Какие разработки молодых учёных вдохновили журналистов «КШ» на Форуме в Нижнем Новгороде
В середине сентября десант школы научной журналистики «Кота Шрёдингера» высадился в Нижнем Новгороде, где проходил форум «Наука будущего — наука молодых». Студенты и аспиранты со всей России, вышедшие в финал конкурса научных работ, представляли здесь свои исследования. А журналисты «КШ» в режиме онлайн переводили их выступления с научного на русский и пытались найти самые интересные для читателя. Публикуем некоторые из получившихся заметок.
Соблюдай дистанцию!
Разработан электронный тренажёр, который будет помогать фехтовальщикам, боксёрам и другим спортсменам «прокачивать» чувство дистанции. Проект представил студент Кубанского государственного технологического университета Богдан Кирмасов. Он занимается фехтованием уже 12 лет (кандидат в мастера спорта), интересуется боевыми искусствами. Спортивные увлечения и вдохновили его на создание устройства. Тренажёр представляет собой плату с микроконтроллером и ультразвуковым приёмопередатчиком, который отправляет ультразвуковую пачку импульсов к объекту. Соответственно, зная скорость звука и время, за которое он доходит до объекта и возвращается, можно вычислить расстояние до него. Прибор фиксируется на голове спортсмена с помощью повязки или крепится на фехтовальную маску.Датчик определяет расстояние, на котором спортсмен дотягивается или не дотягивается до противника. Когда допустимая дистанция нарушена, прибор издаёт сигнал. Такой метод отлично подходит для выявления ошибок, что упрощает работу спортсменам и тренерам.
Черная плесень улучшит мороженое
Гриб Aspergillus niger, больше известный как обычная чёрная плесень, активно используется в промышленности.
В частности, с его помощью производят лимонную кислоту. Однако в результате образуется много отходов, которые обычно сжигают или отправляют на корм скоту.
Студент Санкт-Петербургского государственного технологического института Никита Храпатов предложил технологию, позволяющую из биомассы грибов, оставшейся после производства лимонной кислоты, выделять особые белки— гидрофобины. Они содержатся в клеточной стенке и делают ее поверхность гидрофобной — отталкивающей воду.
Гидрофобины тоже можно применять в пищевой промышленности. Например, при производстве мороженого — эти белки образуют плотную пену и не дают ей расслоиться на фракции в процессе заморозки. И пусть вас не смущает, что в пломбире или эскимо окажутся производные чёрной плесени. Эти белки безвредны, а по вкусу и консистенции напоминают обычные пищевые жиры.
Голова:теперь в 3D
Для оценки повреждений, полученных при черепно-мозговых травмах, сегодня активно используется компьютерное моделирование головы. Полина Дубровина, студентка СПбГЭТУ «ЛЭТИ», предложила 3D-модель человеческой головы, учитывающую персональные данные пострадавшего — благодаря снимкам КТ и МРТ.
«Меня не перестаёт удивлять, насколько совершенен наш организм с биомеханической точки зрения. В частности, структуры мозга, которые взаимно дополняют друг друга, а в экстремальных случаях могут даже восполнить функции повреждённых структур,— делится Полина.—С другой стороны, это исследование натолкнуло меня на мысль, насколько же хрупка человеческая жизнь: механический удар небольшой силы, приложенный к так называемому слабому участку головы, сразу же приводит к летальному исходу. В то время как удар гораздо большей силы, пришедшийся на другой участок, может вызвать только незначительное сотрясение мозга».
Дешеый и точный шумомер
Окружающие звуки создают постоянный шумовой фон. Далеко не всегда он приятен на слух, а иногда может нанести серьёзный вред здоровью. Выпускник Забайкальского государственного университета Игорь Чупров спроектировал устройство, которое упростит наблюдение за уровнем шума, например, в заводском цеху.
В новой разработке использованы наиболее доступные по цене компоненты и материалы, в то же время по функционалу она не уступает дорогим аналогам. Новый шумомер анализирует частоту и громкость звуков, фиксирует уровень шума через равные промежутки времени, что позволяет проводить длительные наблюдения. Данные собираются в специальной программе.
Сварить кровь микроволнами
Студентка Чувашской государственной сельскохозяйственной академии Елена Сергеева разработала установку по производству варёной крови, используемой в качестве добавки к корму животных. Технология преобразования крови убитых животных в белковый пищевой продукт существовала и ранее, смысл нового метода в более качественном обеззараживании сырья за счёт использования двух видов излучения: микроволнового и инфракрасного.
«Я живу в сельской местности, поэтому проблемы животноводства не могут меня не волновать,—рассказала Елена Сергеева.—Однажды, будучи на практике, мы посетили мясокомбинат, где я увидела, сколько крови не уходит на переработку. Так родилась наша технология».
Помочь слепым не спотыкаться
Обувная насадка вибрацией подскажет, что перед вами: ступенька, неровность, яма или иной перепад высот. Устройство для слепых и слабовидящих представил на форуме «Наука будущего—наука молодых» Валерий Ильин, студент МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Инфракрасные и ультразвуковые сенсоры, встроенные в насадки, собирают информацию о качестве дороги. Основываясь на этих данных, устройство оповещает владельца о препятствиях с помощью трёх видов вибрации — короткой, длинной и многократной.
Молекулы от депрессии: дайте восемь
Результаты исследования психотропной активности восьми новых молекул представила студентка Башкирского государственного медицинского университета Гульнара Гайсина. Молекулы синтезированы на кафедре фармацевтической химии БГМУ.
В экспериментах на мышах удалось обнаружить, что эти вещества обладают антидепрессивным, обезболивающим, противотревожным и успокоительным эффектами, при этом не достигают запрещённого уровня токсичности.
Все эти молекулы являются произво- дными соединения под названием 3-замещённый тиетан-1,1-диоксид. Конечным результатом может стать появление инновационного лекар- ства на аптечной полке.
Увидеть живую руку
Новая технология научит компьютер различать руки человека на видеозаписях в режиме реального времени. Доклад о разработке представила аспирантка Тульского государственного университета Инесса Грачёва.
Вначале машина распознаёт на изображении лицо и определяет цвет носа — обычно он примерно такого же оттенка, что и руки. После этого срабатывает алгоритм, который по цвету отделяет руки на картинке от всего остального, — пиксельный классификатор. Дальше, по словам Инессы, нужно убедиться, что полученная картинка именно рука, а не похожий на неё фрагмент тела. Для этого создаётся «скелет» эталонной руки и объектов на картинках, машина сравнивает их между собой.
Новый грунтомёт тушит лучше
Установку для тушения лесных пожаров разработали в Воронежском государственном лесотехническом университете им. Г. Ф. Морозова. Доклад об этом проекте представил на форуме Александр Князев, доцент ВГЛТУ.
Грунтомёты активно используются там, где туго с водой. Но они плохо работают, если в почве много корней, камней и других помех. Новая установка при помощи зубьев вгрызается в почву и загребает её вместе с корнями и ветками, которые потом измельчают спицы ба- рабана. Если на пути встречаются крупные камни, система складывает зубья и огибает препятствие. «Сейчас проходит испытание опытный грунтомёт, работающий по нашей технологии»,—рассказал Александр Князев.
Околоплодные воды с точностью до миллилитра
Технология, разработанная в Читинской государственной медицинской академии, нужна для создания ЗD-модели околоплодных вод и точного определения их объёма. Доклад об исследовании пред- ставил на форуме студент Андрей Мудров.
Точное знание о количестве околоплодной жидкости помогает обеспечить правильный медицинский уход. Многоводие часто является симптомом аномалии развития желудочно-кишечного тракта, внутриутробной инфекции, маловодие — пороков мочевыделительной системы у плода.
Новый метод позволяет на основе данных УЗИ создать 3D-модель, после чего специальная программа рассчитывает объём околоплодных вод в миллилитрах. «Технология уже применяется. На данный момент она распространяется в Забайкальском крае и получает всё большую популярность»,—прокомментировал работу Андрей.