«Большие вызовы»: итоги десятого дня
После второй промежуточной защиты проектов работа по проектам вышла на финишную прямую. Участникам образовательной программы нужно не только успешно завершить начатую работу, но и правильно презентовать ее итоги. Необходимо учесть существующие на рынке аналоги, возможных конкурентов, определить потребителей и сформулировать уникальность своей разработки. Обо всех этих важных экономических составляющих в прошлую субботу говорили на защите внутри направлений.
Обсуждали и то, как ребятам удается организовывать работу и распределять обязанности внутри команды. Каждый проект нашел для себя оптимальный вариант: участники используют различные приложения и онлайн-менеджеры задач, визуализируют распределение полномочий с помощью ярких стикеров на доске и даже изобретают собственные способы организовать работу команды.
Беспилотный транспорт и логистические системы: из чего сделаны крылья самолета?
Ребята из проекта «Умное изделие и предиктивная аналитика» накануне сами собрали два 3D-принтера, чтобы быстрее печатать детали, необходимые для фюзеляжа. Очень сложным процессом было изготовление крыльев. Ученики использовали тонкое углеволокно, напоминающее ткань. Его выкладывали в три слоя, промазывая эпоксидной смолой. Она застывает крайне быстро, поэтому работать надо было четко и слаженно. Мастерская в этот момент напоминала скорее химическую лабораторию: все в респираторах, очках, перчатках и халатах, как и положено по технике безопасности.
Углеволокно выкладывалось на заранее подготовленную матрицу, в которой оно обретает форму крыла. Для достижения необходимой прочности матрица помещается в вакуумный мешок, где окончательно застывает эпоксидная смола, и мягкое на вид углеволокно превращается в прочный композитный материал.
В проекте «Создание платформы для управления роем дронов» ребята в автономном режиме запускают несколько коптеров. Они могут синхронно взлетать, садиться, набирать заданную высоту и менять цвет светодиодный подсветки. Школьники разработали интерфейс, который позволит человеку, не знакомому с программированием, задавать эти параметры для роя дронов. Это поможет адаптировать своего продукт к условиям реального рынка и реальных потребителей с учетом их потребностей, и возможностей.
Нейротехнологии и природоподобные технологии: чат-бот и кресс-салат
«Искусственный агент с эмоциональной речью и жестами» сейчас на стадии изготовления: детали корпуса печатаются на 3D-принтере и шаг за шагом превращаются в дружелюбного робота. В это время 3D-модель искусственного агента обучают жестам, соответствующим человеческим эмоциям. Близится к концу и работа над чат-ботом, который будет подбирать роботу реплики в ответ на человеческую речь.
Ребята, занимающиеся созданием гидрогелей, уже выявила две оптимальные формулы. Но эта цифра не окончательная: некоторые образцы еще находятся в процессе сушки, и среди них наверняка есть удачные. Ребята посадили семена кресс-салата в отобранные гели и теперь наблюдают за тем, как идет рост.
Нанотехнологии: с заботой о каждом
Одна из главных миссий науки — делать жизнь общества лучше. Участники проекта по разработке наноподложки применили такой социально ориентированный подход на практике. Среди учеников образовательной программы, кураторов и руководителей проектов был проведен онлайн-опрос, в котором в общей сложности приняли участие более 400 человек, причем большая часть — школьники. Вопросы касались предпочтений в использовании гаджетов, а также мнения о технологиях будущего. 22,7% участников опроса сочли очень перспективным создание нанофильтра. Участники проекта прислушались к этому мнению.
Такой фильтр позволит очищать воду и другие жидкости от примесей и микроорганизмов на наноуровне, создавая качественно новый стандарт чистоты воды.
Агропромышленные и биотехнологии: «Антон-1»
Для проекта «Анализ влияния условий выращивания микрозелени (недельных всходов растений) в автоматизированной теплице на содержание биологически активных веществ» учащиеся соорудили две теплицы. В них налажена подача свежего воздуха и освещение, которое ребята настраивают по времени, контролируя смену дня и ночи. Также в теплицах есть датчики, которые измеряют влажность и температуру, и вентиляторы, помогающие охлаждать температуру до 20 градусов.
Во второй теплице, которой участники проекта решили дать имя «Антон-1» (первую теплицу никак не назвали), нет компрессора, обеспечивающего охлаждение. Зато там работает автоматический капельный полив: каждые 12 часов включается насос и потихоньку качает воду к каждому растению. Учащиеся уже провели один опыт, но продолжают следить за теплицами и рисовать графики. Юные биологи следят за содержанием витамина С и хлорофилла в растениях, чтобы узнать, как хорошо им растется в разных почвах, при разном освещении и типах полива.
Современная энергетика: отрицательный результат — тоже результат
Учащиеся проекта «Система "Предиктор": слежение за солнечным излучением и задание угловых координат системе ориентации модулей ФЭП "Корректор"» занимаются программированием, налаживают связь между центральным и локальным блоками управления при помощи радиомодулей. Эксперты подсчитали, что данный проект не окупится на рынке, но ребята настроены оптимистично. «В теории этот проект не совсем выгодный, но отрицательный результат — это тоже результат», – считают они.
Космические технологии: сборка редуктора и подготовка к финальной защите
Как отмечают сами участники проекта «Научный эксперимент на Луне на платформе прибора ТЕРМО-ЛР: разработка, изготовление, испытания и представление откидывающего устройства», предзащита прошла прекрасно. Сейчас ребята будут собирать цилиндрический редуктор – устройство, которое увеличивает крутящий момент, передающийся с вала двигателя на вал исполнительного механизма. Цилиндрические редукторы успешно работают во многих машинах и механизмах и являются универсальным решением для многих конструктивных задач.
Большие данные: вы можете отличить сорняк от культурного растения?
Участники проекта «Классификация стадии развития растений» приступили к написанию сверточной нейронной сети, которая будет различать изображения, основываясь на технологиях глубокого обучения. Перед ребятами стоит задача создать сайт, который будет по фотографии распознавать сорняки и их стадию развития. Пока школьники усердно трудятся над улучшением распознавания сорных трав, но в дальнейшем они хотят добавить функцию распознавания культурных растений.
Новые материалы: создаем краски и пишем картины
Участники проекта «Применение биотехнологии для получения наноразмерных пигментов» на прошлой неделе изготовили пигменты трех цветов. Сейчас им удалось получить еще два цвета – красный и черный (такой цвет даст практически любой пигмент после обжига).
Также ребята уже создали детали демонстрационной установки, поэтому теперь им предстоит окрасить эти детали и собрать в единое целое. Краской, которую сделают из этих пигментов, ребята раскрасят установку и даже напишут картину.
Когнитивные исследования: пространственные способности и альфа Кронбаха
Каждый хоть раз попадал в ситуацию, когда от него требовалось умение сходу сориентироваться на местности и манипулировать пространственной информацией. А от того, насколько успешно человек справляется с подобными задачами, зависит то, как успешно он выполнит задания по черчению или геометрии, насколько хорошо человек будет успевать в некоторых дисциплинах. Ученые считают, что уровень развития пространственных способностей коррелирует с успешностью решения алгебраических задач. Изучение пространственных способностей поможет узнать, как их развивать.
Сейчас в рамках долгосрочного проекта «Исследование индивидуальных различий в образовании и успешности», реализуемого в ОЦ «Сириус», используется большая батарея (специально подобранная группа) пространственных тестов. На одном из проектов ребята проверяют эффективность существующего инструмента для измерения этих способностей и разрабатывают план по его модификации и доработке.
Ребята работают с массивными базами данных, которые были собраны ранее, параллельно изучая теорию по статистическому анализу методов эффективности измерения пространственных способностей: участники проекта знакомятся с коэффициентом альфа Кронбаха, показывающим внутреннюю согласованность теста, его соответствие поставленным задачам. Скоро ребята начнут прописывать и программировать свой собственный тест.
Арктика и исследование мирового океана: в ожидании хорошей погоды на море
Школьники из проекта по платформе для наблюдения за дельфинами Черного моря запустили свой сайт, проработали дизайн интерфейса и начали наполнять страницу собранной информацией. В скором времени доступным станет и приложение на смартфон, через которое можно будет обмениваться фотографиями дельфинов. Сейчас ребята продумывают рекламную кампанию по привлечению пользователей и ждут подписчиков в свои группы в социальных сетях.
Ребята, которые модернизируют прибор секстан, заканчивают сборку необходимой электроники и ждут солнечной погоды, чтобы провести контрольные замеры. Кроме них хорошей погоды для испытаний на воде ждут и участники проекта по мониторингу вод мирового океана. Их судно уже практически готово: осталось установить сконструированный ребятами уникальный жесткий парус. Он представляет собой практически поставленное вертикально крыло самолета, которое благодаря инновационному автоматизированному стабилизатору сможет само подстраиваться под направление ветра по принципу флюгера.
Умный город и безопасность: «умные» счетчики
Еще один кейс от Правительства Москвы может решить проблему ЖКХ: благодаря разработкам проектной группы, жителям города больше не придется тратить время на передачу показаний счетчиков. Ребята разрабатывают сервис, на котором с учетом предыдущих показателей будет прогнозироваться объем использованной воды.
Чтобы решить эту задачу, участники проекта работают с изученными моделями машинного обучения: древом решений, алгоритмом случайного леса и методом k-ближайших соседей. На настоящий момент система выдает показания с погрешностью в 1,3 кубометра воды. Ребята стараются сократить этот показатель, чтобы сервис приносил максимальную пользу.
Медицина: самый эффективный способ синтеза антител
Сейчас во всем мире для лечения различных заболеваний используют рекомбинантные антитела. Увеличение и удешевление их производства является главной задачей для многих биотехнологических компаний. Участники проекта «Разработка технологической платформы получения рекомбинантных антител на основе бицистронных векторов» занимаются оптимизацией этого процесса. И если школьники разработают метод, с помощью которого можно будет получить в два раза больше белка, то в два раза больше больных людей смогут получить лекарства.
Ребята проверяют разные подходы к одному из начальных этапов – создание линий продуцентов. Чтобы понять, какой из методов будет эффективнее и скажется ли технология производства на качестве белка, исследование разделено на несколько частей: генетическая, клеточная и биохимическая.
На генетическом уровне школьники собирали плазмиду из разных частей. В результате, когда плазмида (кольцевая бактериальная ДНК), куда вставили нужные гены, была собрана, ее поместили в бактерии кишечной палочки. Внутри этих бактерий плазмида размножилась. У ребят получились четыре разные плазмиды, которые дают белок, но собирают его разными способами. Полученные варианты плазмиды поместили в культуру клеток китайского хомячка CHO-K1, так как антитела в этой среде работают как в человеческих клетках.
Сегодня школьники выполнили финальный анализ количества антител. Теперь осталось сравнить полученные данные и оформить их.
