Как спасти мир от «болезни X», разработать космическую базу, предотвратить климатическую катастрофу и придумать лекарство от рака? Сегодня перед учеными стоят сотни вопросов — вызовы нашего времени. Но что будет, если обратиться с ними к школьникам, которые готовы предложить новый взгляд на вещи — иногда интуитивный, неожиданный, но от этого только еще более интересный?
Получится программа «Большие вызовы», которая проходит в Сириусе уже девятый год. На ней ребята попробуют себя в роли изобретателей и за несколько недель пытаются изменить мир. Что это за проект, какие открытия сделали школьники в этом году и что будет с юными исследователями после отъезда домой? Читайте в нашем материале.
Новый год — новое направление
Программа «Большие вызовы» в этом году объединила более четырехсот участников из 71 региона. Они подготовили 79 проектов по 14 направлениям — от когнитивных исследований и генетики до нанотехнологий и космических технологий.
До этого года треков было 13, но теперь для ребят открылось направление «Экология и изучение изменений климата». Оно сразу стало одним из самых популярных — среди всех заявок, которые подавали дети во время отборочного этапа, число проектов на экотематику оказалось на втором месте.
Теперь у школьников, которые работали с учеными над прорывными проектами, будет возможность стать соавторами научных публикаций. Например, на пути к этому команда, создавшая прототип автономной метеостанции. Их проект поможет решить проблемы, связанные с дистанционным мониторингом погодных условий.
Другие участники программы создали прототип каталога эталонов дешифрирования спутниковых снимков для экологических исследований. Как объяснила одна из авторов проекта Татьяна Енбаева, эталоны помогают быстрее найти объекты на снимках из космоса — они упрощают работу ученым, которые ранее не работали с такими данными. Юные исследователи уже присвоили проекту DOI — это первый шаг к научной публикации. Ей ребята планируют заняться после окончания программы «Большие вызовы».
На низком стартапе
В каждой команде было по 4-5 человек, а на работу — три недели. Но это не помешало юным исследователям создавать прототипы и демоверсии реальных продуктов. И, если одни разработки возьмут на заметку ученые, другие со временем могут стать проектами, которые выйдут на рынок и будут применяться на российских предприятиях.
Уже в Сириусе дети работали с реальными кейсами от ведущих вузов и российских компаний — «Газпром нефть», «Яндекс», «Росатом», VK, «Ростелеком», ОЦРВ, ГК «Астра», Т1, Р-Фарм, Русгидро, Роскосмос. Помогали им эксперты, которые работают над этими задачами в своих организациях.
«„Большие вызовы“ этого года принесли ощутимый качественный и количественный результат: за 24 дня программы ребята вместе с наставниками собрали материал как минимум на две научные публикации и несколько патентов. Все изобретения, с которыми мы познакомились в заключительный день программы, имеют реальное практическое значение для наших производств, медицины, промышленного дизайна, логистики, развития транспорта и сельского хозяйства, охраны окружающей среды уже сегодня», — рассказала председатель Совета федеральной территории «Сириус», руководитель Образовательного центра «Сириус» Елена Шмелева.
Например, ждут сертификацию разработанные командой на направлении «Агропромышленные и биотехнологии» реакционные смеси для ПЦР-теста молока. Их можно загрузить в специальный картридж для быстрых тестов без сложной подготовки образца. И за 30 минут проверить молоко на наличие различных патогенных бактерий — от стафилококка до кишечной палочки. Как объяснили школьники, обычно такие исследования занимают минимум несколько часов. Если отправлять молоко на изучение в отдельные лаборатории, то и вовсе от 7 до 40 дней. Поэтому новая технология может оказаться очень востребованной.
«Этот спутник будет прежде всего направлен на исследование верхней атмосферы. Конкретно разработанный ребятами прибор нацелен на изучение гамма-вспышек, природа которых пока мало изучена», — объяснил старший научный сотрудник Лаборатории космической рентгеновской и гамма-астрономии НИИЯФ МГУ Виталий Богомолов. Он работал над проектом вместе с ребятами.
От космоса до Арктики
На направлении «Космические технологии» участники программы также попробовали по-новому взглянуть на отрасль и задались вопросом — а что будет, если запускать ракеты не с поверхности Земли, а сразу из стратосферы?
Другие ребята с этого трека создали проект лунной базы для решения научно-прикладных задач на поверхности Южного полюса Луны. С ее помощью они предлагают добывать ресурсы на спутнике Земли. Кроме того, по их мнению, Луна может стать плацдармом для межпланетных миссий. Они продумали все в деталях — как будет проходить запуск, как и в каком месте база приземлится и, конечно, как будет работать.
Но были и команды, которые решили для начала изучить нашу планету — к примеру, рассмотреть поближе ее полюса. Так, школьники на треке «Освоение Арктики и мирового океана» разработали Арктический морской комплекс по добыче полезных ископаемых. Как объяснил лаборант кафедры технологии машиностроения СФТИ НИЯУ «МИФИ» Александр Горбатов, это очень важно для этого региона, который, по сути, является большой сокровищницей. Однако большая часть ресурсов — в частности, металлов — здесь не освоена.
«Ребята проработали полноразмерную концепцию разработки, где базовая добыча нефти и газа совмещена с добычей металлов с помощью специальных подводных роботов. И такая платформа — единственная в мире. Нет еще ни одной комбинированной истории. Кроме того, у этой станции есть еще одна особенность — ребята предусмотрели развитие на ней промышленного туризма, а также проведение практик для студентов», — рассказал ученый, который помогал ребятам в работе.
В сетях нейросетей
Сегодня одним из научных трендов остается искусственный интеллект. И многие ребята посвятили свои проекты именно его развитию — в этом году для 30 проектов из 79 выбрана именно эта сфера информационных технологий. Все эти разработки представлены в направлениях «Большие данные, искусственный интеллект, финансовые технологии и машинное обучение, „Умный город и безопасность“, „Космические технологии“, „Передовые производственные технологии“, а также „Беспилотный транспорт и логистические системы“.
Школьники создали умные системы для центров обработки данных, для медицинских центров, предложили программы обработки контента для российских онлайн-платформ и рекомендательные инвестиционные системы для банков.
На деле технологии, связанные с искусственным интеллектом, появились практически во всех направлениях — школьники интегрировали его в свои решения, отмечая то, что с его помощью намного проще и удобнее работать с любыми данными.
Лекарства будущего
Важной темой для участников смены стали также биотехнологии и медицина. Например, ребята заглянули в будущее и предложили тест-систему для поиска патогена, который может вызвать «болезнь Х». Пока это лишь гипотетическая опасность — вирусная или бактериальная, которая в будущем может стать серьезной угрозой для всего человечества. И юные исследователи, как и их взрослые коллеги-ученые, смотрят в будущее и стараются создать инструмент, чтобы вовремя найти проблему.
А на направлении «Генетика и биомедицина» школьники изучали раковые клетки, рассматривали антибиотикоустойчивость у бактерий и работали над тест-системой для поиска эффективных лекарств от диабета и ожирения.
«Сейчас разрабатываются препараты на основе малых молекул, которые можно эффективно применять в качестве таблетки. И такой проект по созданию препарата для борьбы с ожирением на основе малой молекулы создается в одной из наших лабораторий. То, что делали ребята на „Больших вызовах“, как раз будет использоваться для оценки уже созданных нашими учеными химических соединений, являющимися кандидатами в новые препараты», — поделился директор Научного центра трансляционной медицины Университета «Сириус» Роман Иванов.
Билет в университет
Некоторые ребята уже давно занимаются своим направлением, а кто-то только в этом году открыл сферу, в которой хочет работать. Но почти все уже думают о поступлении в университет: кто-то мечтает продолжить учебу в столичных вузах — МГТУ им. Баумана, МФТИ, МИСИС, ВШЭ. Есть и те, кто думает остаться в своем регионе.
Но, возможно, спустя несколько лет исследователи вернутся в точку, где началось их первое большое научное исследование — в Сириус — и продолжат обучение здесь. Тем более кто-то из ребят уже успел поработать в местных лабораториях.
Лекарство по науке
Сегодня в Университете «Сириус» разрабатывают вакцины на основе мРНК — то есть матричной молекулы РНК: «Эта вакцина, где основным действующим веществом является молекула РНК, которая упакована в различные невирусные системы доставки», — объяснил старший специалист ресурсного центра генетической инженерии Университета «Сириус» Василий Решетников.
Такие «прививки» могут оказаться прорывным методом лечения онкозаболеваний — как один из методов иммунотерапии, которая активирует иммунную систему человека, заставляя ее бороться с раковыми клетками.
В будущем на территории Сириуса откроется также производственная аптека. Здесь будут изготавливать лекарства для людей с орфанными — то есть редкими — заболеваниями. Среди них — спинальная мышечная атрофия и миодистрофия Дюшенна. Смогут производить здесь и другие уникальные препараты. И все это — огромная база для исследователей со всей России.
С каждым годом будут появляться новые большие вызовы для специалистов нашей страны и всего мира. Но готовить больших ученых для их решения можно уже со школы — прямо сейчас. И первые шаги к будущим открытиям, которые изменят наш с вами мир, ребята могут сделать каждый год — в июле — в солнечном Сириусе.
Полина Казакова
