения попавших в море условных объектов, предложили специалистам новую систему расчета их движения.
Персонализированная медицина. Биоцидное покрытие для персональных устройств
Вместе с прогрессом и растет потребность человека в различных «персональных устройствах». Без смартфонов, компьютеров, фитнес-трекеров жизнь человека представить сложно. Но все эти предметы могут стать отличной средой для скопления и развития большого количества микроорганизмов, в том числе и патогенных, уверенны школьники. Поэтому ребята разработали специальное биоцидное покрытие, которое при нанесении на поверхность предмета, сможет обеспечить его владельцу микробиологическую безопасность.
Современная энергетика. Безопасное и компактное хранение водородного топлива
Хранение электроэнергии в виде водородного топлива для гибридного и электрического транспорта, является практически безальтернативным способом запасать электроэнергию в очень больших количествах, делать ее транспортабельной без строительства ЛЭП. В рамках проекта «Безопасное и компактное хранение водородного топлива», школьники подобрали и испытали высокоактивный селективный катализатор обратимого химического связывания водорода (гидрирования толуола).
Беспилотный транспорт и логистические системы. Усовершенствование «Матрешки»
Участники проекта в течение трех недель работали на уменьшенной моделью беспилотной платформы длиной в 80 см, имеющей идентичную «Матрешке» программную и аппаратную начинку. Юные программисты, инженеры-конструкторы совершенствовали техническое «зрение» автомобиля, укомплектовав его разными датчиками для реагирования на плохие погодные условия и аварийные ситуации, а также научили прототип беспилотного автобуса курсировать по заранее установленным маршрутам с препятствиями.
Спутники и пилотируемая космонавтика. Лунный взлетно-посадочный стенд
Лунный взлетно-посадочный стенд призван обеспечить посадку на поверхность Луны экипажа и его возвращение на окололунную орбиту. В рамках проектной космической программы в «Сириусе» школьники продемонстрировали прототип в десять раз уменьшенного настоящего лунного взлетно-посадочного корабля, оборудованного кабиной экипажа, посадочными опорами и подвесом с камерами, с помощью которых планируется управление стендом с рабочего места экипажа.
В течение трехнедельной образовательной программы школьники также посетили более 50 лекций по самым разным темам, представленным на образовательной программе, пообщались с ведущими учеными и общественными деятелями, руководителями крупных компаний и корпораций, получили профессиональную поддержку и экспертизу от представителей ведущих российских вузов, научных центров и технологических компаний.
