Что показал XVI Балтийский научно-инженерный конкурс

В Санкт-Петербурге 517 одаренных подростков из России и стран СНГ продемонстрировали свои научные проекты на XVI Балтийском научно-инженерном конкурсе. Его финалистов называют «надеждой российской науки», а сам конкурс сравнивают с «нобелевкой» для школьников. Как выглядят «надежды» и что предлагают будущему, узнал «Огонек».

Текст: Наталия Нехлебова. Фото: Александр Коряков

У стендов с описанием работ дежурят подростки. Им от 12 до 18 лет. Длинноногие нескладные кузнечики и почти взрослые, в солидных костюмах и усах. Изобилие научной мысли разделено на 10 секций: математика, физика, химия, биология, медицина, экология, робототехника, техника, программирование, науки о Земле. На конкурс подано 2500 заявок из 71 региона России и стран СНГ. 371 проект был допущен к финалу. Это нестандартные работы со свежим взглядом на научные проблемы. Небольшими флотилиями ряды застывших школьников разрезают эксперты из жюри (их тут работает несколько: научное, учительское, бизнес-жюри, молодежное, жюри вузов и академических институтов). Одних докторов наук — 30 человек, а всего около 400 специалистов оценивают естественнонаучные открытия и изобретения подростков. «Сам не понимаю, как нам удается договориться,— комментирует Илья Чистяков, создатель конкурса и президент фонда "Время науки".— Некоторых ректоров вузов обычно не усадить за один стол переговоров, настолько серьезные у них противоречия, а к нам они приходят и договариваются. Ребятам приходится представлять свои работы до 40 раз разным экспертам. Зато они учатся хорошо говорить».

Такая армия специалистов — от академиков до аспирантов — просто необходима. Разброс тем колоссальный: «Модель четырехспутниковой бесперебойной космической системы связи с Землей для будущих поселений Марса», «Поведение беломорских мидий в присутствии хищника», «Чат-бот "Вконтакте" в качестве управления "умным домом"», «Универсальная башня — альтернативный источник энергии и воды», «Модель самоходной буровой установки для Марса», «Моторная асимметрия передних конечностей у речных бобров», «Трансформируемый модуль космической станции», «Числовые игры разума», «Функции дырявости», «Создание пилотного реактора для получения окисленных битумов», «Альдегиддегидрогеназа 2», «Оценка загрязнения водных объектов Кольского полуострова методом атомной эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой»…

Шагают экзоскелеты, тянутся бионические руки, путаются под ногами марсоходы, внезапно включают душ умные дома. «Почти все — реальные инновации! — удивляются эксперты из бизнес-жюри.— Всем им, что ли, грамоты вручать и на стажировку брать?»

На создание каждого представленного проекта ушло около года. Многие школьники участвуют в конкурсе по второму, третьему разу. «Это такой научный поиск. Добиваемся совершенства. Пусть какой-то проект не пошел, зато понятно, как делать следующий»,— смеются они. «Конечно, за каждым школьником стоит научный руководитель, который ему помогал,— объясняет Илья Чистяков,— поэтому задача экспертов еще и в том, чтобы понять, насколько работа выполнена самостоятельно, действительно ли авторы так хорошо разбираются в теме. Должен отметить: подавляющее большинство участников конкурса — люди серьезные, хотя и дети».

От грядки до космоса

В секции математики самая юная — Саша Денисова из Петербурга. Ей 14 лет. К свитеру приколот значок «Научпоп и веселье». Тема ее исследования — «О структуре порождающих множеств группы биекций счетного множества».

«Сначала мне не нравилась математика,— смеется она.— Мне преподаватель сказала, что я глупая и ничего не могу. Я стала заниматься математикой, чтобы доказать: это не так, и полюбила предмет. Сейчас я занимаюсь математикой, потому что это очень красиво и полно смысла. Тема моей работы классическая, но она плохо изучена. Я нашла новый результат, которого еще не было. Смотрю на свое доказательство и вижу, какое оно лаконичное и совершенное. Когда ты от громоздкого и тяжелого доказательства переходишь к красивому и совершенному — это очень приятно, это чистая красота. Участвую в этом конкурсе, чтобы поделиться этой красотой со всеми».

«Это Siberian Tiger,— представляют своего гигантского робота мальчишки из Москвы Георгий Бондарь и Михаил Кузнецов. Обоим по 17 лет.— Роботизированная платформа для помощи в сельском хозяйстве». Робот выявляет весь спектр проблем, которые вредят урожаю, начиная от жучков и заканчивая бактериальными, вирусными инфекциями и обезвоживанием. Какой именно болезнью заражено растение, «Тигр» определяет с точностью 96 процентов. «Каждое колесо может повернуться на 360 градусов вокруг своей оси,— объясняют парни.— То есть робот может без поворота корпуса развернуться и поехать в другую сторону. Это очень мобильная конструкция. А еще она будет перемещаться между разными полями на электротяге. Таким образом, мы можем сэкономить очень много денег на доставке топлива».

Георгий, кроме робототехники, увлекается живописью, окончил художественную школу. Он написал натюрморт с «Сибирским тигром» для рекламных буклетов. «Я связываю роботов с искусством, с классической живописью,— поясняет он.— Пишу станки, уставших рабочих… это о том, как инженеры ощущают себя в мире роботов. Я бы хотел поступить в вуз, который связан с робототехникой и искусством. Но таких пока нет, к сожалению…»

«На эту работу обратите внимание»,— перешептываются члены научного жюри и показывают на высокого лохматого мальчика в очках. Это 17-летний Георгий Казанцев из Петербурга. Вместе с одноклассником Александром Синицыным он объединил в проекте медицину и математику. Юноши создали новый метод диагностики рака толстой кишки и ее придатка. Система анализирует изображения образцов ткани пациента и определяет наличие злокачественных клеток. «Глобальная наша цель — освободить специалистов от необходимости делать эту работу, чтобы компьютер сам определял,— объясняет Георгий,— это повысит эффективность и скорость диагностики».

Модель жилого модуля космической станции мигает лампочками и расширяется. Ее придумал 15-летний Владислав Кулов из города Тосно. Помогали ему Глеб Прохоров и Михаил Замесин. Им по 16 лет. «Есть одна серьезная проблема в космической теме — это транспортировка объектов на орбиту,— рассказывает Владислав,— это очень дорого, и чтобы уменьшить цену транспортировки, стремятся уменьшить сами габариты модуля, но при этих уменьшениях теряется драгоценное для космонавтов пространство. Наш модуль решает проблему, он складной. Развертывается, когда выходит на орбиту. У космонавтов добавляется 30 процентов объема помещений для жизни и работы».

Война науке не помеха

«Да нет, военные действия не мешают наукой заниматься. Привыкли уже»,— говорит 17-летняя Дарья Шкуренко из Донецка. Она демонстрирует на себе, как работает маленький беспроводной кардиомонитор, который она разработала. «Аналога моему кардиомонитору, который был бы таким же компактным и функциональным, нет,— рассказывает она.— Я могу сохранять свои результаты, могу выводить их онлайн. Этот проект я придумала, основываясь на своих потребностях, у меня есть проблемы с сердцем, мне нужно постоянно контролировать свой сердечный ритм, поэтому я решила создать удобный кардиомонитор. Я с легкостью могу прикрепить его на одежду и не замечать его. Заниматься чем угодно».

Дарья учится в обычной общеобразовательной школе Донецка. «В войне у меня погибли родственники. Друзья покалечились. Нашу школу три раза обстреливали,— рассказывает она.— Прямое попадание снаряда было. Ну ничего, посидели дома. Стекла повылетали, ну новые вставили. Сейчас тоже обстреливают, мы слышим, но разрушений нет. Нормально, учиться можно. Главное, учителя хорошие не уехали…»

Шестнадцатилетняя Анастасия Катина тоже из Донецка. Учится в лицее «Эрудит» для одаренных детей. В этот лицей тоже несколько раз попадал снаряд, а Анастасия придумала, как сочетать микроудобрения при выращивании овощей. «Моя работа посвящена тому, как лучше всего с точки зрения экономики и экологии повысить урожайность,— объясняет девушка.— Раньше Донбасс считался промышленным регионом, сейчас пришлось заниматься сельским хозяйством. И моя научная работа — первая, посвященная использованию микроудобрений на Донбассе. По моим данным, при применении этих удобрений урожайность повышается для томатов на 68 процентов, а для баклажанов на 48 процентов. Это очень нужно Донбассу сейчас. Кроме того, такое сочетание удобрений подходит для почв в Воронежской и Ростовской областях». Тему исследования Анастасии подсказала жизнь. «Мы разную блокаду пережили — по свету, по телефонной связи, не было еды. Питались только гуманитарной помощью. Два-три месяца мы ели только сухари и кашу. Не голод, конечно, но неприятно. Теперь в Донецке у всех есть огородики. Все чего-нибудь выращивают и кур разводят или кроликов».

Девочки участвуют в конкурсе, чтобы поступить в российские вузы и уехать от войны. «Наши семьи уехать не могут, средств нет,— говорит Дарья,— а тут такая возможность».

Возможность в самом деле уникальная: Балтийский конкурс открывает талантливым подросткам путь в большую науку, за ними охотятся ректоры ведущих вузов и директора крупнейших компаний. А авторы пяти лучших работ поедут на Всемирный смотр-конкурс научных и инженерных достижений учащихся Intel ISEF в США. Именами его победителей по инициативе NASA называют малые планеты. В Солнечной системе уже пять малых планет названы в честь российских ребят.

От 50 до 500

Балтийский научно-инженерный конкурс проводится с 2005 года. И главная его цель — вернуть молодежь в российскую науку.

«Мы просто были вынуждены что-то делать,— объясняет Илья Чистяков.— Научные школы оставались без молодежи. Самому молодому специалисту в области геометрии в Петербурге было 63 года. Молодежь вся уезжала. Понятно, что страна в перспективе могла остаться без всего, в том числе и без армии, и без обороны. Поэтому мы решили, что создадим такую структуру, которая помогала бы одаренным в области естественных наук детям. Чтобы в итоге они получали образование здесь, работали здесь и делали для нашей страны то необходимое, что даст ей возможность быть процветающей и сильной. Мы искали научных руководителей в разных регионах, которые могли бы объединить детей. И, к счастью, таких людей нашли. Многие в ту пору оказались государству не нужны, но мы вернули им их призвание — находить и направлять одаренных детей».

Сейчас у Балтийского конкурса есть филиалы в 21 регионе. Там в научных центрах проходят отборочные конкурсы на региональном уровне. На финал в Петербурге приезжают дети из отдаленных городков и маленьких поселков. Если в 2005 году в конкурсе участвовали всего 50 человек, то сейчас их больше 500. Постоянно увеличивается количество секций. «Сначала у нас была только математика,— рассказывает Илья Чистяков,— потом к нам присоединились химики, физики, биологи… Более 30 наград получили наши ученики на мировом конкурсе, 40 кандидатов наук сейчас среди тех, кто принимал участие в нашем Балтийском научном соревновании. И они действительно занимаются наукой. Только за последние годы у них вышли 164 публикации в самых престижных научных журналах. В прошлом году россиянин впервые удостоился премии Американского математического общества. Это престижнейшая награда. И впервые с 1950 года ее получил не американец — лучшим в мире молодым математиком в прошлом году признан победитель Балтийского конкурса Руслан Магдиев. Ему 17 лет, он сегодня уже студент факультета математики СПбГУ».

«Есть задача, которая связана с квантовой физикой и очень многими разделами математики и геометрии. Ее 30 лет не могли решить,— рассказывает Руслан,— ну, а я ее решил. Объединил различные разделы геометрии и нашел элегантную связь очень сложных разделов физики с очень простой детской игрой, которая была популярна в Америке в 1960-х годах. Мой научный руководитель сначала не верил, что это верное решение. Но я ему доказал, как, играя в эту игру, можно понять очень сложную математическую структуру. Игра называется «Полимино». Это набор квадратиков, из которых нужно сложить фигурку минимальной длины.

Все дело в том, что у нас молодые мозги. Мы не знаем о многих испробованных методах, поэтому начинаем создавать что-то свое.

И ничего особого тут не надо. Я, например, могу просто смотреть в потолок, рисовать что-то в голове, и этого мне достаточно, чтобы решать серьезные математические задачи». Сейчас Руслан возглавляет молодежное жюри. И несколько его учеников (именно так — его учеников) представили на конкурсе свои работы.

Хрустальный шар

Балтийский конкурс организован по-особенному. Проезд и проживание подростков, призы — все оплачивают спонсоры. Больше половины участников будут отмечены: получат грамоты или награды от вузов или компаний. «Мы считаем, что большинство ребят нужно отметить,— объясняет Илья Чистяков,— они сделали большую работу. И это их простимулирует двигаться дальше, чтобы получить главную награду. Это хрустальные шары. Они называются «совершенство как надежда». Потому что шар — это совершенная фигура. И мы надеемся, что работы ребят станут совершенными и это совершенство преобразит нашу страну. Шар, когда стоит на полке у ребенка в комнате,— это путеводная звезда, он ведет его дальше. У нас нет денежных призов. Не нужно банальностей. В этом возрасте для детей важно неравнодушие взрослых. Мир детства богаче, чем просто работать за деньги».

Из пяти проектов-победителей, которые получили хрустальные шары и поедут в этом году на мировой конкурс в Америку, есть два изобретения, потенциально способных преобразить мир.

Шестнадцатилетний Владимир Кириленко из Москвы придумал аппаратно-программный комплекс для адаптивной сортировки твердых бытовых отходов. «Я три раза участвовал в конкурсе,— рассказывает он,— и первый раз такая высокая награда. Конечно, волнуюсь от предвкушения дальнейшего процесса работы над моим проектом. Я создал программное обеспечение, которое позволяет автоматизировать процесс сортировки мусора перед утилизацией. Программа уже разбирает пластик, металл, стекло. Сейчас дорабатываем бумагу. Пока есть только две компании, которые занимаются подобными решениями, и они используют принципиально другой метод. Наш быстрее раз в пять и требует меньших вычислительных мощностей».

Одиннадцатиклассник Антон Хрусталев из Петергофа создал «3D печатную бионическую руку с электромеханическим приводом». «Я думал, что победа возможна, но мало на это надеялся,— говорит Антон,— это очень круто. Я третий раз участвую. Я создал общедоступную бионическую руку, которая по характеристикам не уступает большинству существующих аналогов, с другой стороны, ее стоимость в пять раз меньше самого дешевого варианта, который можно найти на рынке. У нее очень крутые механические характеристики. Большое усилие нажатия, прочность и простота изготовления. Любой может распечатать ее у себя дома, если у него есть 3D принтер. Я четыре месяца ее разрабатывал. Ждал долго детали с AliExpress. Само изделие стоит меньше ста долларов… Мечтаю сделать бионику общедоступной. Хочу, чтобы каждый человек, которому нужен протез, мог получить его в обход государства. Сейчас протезы стоят 300–400 тысяч рублей, нужно годами ждать их в очереди, а меня друг попросил сделать бионическую руку — у него нет своей руки с рождения. Он учится на класс младше в моей школе. Ну я и сделал, он будет теперь ею пользоваться. А я буду дорабатывать свое изобретение к мировому конкурсу. Нужно же стремиться к совершенству!»