1–3 грудня 2022-го в Гаосюні, що в Тайвані, пройшла одна з найбільших виставок в Азії — KIDE. Це міжнародна виставка винаходів і дизайну, де винахідники демонструють результати наукових досліджень, просувають ідеї та обмінюються досвідом.
Цього року 18 юних винахідників з України вразили журі своїми розробками та здобули на змаганні призові нагороди. Нам вдалося поспілкуватися з ними та дізнатися більше про їхні переможні проєкти.
Як це — досліджувати розповсюдження гравітаційних хвиль: історія Максима Матвієвського
Хлопець дослідив розповсюдження гравітаційних хвиль у неоднорідному космічному просторі в умовах розширення Всесвіту. Зі своїм проєктом здобув золоту нагороду на KIDE.
Розкажи про свій проєкт: у чому його суть і як відбувалася робота?
Мій проєкт — це математична модель подвійної системи пульсарів, заснована на трьох формулах. Вони описують потужність гравітаційного випромінювання, дистанцію між об’єктами системи та кутову швидкість цих об’єктів. Модель підкріплює комп’ютерна симуляція, яку я написав мовою програмування JavaScript і вбудував у вебзастосунок, що заснований на фреймворку Next.js (середовищі, що полегшує створення програм, — прим. ред.). Вебзастосунок дозволяє створювати власні системи та досліджувати їх у середовищі веббраузера.
Досліджувати подвійні системи пульсарів досить складно. Тож я дещо спростив процес: зробив орбіту коловою, а не еліптичною, а також розташував найважчий об’єкт системи в центрі орбіти. А ще я визначив велику піввісь як радіус орбіти, себто як дистанцію між двома об’єктами системи. Це дозволяє хоч не так точно, але досить швидко досліджувати параметри подвійних систем.
Чому ти вибрав саме тему гравітаційних хвиль?
Почав цікавитися гравітаційними хвилями досить спонтанно. Влітку 2021 року я вирішив подавати відео на Breakthrough Junior Challenge, для якого мав створити науково-популярне відео на якусь складну наукову тему, і розмірковував, про що можна доступно та цікаво розповісти. Натрапив на астрономію гравітаційних хвиль, і мене вразило це явище. Зрозумів, що хотів би заглибитись у цю тему, а вже за 4 місяці вирішив про це створити науково-дослідницьку роботу на Конкурс-захист МАН. Розробляв проєкт близько трьох місяців, але пізніше, на різних етапах конкурсу постійно вдосконалював його. Зокрема вносив правки в роботу перед KIDE.
Поділися подробицями роботи над проєктом. Що цікавого відзначив для себе у процесі?
Над проєктом я працював сам, від наукового керівника — Олександра Баранського — отримував лише рекомендації. Загалом роботу не можу назвати дуже простою, адже написання науково-дослідницької праці вимагає суттєвих зусиль. Але мені цей процес сподобався: я знаходив щось веселе та захопливе навіть у нічних посиденьках за роботою за компанію з десятком горняток кави :)
Чи плануєш надалі вивчати гравітаційні хвилі?
Звісно! Я хочу передусім вдосконалити свій проєкт. Справа в тому, що в цій роботі я використовував переважно класичну механіку. Проте коли моя змодельована система наближається до свого логічного завершення — моменту колапсу, значення параметрів стають доволі неточними, а класична механіка дає занадто великі діапазони похибок. Тому щонайперше я планую виправити цей момент, використавши побільше рівнянь Айнштайна, аби врахувати ці погрішності.
А ще, окрім гравітаційних хвиль, я захоплююсь екологією, тож хотів би розвинутися й у цьому напрямі. Раніше я волонтерив, організовував збори у своєму селищі, аби розчищувати нелегальні сміттєзвалища, подавався на GENIUS Olympiad з бізнес-планом екозастосунку. Тепер хочу спробувати зробити в цій галузі щось прикладне.
Як це — шукати основу для антидіабетичних засобів: історія Ірини Гудими
Дівчина вивчала імуномодулюючий вплив концентрату природного поліфенольного комплексу з червоного виноградного вина на щурів з експериментальним цукровим діабетом (такий діабет штучно індукують піддослідним щурам за допомогою стрептозотоцину). Із дослідженням здобула золоту нагороду на KIDE.
Розкажи детальніше про своє дослідження: що саме ти вивчала і як?
Я досліджувала цукровий діабет 1-го типу, тому що наразі не існує засобів для повного вилікування саме від цього типу хвороби. Пацієнти можуть лише дотримуватися низьковуглеводної дієти та колоти інсулінові ін’єкції. Тож я замислилася над тим, як створити певні засоби, що стали б базою для повноцінних антидіабетичних ліків.
Так і дійшла до дослідження впливу поліфенольного комплексу з червоного вина на цукровий діабет 1-го типу. Я вивчала, наскільки цей комплекс здатен понижувати рівень цукру у крові пацієнтів. Експерименти зі щурами дали позитивний результат: комплекс справді понижував рівень цукру.
Далі я дослідила вплив комплексу на лейкоцитарну формулу, адже за цукрового діабету рівні одних лейкоцитів знижуються, а інших — підвищуються. У цьому плані експерименти теж виявилися вдалими: рівень лейкоцитів мав тенденцію до нормалізації, хоч і поки не повернувся до норми цілковито. Також я дослідила вплив комплексу на імунні компоненти і теж спостерігала нормалізацію, хоч і, на жаль, не для всіх.
Чому вирішила досліджувати саме цукровий діабет?
Моя мама має цукровий діабет 1-го типу, тому я постійно задавалася питаннями, чому так буває і що з цим можна зробити. А коли почала вивчати цю тему, дізналася, що, за дослідженнями вчених, поліфеноли й інші компоненти поліфенольного комплексу мають цукрознижувальну дію. Окрім цього, зараз у науці є своєрідний тренд на вивчення рослинних речовин у розрізі їхньої лікувальної дії, зокрема й у випадках цукрового діабету. Почала експериментувати й ось уже третій рік займаюся цим проєктом.
Що найбільше запам’яталось у роботі над проєктом?
Було незвично працювати в лабораторії, у віварії (приміщення, де утримують лабораторних тварин — прим. ред.), а також дивувало те, як скрупульозно проводять тут експерименти: потрібно не забруднити проби, та й узагалі нічого не зіпсувати ненароком. Також доводилося багато разів повторювати один і той самий експеримент, аби отримати точні дані, все постійно перевіряти. Цей досвід був для мене новим. Раніше я, як і, мабуть, більшість недотичних до науки людей, вважала цей процес легшим.
Як відбувалася співпраця з науковою керівницею?
Моя наукова керівниця — Марія Володимирівна Сабадашка, професорка та доцентка Львівського національного університету імені Івана Франка. Вона веде гурток біохімії, який я відвідувала. Я дуже захопилася цим напрямом, захотіла спробувати себе в ньому — так ми почали співпрацювати з пані Марією. Вона справжня менторка: навчала мене, показувала, як усе правильно робити. Загалом її роль у цій роботі досить вагома, адже саме завдяки її допомозі ця розробка взагалі стала можливою. Мені дуже сподобався процес нашої спільної роботи.
Які плани щодо розвитку за напрямом біологічних досліджень?
Я б хотіла вивчитися за профілем біомедицини чи біології, а надалі працювати у фармакологічній індустрії як дослідниця. Хочу продовжувати займатися темою цукрового діабету і зрештою здобути докторський ступінь.
Як це — розробляти рішення для боротьби з кібершахраями: історія Даниїла Маментовича
Хлопець виконав проєкт «Моделювання фішингової атаки на користувачів бездротової мережі». Із роботою здобув срібну нагороду на KIDE.
Розкажи, про що саме твій проєкт.
Я спробував дослідити, як відбувається фішингова атака на користувачів мережі на практиці (фішинг — шахрайське виманювання особистої інформації в користувачів — прим. ред.). Для цього створив пристрій, який роздає Wi-Fi усім охочим довкола — аналогічні засоби використовують і зловмисники. Його можна розташувати в публічному місці, де багато людей і високий попит на безкоштовний і вільний доступ до інтернету. Для користувачів це виглядає як звичайна точка доступу, однак коли вони до неї підключаються, потрапляють на сторінку авторизації — там потрібно ввести деякі дані із соціальних мереж, а також електронну пошту та пароль до неї. Ця інформація зберігається на пристрої, а зловмисники вже можуть робити з нею все що завгодно.
Я виготовив пристрій за схожим принципом і провів експеримент, що моделює фішингову атаку. Мені було цікаво, скільки людей підключаться до підозрілої мережі, яка вимагає в користувачів особисту інформацію.
Як проходила робота над проєктом?
Почав займатися цим проєктом рік-півтора тому, коли вирішив створювати науково-дослідницьку роботу для МАН. У мене вже були навички роботи з операційними системами на основі ядра Linux, тож я хотів їх якось використати задля науки. Порадився з науковим керівником і зупинився на роботі, що привертатиме увагу людей до однієї з актуальних проблем, а саме до фішингових атак. Ми вирішили застосувати мої навички, аби створити пристрій, що моделюватиме ці атаки та буде дешевшим за схожі девайси. Я використав одноплатний комп’ютер на базі операційної системи Linux і програмне забезпечення з відкритим кодом — завдяки цьому мій пристрій вийшов справді недорогим.
Найцікавішим етапом роботи було тестування. Для мене ця «точка доступу» виглядала як очевидна фішингова атака, водночас у багатьох людей у публічному місці не виникало жодних питань із цього приводу. Це можна пояснити, адже подібні сторінки авторизації можна зустріти в аеропортах, готелях, ресторанах тощо. У процесі мені було цікаво спостерігати, як люди реагують на такі підозрілі сторінки.
А як відбувалася співпраця з науковим керівником?
Так вийшло, що в мене було одразу двоє наукових керівників. Спочатку ми працювали з моєю вчителькою інформатики — Ольгою Олександрівною Шапоріною, а пізніше вона дала мені контакт викладача Павла Володимировича Мерзликіна. Він мені дуже допоміг з інформацією, зокрема розповів про одноплатні комп’ютери, про принципи роботи з ними, а ще ми обговорювали вже наявні проєкти в моїй галузі. Далі над проєктом працювали вже втрьох.
Чи плануєш вдосконалювати свій пристрій надалі?
Так, планую. У моєму пристрої ще є що допрацювати, тож хочу покращити його. Наразі з ним можна проводити досліди в дуже обмежених масштабах, адже пристрій потребує доступу до локальної мережі. Приміром, у своєму навчальному закладі я можу його застосувати, а в торговому центрі — ні. Тож я спробую полегшити використання пристрою. А окрім цього, шукаю себе в інших дотичних сферах.
Більше переможних історій МАНівців читай у наших попередніх матеріалах:
Як це — запустити свій науковий проєкт у космос на ракеті SpaceX Dragon: історія Софії Давидової