«Большие вызовы – 2018»: итоги двенадцатого дня
До окончательной защиты проектов остается все меньше времени, и участники образовательной июльской программы всерьез занимаются подготовкой презентации, чтобы рассказать о своих успехах. Ученикам всех направлений «Науки» предстоит создать по заготовленному шаблону постеры, которые будут представлены на заключительной ярмарке.
Медицина: мутирующие бактериофаги и слишком многочисленные плазмиды
У мобильных генетических элементов есть разные методы борьбы с CPISPR/Cas системой. Участники проекта «Поиск механизма защиты от CPISPR/Cas иммунитета бактерий» изучили бактериофаги и плазмиды. Во время начальных исследований ребята заметили, что клетки, в которых работает CPISPR/Cas система, уничтожают плазмиду. Но, тем не менее, некоторые плазмиды сохраняются. Поэтому школьники решили выяснить, как именно они это делают. Для этого ребята проверили три гипотезы.
Первая гипотеза состоит в том, что плазмида мутировала, и CPISPR/Cas система перестала ее узнавать. Вторая гипотеза: в клетках могла нарушиться сама CPISPR/Cas система. Согласно третьей гипотезе, плазмида с некоторой вероятностью преодолевает некий порог численности, после которой скорость репликации уже такая высокая, что CPISPR/Cas уже не успевает ее всю расщепить.
Школьники доказали, что плазмиды и вирусы защищаются от иммунной системы бактерий. Но механизмы защиты у них разные. Вирус избегает иммунной системы благодаря мутациям, после которых CPISPR/Cas перестает его узнавать. А плазмиды размножаются с такой скоростью, что CPISPR/Cas система не может их убить.
Участники закончили основную работу над проектом. Поэтому им осталось подвести итоги и доработать презентацию.
Новые материалы: дешевый и прочный цемент
Участники проекта «“Зеленая” технология создания современных строительных материалов на основе вторичного сырья металлургического производства» уже получили заменитель цемента и определили параметры технологии его производства.
Изначальным аналогом был цемент М500 – самый распространенный вид цемента, который выдерживает давления до 50 МПа. Школьникам нужно было приблизиться к его показателям. Но результат превзошел все ожидания: прочность супербетона получилась как у цемента М900, который используется для заливания буровых скважин. Этот цемент выдерживает давление в 90 МПа.
При условии, что получившийся супербетон обладает такими же качествами, у него есть ряд преимуществ. Он дешевле, так как производится из отходов металлургического производства. Его технология производства более энергоэффективна, так как включает меньше этапов обработки.
Большие данные: программа права в 84% случаев
Участники проекта «Анализ данных в розничном кредитовании» уже написали программу и теперь занимаются ее усовершенствованием. Программа считывает данные о клиентах Сбербанка: возраст, образование, тип клиента и так далее. Код преобразует данные в баллы и, используя различные классификаторы, определяет, давать ли кредит. На данный момент программа права в 84% случаев. Вся основная работа уже сделана, и теперь школьники решили заняться улучшением программы, чтобы повысить число правильных результатов до 90%. Также ребята хотят написать оболочку – сайт или что-то подобное, куда человек сможет вводить данные и сразу получать ответ, выдадут ему кредит или нет.
Агропромышленные и биотехнологии: какая из кислот лучше?
Участники проекта «Определение антиоксидантов в образцах чайного листа методом высокоэффективной жидкостной хроматографии» продолжают эксперимент, который начали делать 2 дня назад. Ребята добавили в экстракты чайного листа различные стабилизаторы – аскорбиновую, лимонную кислоту и ЭДТА. В течение нескольких дней ребята будут проверять, насколько стабилизаторы влияют на изменение концентрации антиоксидантов в растворах. Пока лучший результат показала лимонная кислота.
Космические технологии: чем оснащены кубсаты?
Проект «Расчет миссии для научного спутника» достиг своего апогея. Школьникам рассказали, какое огромное количество приборов находятся внутри даже самых маленьких спутников. Кубсаты зачастую оснащены множеством бортовых компьютеров для проведения исследований, а также для управления ориентацией, подруливающими устройствами и коммуникациями. Как правило, обилие бортовых компьютеров позволяет перераспределить нагрузку в случае избытка данных. Основной компьютер делегирует другим компьютерам задачи – например, управление ориентацией, расчет орбитальных маневров и планирование. Также основной компьютер можно использовать для выполнения действий, связанных с грузом, обработкой изображений, анализом и сжатием данных.
Миниатюрные компоненты, обеспечивающие управление ориентацией, состоят из маховиков, движителей, звездных трекеров, датчиков Земли и Солнца, датчиков угловых скоростей, GPS-приемников и антенн. Многие из этих систем часто используются в сочетании, чтобы компенсировать и «подстраховывать» друг друга.
Современная энергетика: солнечный зонд
Школьники из проекта «Система “Предиктор”: слежение за солнечным излучением и задание угловых координат системе ориентации модулей ФЭП “Корректор”» доделали макет солнечного зонда. Информация с зонда будет использоваться для формирования трехмерного образа облака заряженных частиц, движущегося к Земле, и определения места, где на поверхности нашей планеты возмущения магнитного поля будут максимальными. Предполагается, что, получив соответствующее предупреждение, инженеры компаний смогут спасти наиболее уязвимые трансформаторы распределительных подстанций, временно отключив их от нагрузок. Разумеется, даже такое плановое отключение чревато весьма серьезными последствиями, но это все же лучше, чем внеплановое, к тому же, – на неопределенный срок.
Когнитивные исследования: Lexia и дислексия
Одна из проектных групп направления изучает роль шрифта при распознавании графического облика слова. Свое исследование ребята строят вокруг шрифта Lexia, специально разработанного для дислексиков – людей, которые испытывают трудности при восприятии текста, которым сложно читать похожие по начертанию буквы и слова с перемешанным порядком букв. Уникальность шрифта Lexia в том, что каждая буква обладает какой-то отличительной чертой, будь то утолщение или засечка, которая не бросается в глаза, но, тем не менее, заостряет на себе внимание.
Ребята решили проверить, действительно ли этот шрифт сможет помочь людям, страдающим дислексией. Для этого они провели серию экспериментов на eye-tracker, направленных на выявление особенностей того, как люди читают отдельные слова, а затем набранные привычным шрифтом Arial и исследуемым Lexia цельные предложения. Сейчас учащиеся приступили к анализу собранных данных и созданию статистики. Они считают такие показатели, как среднее количество ошибок, стандартные ошибки, выявляют их зависимость от частотности слов. Для работы со статистикой участникам проекта понадобились базовые знания языков программирования, изучение которых кого-то пугает, а кого-то, напротив, вдохновляет к финальному рывку перед подтверждением или опровержением существующей гипотезы.
Умный город и безопасность: банковская утилита на тестировании
Проекты направления выходят на финишную прямую. Так, учащиеся, которые работают над проектом ФинЦЕРТа, уже в среду представили первую версию своего продукта заказчикам. Готовую утилиту, которая позволяет проводить экспресс-диагностику информационных систем банка на предмет вмешательства вредоносных программ и помогает защищаться от кибератаки в текущий момент, с прописанными модулями анализа и готовым установщиком ФинЦЕРТ отправит дружественным банкам для тестирования. Пока продукт проходит испытания и внедряется в финансовую отрасль, для которой он был создан, ребята займутся подготовкой к итоговой защите. Они с нетерпением ждут отзывов от компаний и строят планы на будущее проекта за пределами «Сириуса».
Арктика и изучение мирового океана: последняя готовность к испытаниям на воде
Участники проектов по конструированию судов доделывают последние приготовления к контрольным испытаниям своих детищ. Накануне участники проектной группы по созданию автономной беспилотной системы мониторинга мирового океана покрасили свое судно, которое приобрело вид новейшей яхты. В это же время команда «Звездной флотилии» провела окончательную герметизацию всех швов, установила двигатель и даже провела первое испытание водой, пока что – в небольшом надувном детском бассейне прямо в Парке науки и искусств. Но, как известно, большому кораблю – большое плаванье: уже скоро мы расскажем о том, как пройдут финальные испытания судов на воде.
Нанотехнологии: решить задачу несколькими способами
Проекту «Создание газового сенсора на основе графена» удалось разработать несколько методов решения своей главной задачи – подведения к графену электричества. Ребята занимаются никелированием и используют кантилеверы (маленькие балочки, укрепленные на основании и имеющие иглу с одной стороны).
Процесс работы сейчас выглядит так: юные исследователи наносят на графен фоторезист (полимерный светочувствительный материал) и смотрят на него в микроскоп под желтыми лучами, предварительно наложив сверху трафарет. Такая установка требует работы с низкими плоскостями на микроскопе, зато дает возможность увидеть графен, не разрушив его светом.
Беспилотный транспорт и логистические системы: «Малыш» и «Крепыш» на уроках вождения
Команда, занимающаяся усовершенствованием беспилотного робота «MatrЁshka», собрала свои образцы «Малыш» и «Крепыш» и сейчас работает над их программным обеспечением. Роботов также учат ориентироваться по разметке – линиям цветного скотча на полу. С помощью камеры и системы компьютерного зрения робот должен научиться ехать вдоль линий и точно вписываться в обозначенные повороты и изгибы пути.
В аудитории, где разрабатывается проект «Создание платформы для управления роем дронов», накануне звучало непривычно много музыки, причем вовсе не во время перерывов. Ребята выбирают трек, под который настроят светодиодную подсветку дронов. Чтобы светомузыка удалась, придется потрудиться над ПО, выбрать подходящие цвета подсветки и удачно наложить их смену на бит.
Нейротехнологии и природободобные технологии: совершенствование чат-бота продолжается
Почти завершена сборка первого робота в проекте «Искусственный агент с эмоциональной речью и жестами». В ходе работы было принято решение создать двух агентов, способных проявлять эмоции и жестикулировать. Полностью дорисованы жесты робота в 3D-модели.
Чат-бот активно совершенствуется, участники проекта хотят создать как можно более обширную базу реплик, чтобы робот мог поддерживать достаточно сложные разговоры. У чат-бота уже можно спросить, где поесть в «Сириусе», он знает, что на обед иногда дают шоколадный фонтан, а на вопросы о погоде ехидно отвечает, что не является градусником. Анализ отснятого участниками проекта видео, на которых люди общались в разных ситуациях на различные темы, позволил сделать чат-бот приспособленным к тем лексическим вариациям, которые свойственны нашей речи. Например, вопрос об обеде может быть задан как в наиболее привычной формулировке «Где поесть?», так и с использованием других глаголов и устойчивых выражений: «подкрепиться», «заморить червячка», «утолить голод» и даже совсем разговорное «похавать». И на все эти реплики робот сможет дать ответ.
