«Большие вызовы»: итоги восьмого дня
В четверг школьники учились работать с электроэнцефалографом, делать хроматографию чая и проращивать кресс-салат. Они провели соревнования между дронами, экстрагировали кофеин из чая, анализировали содержание твитов и создавали чат-боты. О том, как прошел очередной день образовательной программы, читайте в этом материале.
Нанотехнологии: наночастицы торфа
Участники проекта «Нанопрепараты гуминовых веществ торфа» накануне получили новую партию материала для опытов. По словам школьницы Полины Филиппович из Мурманска, в последних образцах торфа заметно больше наночастиц, поэтому раствор более мутный.
Сейчас ребята проводят процедуру титрования, применяя кислоту и щелочь, измеряют pH и другие показатели, составляют графики их изменения в различных средах. Проанализировав этот массив данных, можно будет сделать выводы о свойствах торфа и найти им оптимальное практическое применение. Один из существующих вариантов – использование торфа в качестве зеленого удобрения. Это очень актуальное решение, ведь сейчас большинство сельскохозяйственных удобрений синтезируется искусственно, и производство нуждается в eco-friendly аналогах.
Беспилотный транспорт и логистические системы: чей коптер быстрее?
В этом направлении ежедневную научно-конструкторскую рутину разбавили соревнования между проектами «Создание платформы для управления роем дронов» и «Разработка технологии автоматизированной съемки объекта с помощью БПЛА». Первый проект реализуется совместно с Copter Express, второй – с ГК «Геоскан».
Соревнование состояло из прохождения двух маршрутов на время. Сначала коптеры-участники облетали колонну и возвращались в исходную точку, а затем летали змейкой между пятью колоннами. У ребят из проекта по созданию роя дронов результаты оказались чуть лучше. Такие полеты на скорость позволили протестировать маневренность коптеров, мощности их аккумуляторов, а также проверить мастерство пилотов.
Ученики, занимающиеся «Умным изделием и предиктивной аналитикой», провели очередной эксперимент на определение грузоподъемности и других характеристик винта. Также началась работа над крыльями будущего самолета. Этот сложный процесс состоит из нескольких этапов и требует от ребят сосредоточенности и четкого следования инструкциям.
Нейротехнологии и природободобные технологии: лучшие формулы для кресс-салата
Участники проекта по созданию гидрогелей смогли синтезировать несколько его видов. Теперь ребята проверяют, сколько воды может впитать в себя каждый из полученных образцов. К концу образовательной программы в гидрогеле планируется прорастить семена кресс-салата, поэтому сейчас их пробуют выращивать в различных системах: земле, песке, морской и пресной воде, питательной среде, а также в смесях данных компонентов.
Современная энергетика: большая часть выполнена
В проекте «Повышение надежности системы технического водоснабжения гидроэлектростанции» ребята закончили делать конструкцию для баков. Они завершили теоретическую часть (составили план работы), теперь осталось выполнить практическую. Одни сваривают трубы, другие – делают подставки под баки. Работы по практической части осталось меньше половины: один из учащихся сказал, что нужно доделать примерно 37,5 процентов.
Космические технологии: наноспутники CubeSat
Учащиеся проекта занимаются наноспутниками в формате CubeSat. Работа идет по двум направлениям: создание экземпляра, который в будущем планируют запустить на полярную орбиту, и анализ полученных данных, позволяющий понять, как максимально эффективно их использовать. Сами спутники изучают радиацию в космосе на низких орбитах. Проблема в том, что энергопотребление маленьких спутников ограничено, и мы не можем держать детекторы включенными постоянно. Поэтому школьникам надо построить эксперимент так, чтобы они собирали данные и передавали ровно на том месте, где это интересно.
Информация со спутников будет приходить со сбоями, но есть возможность повторного получения данных. Есть два типа информации: мониторинговая и информативная. Мониторинговая служит для анализа данных, а информативная – чтобы узнать что-то интересное. Сейчас учащиеся закончили расчеты энергобаланса, соединили системы и уже начали получать данные с датчиков.
Агропромышленные и биотехнологии: хроматография чая
12 июля участники проекта «Определение антиоксидантов в образцах чайного листа методом высокоэффективной жидкостной хроматографии» проводили экстракцию чайного листа при температуре 98 ºC. Из пробы чая экстрагировали кофеин и антиоксиданты. После фильтрации содержание кофеина и антиоксидантов определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на приборе Милихром А-02.
Важным показателем качества чая, кроме аромата, является сложный комплекс летучих соединений, в том числе веществ, экстрагируемых при нагревании. Кофеин придает нам бодрость, а антиоксиданты нейтрализуют активные формы кислорода. Поэтому анализ содержания таких соединений может многое рассказать о свойствах напитка.
Новые материалы: из шлака сделаем цемент
Главная цель проекта «“Зеленая” технология создания современных строительных материалов на основе вторичного сырья металлургического производства» – разработка метода по получению вяжущих материалов на основе доменных гранулирующих шлаков (отходов металлургического производства, в частности, производства чугуна). Стоит отметить, что количество этого отхода достигает до 700 кг на 1 тонну чугуна. Раньше данный материал использовался как добавка к цементу. Задача проекта – сделать из шлака полноценный заменитель цемента.
Используя современные технологии, для получения цемента необходимо молоть шлак в течение 7-20 часов. Участники проекта используют аппарат взвешенного слоя, который позволяет достигнуть требуемого уровня дисперсности всего за 3-7 минут. Суть работы этого прибора в том, что в электромагнитном поле перемешиваются магнитные стержни, которые из-за соударений между собой размалывают шлак, находящийся в реакторе. Очень важным в этом процессе является подбор оптимальных параметров.
Прежде всего для получения материалов с конечными заданными функциональными свойствами участники проекта должны проверить качество исходных шлаков. Очень важный параметр, который ребята должны контролировать – количество влаги. Если в шлаках содержится много влаги, то это приведет к потере прочности образца. Также ребята должны контролировать состав воды по нескольким параметрам, которые используются для приготовления вяжущего материала. Прежде всего это кислотность и общее содержание карбонатов и сульфатов в растворе, потому что именно эти химические соединения могут влиять на вязкость и прочность материала.
На данный момент ребята уже рассчитали теоретические значения и экспериментально подтвердили оптимальные параметры. Им удалось достигнуть такого же состава, как у цемента. Школьники изготовили первую экспериментальную серию образцов и ждут, когда эти образцы будут готовы для испытаний на прочность.
Медицина: герои спорта
В проекте «Создание тест-системы для определения генетической предрасположенности к различным видам спорта» продолжается активная работа. Ребята уже провели полноценное исследование и сделали все контрольные эксперименты. Во-первых, они теоретически познакомились с тем, как выделяется ДНК у человека. Во-вторых, школьники научились проводить рестрикционный анализ на основе нарезанных фрагментов ДНК. Этот метод –одна из основ молекулярной генетики. Данные, которые получили школьники, потом будут использоваться как контрольные. Сейчас участники проекта взяли образцы ДНК и протипировали их каждому из трех генов. Сегодня ребята начнут самостоятельно разрабатывать свою собственную тест-систему.
Большие данные: сейчас все пишут о футболе и песнях на ТНТ
Участники июльской программы научились работать с алгоритмами сбора данных и разработали систему, которая может получать хештеги и по ним извлекать необходимую информацию. Сегодня ребята собирали данные из Twitter. Самыми популярными темами для твитов стали песни на ТНТ и чемпионат мира по футболу. Подобный сбор информации школьники будут проводить и в популярных пабликах сети «ВКонтакте». В конце ребята создадут чат-бота, который будет присылать новости из пабликов на запрошенный вами хештег.
Когнитивные исследования: ловим взгляды и сигналы мозга
К концу второй недели ребята уже активно работают с оборудованием для проведения когнитивных исследований. Так, проектные группы по восприятию шрифтов и скетчей осваивают работу с eye-tracker. Они уже без труда «ловят» человеческие взгляды: настраивают чувствительный прибор так, чтобы он корректно считывал направление движения глаз во время чтения.
Проектная команда по изучению виртуальной реальности в четверг начала работу с электроэнцефалографом. Знакомство со сложным устройством, считывающим сигналы коры головного мозга, вызвало ураган эмоций. Сам процесс трудно назвать простым: необходимо надеть на участника эксперимента специальную шапочку, разобраться в разноцветной паутине проводов и подсоединить по цветам электроды, щедро пропитать их гелем, улучшающим проводимость электрических импульсов, и все это – без помощи преподавателей, хотя и под бдительным присмотром! Первые эксперименты группа проводит на самих себе, но скоро участниками станут ребята других направлений. Юные исследователи собираются изучать спектральный анализ активности мозга во время погружения человека в различные среды виртуальной реальности.
Арктика и исследование мирового океана: суша, море, скопления льдов
Один из проектов направления занимается созданием автоматизированной системы по контролю ледовой обстановки в Арктике. По задумке, эта система будет прокладывать оптимальные и безопасные маршруты для кораблей. Ребята работают со спутниковыми снимками Карского моря. В специальном приложении они обработали изображения так, чтобы на них четко были видны границы суши, моря и скоплений льдов. Сейчас они хотят научить систему самостоятельно распознавать льды и создавать на основе этих данных карту их сплоченностей. Следующим шагом будет обучение программы расчету напряженности прохождения маршрутов и выбору самого короткого, выгодного и безопасного.
«Работа над проектом дается очень сложно, но очень вдохновляет то, что мы точно знаем, что наш итоговый продукт будет использоваться, будет по-настоящему помогать людям. Вспоминаешь об этом, и все трудности кажутся незначительными», – поделилась одна из участниц.
Умный город: Аудиомемаски – умный бот ВКонтакте
Ребята направления, работающие над проектом «ВКонтакте», запустили своего бота. Так они решили подступиться к задаче по внедрению в сервисы социальной сети звуковых масок для голоса. Уже сегодня каждый пользователь может найти бота в поиске по рабочему названию «Аудиомемаски ВКонтакте» и попереписываться с ним текстовыми сообщениями. Боту можно отправить и голосовую запись, он их уже понимает, но ответить собеседнику пока не может. Со дня на день он научится отвечать на голосовые сообщения, обрабатывать исходную запись с помощью различных звуковых фильтров и отправлять полученный результат в ответ. Ребята увлеченно трудятся над своим детищем, находят подходящие для использования наборы звуковых данных, пишут коды и радуются растущему числу подписчиков в группе бота ВКонтакте. Заказчики не перестают вдохновлять участников проекта к работе подарками: на этот раз каждый получил по набору стикеров в социальной сети.
