«Большие вызовы-2018»: итоги четырнадцатого дня
В пятницу школьники почти завершили работу по всем проектам и готовились презентовать свои результаты. Они узнали, чем зубная паста лучше ополаскивателя, чем выгоден краситель на основе шлаков, как ускорить рост юных всходов в автоматизированной теплице, почему сложное состоит из простого и чем хорош «Умный дом». Давайте вспомним последние дни перед защитой и напоследок заглянем к ребятам в лаборатории, пока они презентуют свои проекты.
Космические технологии: исследование радиационных полей Земли
Участники проекта «Инженерия наземного комплекса космических систем» работали с методикой эксперимента и делали презентацию для выступления. Некоторые школьники занимались программированием камеры, чтобы можно было делать и передавать снимки, а также выполнять другие функции. Заказчик проекта — МГУ, который хочет исследовать радиационные пояса Земли на малых околоземных орбитах. Для этого учащиеся собирают спутник, материалы для изготовления которого им предоставила компания «Спутникс».
Современная энергетика: система «Умный дом»
Проект «Автономный энергоэффективный жилой комплекс для арктической зоны России» в пятницу находился на финальной стадии. «Умный дом» или «умный офис» – это автоматизированная система управления, предназначенная для контроля и управления освещением, отоплением, вентиляцией, водоснабжением, безопасностью, аудио- и видеоаппаратурой и другими инженерными системами дома. Все устройства объединены одним кабелем, что существенно сокращает кабельное хозяйство, делает систему гибкой и позволяет легко добавлять ей новые функции. Систему можно настраивать и модифицировать по желанию хозяина. Всеми функциями системы можно управлять дистанционно с пульта или даже с мобильного телефона.
У «Умного дома», разработанного ребятами, много плюсов:
– Технология позволяет сэкономить на освещении и отоплении до 35%.
– Система – эффективный сторож, который всегда начеку. И зарплату платить не нужно.
– Новый взгляд на развлечения. Семейный досуг становится более увлекательным.
– Доступ к мультимедиа из любого места в доме.
– Применение «умной» технологии экономит дополнительное время, которое больше не нужно тратить на включение/выключение освещения, открытие/закрытие штор, регулировку температуры радиаторов.
Агропромышленные и биотехнологии: «правильная» температура для выращивание микрозелени
Учащиеся проекта «Анализ влияния условий выращивания микрозелени (недельных всходов растений) в автоматизированной теплице на содержание биологически активных веществ» производили статистическую обработку данных: строили схемы, графики и таблицы. Также школьникам рассказали, что микрозелень требует более высоких температур в теплице, чем обычные культуры. Так, повышение температуры на 2 °С способно ускорить срок выгонки (усиленного специальными методами роста растений) на 2-8 дней, а вытягивание идет микрозелени только на пользу. Чувствительной к изменению температуры является руккола узколистная, период выгонки которой сокращается с 30 до 22 дней за повышение тепла с 18 °С до 20 °С.
Когнитивные исследования: гипотезы подтвердились
Перед итоговой презентацией ребята из проектов по изучению восприятия скетчей и шрифтов особенно рады: их первоначальные гипотезы подтвердились в ходе исследования! Долгие часы усердной работы со статистикой, результатами тестирования, тепловыми картами, полученными в ходе экспериментов с eye-tracker, были не зря. Ребята выяснили, что скетчи могут передавать информацию не хуже привычного текста, а шрифт Lexia действительно эффективен и удобен для чтения.
Подробности результатов своих исследований члены команд пока держат в тайне, готовясь представить их на защите. Сейчас же вдохновленные своими успехами ребята приступили к написанию научных статей на основе своих аналитических выводов, которые опубликуют по окончании июльской образовательной программы. Также проектные группы держат связь с участниками своих экспериментов: составляют и рассылают фидбэки с результатами исследования и приглашают всех желающих познакомиться с ними подробнее на ярмарке проектов в последний день программы.
Арктика и исследование мирового океана: контрольные испытания судов
Сразу после завтрака юные кораблестроители июльской образовательной смены собрались у открытого бассейна, чтобы провести итоговые испытания своих судов. На одной стороне бассейна расположилась команда парусного судна, на другой – ребята «Звездной флотилии». Кто-то заметно нервничал, кому-то удавалось сохранять спокойствие, но все с нетерпением ждали, когда судна, наконец, спустят на воду. Не обходилось и без шуточных предложений по старой морской традиции разбить бутылку шампанского о борт или спустить судно под торжественную музыку, а также без ироничных предположений на тему того, что же будет, если корабль пойдет ко дну. Но, вопреки всем опасениям и шуткам, судна успешно прошли испытания, они уверенно рассекали воду на глубине, далеко от берега. Высокотехнологичное судно «Сириус» назло тяжести инерции делало крутые повороты и входило в дрифт, а гордо возвышающийся над водой автономный энергонезависимый парусник шел почти что полным ветром.
«На самом деле, мы были спокойны за наше судно, – поделился эмоциями Андрей Фишер, участник проекта «Звездная флотилия», – мы выявили небольшие протечки, но это совсем не страшно и легко исправимо». Также Андрей рассказал о своих надеждах на будущее проекта: ребята хотят, чтобы либо их команда, либо другие ребята продолжили работу над судном, использовали новые материалы, масштабировали, увеличивали автономность и испытывали уже не в бассейне, а в открытом море. Они уверены, что благодаря передаче опыта через интерактивные уроки, их разработка будет жить и после «Сириуса». Эти надежды разделяют и участники других проектов.
Умный город и безопасность: Спанч Боб, бэкенд и 5 тысяч строк кода
У большинства проектов направления уже в пятницу были готовы итоговые продукты. Так, ребята проекта по детектированию новообразований на медицинских изображениях с помощью нейронных сетей создали сайт и уже завершают текстовое наполнение веб-интерфейса. Готовое рабочее приложение на смартфон представили и участники проекта от РЖД, а бот «Аудиомаски ВКонтакте» уже предлагает пользователям выбрать, каким голосом перезаписать их сообщение: Спанч Боба или Дарта Вейдера.
Перед окончательным закрытием проектов во всем Умном городе царит напряженная и сосредоточенная атмосфера: ребята обсуждают свои дедлайны, фронтенд своих программ (то, что видит пользователь) и бэкенд (все, что работает на сервере). До подведения общих итогов учащиеся обсуждают свои личные достижения за этот месяц: кто-то написал 5 тысяч строк кода, для кого-то вызовом стал новый язык программирования, а кому-то впервые довелось работать с дизайном итогового продукта.
Большие данные: сложные объекты устроены очень просто
Владимир Спокойный выступил перед участникам проекта с лекцией «Анализ сложных данных изображения». В рамках лекции они обсудили задачи на распознавание изображений лиц и на сравнение различных лиц (речь шла об анализе объекта). При решении задач такого типа важно знать, что даже у сложных данных есть некое компактное, разумное описание. Мы его не знаем, оно меняется от объекта к объекту, более того, это описание может быть локальным. То есть, мы можем выбрать любое изображение, допустим, глаза, нос, рот – это сложные объекты, но каждый из них на самом деле состоит всего лишь из нескольких более простых элементов. Сложные объекты локально устроены очень просто. После лекции школьники отправились применять полученные знания в своих проектах.
Новые материалы: пигменты на основе шлака выгодны по всем критериям
Участники проекта «Применение биотехнологии для получения наноразмерных пигментов» продолжают работу с цветами пигментов. На этот раз ребята повысили яркость красного пигмента, путем обжига при температуре 300, 600 и 900 градусов.
Сейчас ребята занимаются подробным исследованием экономического аспекта проекта, так как именно эта часть работы вызывает наибольший интерес у экспертов.
Школьники должны будут объяснить, почему этот проект выгодный, почему ребята решили его делать и почему он лучше того, что уже есть. Получение наноразмерного пигмента в 6 раз дешевле химического синтеза. Это стало возможным благодаря использованию в работе вторичного сырья – шлака. Также новые красители лучше по своим физико-химическим свойствам, так как обладают хорошей смешиваемостью со связующим веществом.
Медицина: зубная паста победила ополаскиватель
Работа над проектом «Микрофлора ротовой полости: связь с гигиеной и профилем питания» практически завершена, ребята провели все исследования и уже подвели итоги.
В проекте приняли участие 36 человек, у каждого были взяты соскоб буккального эпителия и соскоб с эмали зуба. Затем участникам предлагалось на выбор три вида гигиенических процедур: ополаскиватель, зубная паста и зубная паста с ополаскивателем. После проведения гигиенических процедур у участников снова брали соскобы. После чего школьники определяли 6 типов патогенных бактерий, которые способствуют развитию кариеса и пародонтита.
Лучшие результаты показала зубная паста. Она сильно подавляет рост Candida albicans и Prevotella intermedia, которые могут быть связаны с заболеваниями не только полости рта, но и с заболеваниями сердца. Эффективность ополаскивателя, по сравнению с пастой, гораздо меньше: он повлиял на патогенные микроорганизмы, в некоторых случаях их количество даже немного увеличилось. При использовании этих средств вместе ополаскиватель избавил от бактерий, вызывающих пародонтит, а зубная паста сократила количество других видов патогенов.
Также школьники исследовали влияние количества сладкого, потребляемого человеком, на его микрофлору. У тех, кто употреблял умеренное количество сладкого, отсутсвует бактерия Porphyromonas gingivalis. Благодаря этому у них риск возникновения рака пищевода и поджелудочной железы меньше, чем у тех, кто часто употребляет сладкое.
Сравнивая микробиоты ротовой полости у мужчин и женщин, участники проекта заметили, что у женщин часто отсутствует Porphyromonas gingivalis, а у мужчин реже встречаются Candida albicans и Actinobacillus. Гигиенические процедуры сократили количество патогенных бактерий преимущественно у мужчин.
Подводя итоги, можно сказать, что чистка зубов не убивает все бактерии, а приводит к изменению спектра развития нормальной микрофлоры и патогенной микрофлоры: концентрация микроорганизмов, которые могут вызвать серьезные патологии ротовой полости, снижается. Но в целом наиболее эффективной гигиенической процедурой является чистка зубов, которая позволяет ухаживать и за межзубным пространством.
Нанотехнологии: коттеджный поселок в миниатюре
Участники проекта «Наномодифицированные бетоны» приступили к оформлению своего проекта для презентации. Из полученных балочек и кубиков бетона с различными нанодобавками строят настоящие домики, крыши которых напечатаны на 3D-принтере.
Беспилотный транспорт и логистические системы: дроны готовы к полету
Накануне у ребят из всех проектов этого направления прошла предзащита, на которой присутствовали коллеги из направления «Космические технологии», а также представители партнерских компаний. Эта тренировка стала для ребят отличной возможностью попробовать отвечать на вопросы экспертов и понятно объяснять зачастую сложные технологические решения.
Участники проекта, занимающиеся настройкой дронов для 3D-съемки в автоматизированном режиме, совершенствуют фигуры полета дрона. Вместо квадрата, по которому он летает сейчас, школьники планируют написать программу для полетов по кругу для более плавной съемки.
Нейротехнологии и природободобные технологии: еще одна удачная формула гидрогеля
Работа проектов подходит к концу, активно шла подготовка к финальной защите. В проекте по созданию гидрогеля ребята выявили третью удачную формулу гидрогеля. Продолжается наблюдения за вегетацией семян кресс-салата.
Ребята, занимающиеся флоуресцентными белками, работают над структурой белка, выявляют его свойства и возможные практические применения для изучения процессов, проходящих в живых клетках.
