В феврале 2018 года Балтийский научно-инженерный конкурс проходил уже в четырнадцатый раз. 516 школьников со всей России, от Чукотки до Калининграда, привезли на конкурс свои научные разработки в области математики, физики, химии, медицины, биологии, экологии, программирования, техники и робототехники, наук о Земле.
В 2018 году дипломы I степени и Главной премии Конкурса получили авторы шести работ. Давайте с ними познакомимся — возможно, именно эти имена вы ещё не раз увидите в сводках международных новостей о небывалых научных достижениях.
Битва ферзей
Автор: ДМИТРИЙ МИХАЙЛОВСКИЙ
Руководитель: Кублановский Станислав Исакович, доктор физико-математических наук
Название работы: Новое формульное решение Задачи об n ферзях и Задача Тысячелетия
Работа посвящена известной комбинаторной задаче расстановки не бьющих друг друга ферзей на шахматной доске произвольного размера. Получен простейший и при этом ранее неизвестный класс таких расстановок, а также вычислены оценки количества возможных решений.
Кольца Ли
Авторы: БОРИС БАРАНОВ, САВЕЛИЙ НОВИКОВ
Руководитель: Иванов Сергей Олегович, кандидат физико-математических наук
Название работы: О двухбуквенных тождествах в кольцах Ли
Работа посвящена исследованию определённых тождеств в такой области математики, как теория колец Ли. Получен новый подход к задаче нахождения тождеств, который опирается на геометрическую интерпретацию. Эти тождества возникают в различных областях науки, например, в квантовой физике и алгебраической топологии.
Циркулярные коды в ДНК
Автор: АЛЕКСАНДР СЕРДЮКОВ
Руководитель: Смоленский Андрей Вадимович, кандидат физико-математических наук
Название работы: Комбинаторика циркулярных кодов
Это исследование на стыке биологии и математики. Как известно, последовательность аминокислот, составляющих белки, кодируется в ДНК «алфавитом» из 4-х букв. При синтезе белка эти буквы считываются группами «по три». И клетке чрезвычайно важно не сбиваться при «чтении» информации. До сих пор неясно, каким именно образом поддерживается рамка считывания. Одним из гипотетических механизмов является комбинаторно-статистическая «аномалия» в распределении кодовых «слов», называемая циркулярным кодом. Работа Александра Сердюкова посвящена математическому изучению совокупности всех теоретически возможных 216 циркулярных кодов.
Тонкие плёнки
Автор: АЗИЗА ХУСАИНОВА
Руководитель: Казакевич Павел Владимирович кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории лазерной сварки Самарского филиала ФИАН
Название работы: «Лазерное микроструктурирование поверхности титана в жидкости с последующим гальваническим осаждением металла»
С помощью лазерной абляции на мишени создаются микроструктуры, на которые гальваническим методом наносится материал. Напылённый таким методом слой можно снять с помощью, как в данном случае, углеродного скотча, и получить тонкую микроструктурированную пленку. Почему такую плёнку нельзя получить сразу? При облучении тонкой плёнки высока вероятность её разрушения (из-за малой толщины и преломления лазерного излучения, которое возникает из-за появления газовых пузырей на поверхности жидкости). Азиза предложила новую методику получения тонких плёнок. Этот новый метод даёт толчок к созданию новых видов памяти, различных видов сенсоров, в том числе биологических. Работа выполнена на базе лаборатории лазерной сварки Самарского филиала ФИАН.
Робот-лесопатолог
Автор: МАКСИМ МИХАЙЛОВ
Название работы: «Робот-лесопатолог»
Руководитель – Игорь Михайлович Лосицкий, сотрудник кафедры систем управления и информатики, руководитель лаборатории молодежной робототехники Университета ИТМО.
«Робот-лесопатолог» Forester — не только шагающий и ездящий, но имеющий «мозги» робот, задачей которого является наблюдение за состоянием леса. Он выполняет несколько функций и может с успехом в будущем заменить лесника: собирает актуальную информацию о состоянии деревьев, определяет участки, которые нуждаются в санитарной вырубке, предупреждает лесные пожары. «Лесник» благодаря специально написанной для робота нейросети, может даже определить вид дерева.
На местности робот будет работать следующим образом: квадрокоптер доставляет его до того участка леса, где необходимо произвести анализ, затем робот, отцепившись от аппарата, начинает исследование. Благодаря закрепленной на роботе камере, он с помощью специальных алгоритмов будет понимать, насколько далеко продвинулся от точки высадки. Датчики также помогут точно измерить расстояние до объекта и определить, где находится дерево, что это за дерево, а также в каком состоянии оно находится.
Перемещения нефтяной плёнки
Авторы: ОЛЕГ КИРИЛЛОВ, ЕЛЕНА КОВАЛЬЧУК
Руководитель: Евтушенко Наталья Вячеславовна
Название работы: Моделирование дрейфа плавучих объектов
Авторы создали программу OilMonitor для расчёта перемещения нефтяных пленок в акватории Черного моря вперёд и назад во времени. Проект направлен на решение первостепенной задачи — решить проблему загрязнения мирового океана нефтью и нефтепродуктами. Алгоритм, разработанный для программы, тестировался по данным спутниковой радиолокационной съемки: специально для верификации алгоритма была создана база данных изображений, полученных с космических аппаратов SENTINEL-1A/B, на которых в разное время можно наблюдать одно и тоже пленочное образование. Итоговый алгоритм наиболее точно показывает перемещение пленки на поверхности акватории. Алгоритм учитывает силу Кориолиса, центробежную силу, инерцию, направление и скорость ветра, течений, температуру поверхности воды.
Эта программа имеет несколько зарубежных и отечественных аналогов, но алгоритмы OilMonitor универсальны и могут быть эффективны для любой акватории.
А в мае 2018 года финалистам конкурса предстоит защитить честь молодой российской науки на всемирной выставке Intel ISEF в США. Пожелаем им успеха!
