«Личный шаттл должен быть у каждого»

«Личный шаттл должен быть у каждого»

Как школьники Новосибирска работают с генными сетями, обучают искусственный интеллект и ищут рецепты против старения.
На видео: ученица МАОУ ОЦ «Горностай» Аня Петрова рассказывает о проекте «Краш-тест автомобилей» с PASCO digital labs. Создан при поддержке Polymedia

В конце сентября мы побывали на открытии научно-технической лаборатории «Инжевика» в новосибирском Академгородке. Много говорили со школьниками, которые будут здесь заниматься. Много думали. Нельзя сказать, что ученики в «Инжевике» – простые ребята из соседнего двора. Все они учатся в хороших гимназиях, в свои 13-16 лет имеют вполне стройные планы на жизнь, круг интересов и чёткую образовательную траекторию.

Но, каким бы одарённым, трудолюбивым и амбициозным ни был ребёнок, ему нужен спектр возможностей по его способностям. Кстати, кажется закономерным, что организацией возможностей для детей с серьёзными талантами занимаются серьёзные корпорации.
«История этого проекта уходит лет на пять назад, когда компания Intel запустила программу STEM-центров. Первые центры открылись в Центральной России (Нижегородская и Московская области). В прошлом году началась массивная федеральная экспансия программы, когда уже в 40 регионах России открылось около 80 центров. А год назад наши партнёры по индустрии, которые занимаются образовательной деятельностью для школьников и студентов, – компания LEGO Education, Dell EMC и Polymedia – примкнули к нашей инициативе.

Первый наш совместный центр открылся в Петрозаводске – научно-проектная лаборатория для школьников. Проект оказался успешным, его поддержало Министерство образования и науки РФ, и мы решили, что нужно продолжать эту инициативу. Поэтому на базе Новосибирского государственного университета мы открыли новую лабораторию «Инжевика».


Анна Лобанова
директор департамента внешних связей компании Intel в России и странах СНГ
«В ближайшем будущем самыми перспективными для трудоустройства сегодняшних школьников станут отрасли, связанные с инженерией, IT, программированием, робототехникой, технологиями интернета вещей, анализом больших данных и 3D-прототипирования. Поэтому мы с партнерами уже сейчас начали воплощать в жизнь проект по созданию научно-проектных лабораторий при вузах.

НГУ с его наработанным десятилетиями научно-техническим потенциалом – идеальный базис для организации лаборатории с инженерным уклоном. Мы искренне верим, что те технологии, которые мы предоставили в распоряжение учащихся, помогут им полюбить науку, найти для себя интересующее направление или даже определиться с профессией».

Елена Новикова
генеральный директор компании Polymedia
На открытии нам показали проекты, которые школьники разрабатывали на Летней школе. В течение учебного года ребята будут и развивать эти проекты, и работать над новыми.

Просто почитайте, что рассказывают молодые исследователи-разработчики и их руководители, о чём они мечтают и что читают.

МАРСОХОД

Рассказывал: Кирилл
Учится в 11 классе гимназии № 3 в Академгородке
суть
Мы пишем алгоритм автоматического принятия решений компьютером в ситуации недостатка информации о среде. Работаем мы на примере небольшой задачи.

Выглядит она так: есть игровое поле, на игровом поле раскиданы «яблоки» и совершают ходы несколько роботов. При совершении хода в одну из четырёх сторон (влево, вправо, вверх, вниз на одну клетку) робот получает информацию: есть на этой клетке «яблоко» или нет. Задача – собрать с поля больше яблок, чем остальные роботы. Игровая ситуация зависит от других противников, в данном случае, от действий роботов, запрограммированных другими участниками.

Наша лаборатория называется «Марсоход» именно потому, что сейчас человечество активно исследует Марс, отправляя туда роботов, но оперативно ими управлять нет возможности. Поэтому роботам необходимо учиться самим принимать решения.
планы
Хочу поступить на факультет информационных технологий НГУ, потом работать программистом и улучшать человечеству жизнь. А вообще было бы здорово изобрести шаттл и улететь куда-нибудь далеко. Одному. Хотя вообще личный шаттл должен быть у каждого человека.
СОВЕТУЮ ПОЧИТАТЬ

Я в основном читаю книги серии WarHammer 40 000, но посоветую я постапокалиптическую антиутопию Андрея Круза «Эпоха мёртвых». Помогает снять розовые очки.

~
Компьютер прекрасно справится с задачей, которую понятно, как решать. А что делать, когда у задачи нет готовых путей решения, готового алгоритма?

Мы с ребятами учим программу решать как раз такую задачу.

Они могут работать над решением такой задачи и индивидуально, и в группах – например, выявляя и объединяя самые результативные идеи. Пишут без ограничений и на Java, и на C#, и на C/C++, и на Python, и на Pascal. Ещё мы устраиваем соревнования запрограммированных ребятами роботов, и вот тут, в пылу схватки, и появляется настоящий накал страстей. То решение, которое мы представляем здесь – это лучшее решение по результатам соревнований, и, кстати, самый простой робот.

Для многих классов задач (возможно, и для исследования далёких планет) будут полезны системы, способные находить приемлемое решение, не имея достаточной информации. Пока это неплохо делают люди, но сложность задач постоянно растёт, поэтому в будущем коллектив из людей с этим перестанет справляться. А вот коллективу из людей и компьютеров или даже только компьютерам это будет по силам.

Илья Личман
эксперт по разработке инженерного ПО, компания Ledas; автор задач лаборатории программирования
~
Когда идёт торговля ценными бумагами на бирже, на успех влияет скорость принятия решений. Люди могут принимать более умные и субъективные решения, чем роботы, зато роботы могут принимать решения гораздо быстрее. Большая часть торговли ценными бумагами сегодня идёт как раз с помощью алгоритмов. Задача «Марсоход» предполагает наличие небольшого количества информации, на основании которой нужно принять решение, ведущее к большей выгоде (собрать больше яблок).

Постепенно эта задача может перейти в среду, где вместо яблок будут акции. Естественно, алгоритм, позволяющий получить большую прибыль, будет весьма востребован на рынке инвестиций. К тому же, если применение алгоритмов на фондовом рынке станет массовым, сам рынок станет более объективным, финансовые риски будут распознаваться роботами гораздо раньше, и кризисные ситуации будут проходить гораздо легче.

Я считаю, что основная цель образовательной деятельности – это дать ученикам видение того мира, в котором они существуют. Известно, что образовательная сфера весьма консервативна, наши дети вполне могут учиться по учебникам, по которым учились мы и наши родители. А мир меняется быстро.


Андрей Лобарев
математик, автор задач лаборатории программирования
Если дети понимают, в каком мире они живут сегодня и в каком будут жить завтра, это заставляет их задуматься: а где здесь место мне? Чем мне заниматься? Поиск ответов на эти фундаментальные вопросы поможет построить свою судьбу более продуктивно, чем прохождение по проторенной поколениями дорожке.
В конце концов, даже популярная сейчас профессия программиста будет рано или поздно вытеснена с рынка: программировать машины смогут другие машины. Важна ответственность, умение принять решение и сгенерировать нестандартные решения. Осваивать большие пласты знаний – это тактически верный подход, но стратегически проигрышный.

АКВАЛАНГИСТЫ

Рассказывали: Артемий,
учится в 10 физико-математическом классе гимназии № 2
и Максим,
учится в 8 инженерно-математическом классе инженерного лицея НГТУ
артемий

суть
Здесь программа, написанная на языке Python, с помощью датчика считывает значения пульса, от которых зависит движение аквалангиста на экране. Задача: замедлить пульс, чтобы успокоиться, спустить водолаза на дно, собрать сокровища и не попасться в зубы акуле. Это такой развлекательный тренажёр, чтобы в игровой форме научиться управлять своим состоянием.

Подобные тренажёры для управления пульсом уже несколько лет производит лаборатория компьютерных систем биоуправления ГУ НИИ молекулярной биологии и биофизики Сибирского
отделения РАМН. От них нам и достались датчики.
планы
Поступлю в НГУ, но не знаю, на какой факультет. Я недавно посещал разные новосибирские вузы; мне понравилось в Институте химической биологии и фундаментальной медицины. Выбираю вот мучительно между ним и мехматом.
СОВЕТУЮ ПОЧИТАТЬ

Джон Уиндэм «День Триффидов». Очень красиво написанная антиутопия, где прямо чувствуешь переживания главных героев. А из школьной программы мне очень понравился роман «Война и мир». Первый том, может быть, скучноват, но остальное – на одном дыхании за 7 дней.

максим

о себе
Моё основное направление – это робототехника и программирование. Когда я выбирал лабораторию в Летней школе, я сразу пошёл сюда. Мало того, что здесь работают на моём любимом языке программирования Python, так ещё и специализируется она на программировании игр. Поэтому долго я не размышлял. Программированием я увлекаюсь с того лета, когда закончил 6 класс. Меня никто не учил, я занимался с помощью книг и интернет-ресурсов – статьи, текстовые уроки.

планы
Буду пытаться поступать на факультет автоматики и вычислительной техники в НГТУ.
СОВЕТУЮ ПОЧИТАТЬ

Для тех, кто хочет заниматься робототехникой, идеальными станут книги по Arduino от Джереми Блюма. Из художественной литературы люблю Макса Фрая.

ГЕННЫЕ СЕТИ

Рассказывала: Екатерина
Учится в 11 физико-математическом классе гимназии № 3 в Академгородке
суть
Генные сети сегодня очень популярны и разрабатываются во многих областях. Дело это непростое: например, если мы разрабатываем сеть для 5 элементов, у нас уже получается более 9 000 вариантов. В нашем проекте мы рассматривали взаимодействие генов и белков. Мы брали случайные разные количественные значения первого и второго белка, в результате регистрации тестов мы выяснили, что неважно, какое изначальное количество белка мы берём: один почти полностью подавляет синтез второго. А вот при одинаковом количестве подавления не происходит.

Благодаря разработке генных сетей мы можем понять, как происходят механизмы синтеза и распада белка, более глубоко изучить происходящие в клетках изменения. Инсулин сейчас синтезируется с помощью модифицированных бактерий, и сделано это было именно благодаря генным сетям.
планы
Очень хочется поступить в НГУ на физический факультет. Биология – это здорово, но физику люблю больше. В будущем хочу заняться серьёзной наукой.
СОВЕТУЮ ПОЧИТАТЬ

Думаю, всем стоит читать антиутопии, очень полезно для любого человека. «1984» и «О дивный новый мир» – пусть и всем известные, но прекрасные книги.

УМНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Рассказывал: Игорь
Учится в 11 классе гимназии № 3
суть
Мы исследовали механизмы старения. Сейчас мы экспериментируем на грызунах. Основной показатель старения – это двигательная активность. С помощью специальных датчиков мы исследуем движения грызунов в течение их жизни, регистрируем и визуализируем в графиках. Так можно выявить животных с пренебрежимым старением. Пренебрежимое старение – это очень незаметные или отсутствующие у животного процессы старения. Например, голый землекоп может прожить до 40 лет, и у этого вида зарегистрировано лишь 2 случая онкологического заболевания. Практически все подземные грызуны обладают пренебрежимым старением.

По графикам легко определить, какой вид старения у организма. Если кривая графика плавно спускается, то есть двигательная активность с течением времени снижается, значит, старение обычное. Если же кривая на конечном отрезке резко падает вниз, значит, старение пренебрежимое – организм стареет непосредственно перед смертью.
планы
Я хочу стать археологом. Уже участвовал в некоторых экспедициях, мне очень понравилось. Интересно было бы исследовать Южную Америку и их древнюю цивилизацию.
СОВЕТУЮ ПОЧИТАТЬ

Мне очень понравилась книга британского артиллерийского офицера Перси Фосетта «Неоконченное путешествие». Это записи, которые собрал его младший сын о путешествии отца в Южную Америку.

СКАНЕР СИЛУЭТОВ

Рассказывал: Владислав
Учится в 10 классе СУНЦ НГУ
суть
Мы берём серию фотографий объекта с обычной веб-камеры, попутно подавая команды на контроллер Intel Edison, который вращает поворотный стол, на котором и стоит сканируемый объект. Из этих фотографий выделяется силуэт объекта, и по нему выстраивается трёхмерная модель. Сканирование занимает около минуты, а построение модели в зависимости от точности может занимать от секунды до 15 минут.
планы
Я уже определился со своим будущим лет десять назад и иду по этому пути. Буду учиться в НГУ на факультете информационных технологий и работать программистом. Хотя и научной деятельностью никто не запретит мне заниматься. А мечтаю я о том, чтобы люди в этом мире были воспитанные. И в сферу образования пошёл бы, но только не в российской реальности. На старости лет, может быть, займусь.
СОВЕТУЮ ПОЧИТАТЬ

Книги я практически не читаю. Очень мало поглощаю информации, только творю и творю. Хотя вот книги Стивена Кови про высокоэффективных людей могу порекомендовать. Ещё «Чёрный лебедь» Талеба. Тоже не для всех.

РОБОРУКА

Рассказывал: Александр
Учится в 9 классе гимназии № 3
суть
Это манипулятор, управляемый с помощью электромиограммы

Данные о напряжении мышц считываются с помощью датчиков, передаются на плату Intel Edison, которая после обработки передаёт их моторам, приводящим манипулятор в движение. Датчики установлены на бицепсы – их удобно устанавливать, и данные получаются более точными.

Важно было добиться такого результата, чтобы рука-манипулятор производила более-менее плавные движения, для этого нужно дополнительное время на обработку сигнала с платы. Здесь мы искали компромисс: если обработка будет слишком долгой, будет большая задержка между сигналом и действием манипулятора, а если слишком быстрой – манипулятор будет совершать очень резкие движения.

В будущем можно будет добавить ещё несколько суставов, чтобы наш манипулятор был больше похож на руку, мог сам захватывать предметы.

Такая разработка может быть очень полезна для управления протезом: устанавливаешь датчики на одну группу мышц, сигналы с которой передаются протезу. А ещё биологическая обратная связь важна для реабилитации. Например, для реабилитации людей после инсульта: обратная связь поможет им увидеть, что происходит при их действиях и постепенно вернуть свои навыки.

планы
Хочу поступать на мехмат, но, скорее всего, стану программистом.
СОВЕТУЮ ПОЧИТАТЬ

По-моему, книги каждый должен выбирать сам, поэтому и советовать не буду.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
14 октября 2016, 12:00

Оставайтесь в курсе


У вас есть интересная новость или материал из сферы образования или популярной науки?
Расскажите нам!
Присылайте материалы на hello@newtonew.com
--