Идеи научно-технических проектов

Стоит обратить внимание на задачи в области:
  • распределенного управления;
  • обработки больших данных;
  • проектирования комплексных интеллектуальных энергосистем различного масштаба (в рамках одного дома или целого города);
  • применения концепции «интернета вещей» к инженерным инфраструктурам;
  • организации автоматизированных потребительских сервисов;
  • формирования модели поведения потребителей на основе информирования, геймификации и социальных сетей.

Прорывные задачи могут быть такими:
  • создание на основе постсиликоновой силовой электроники новых киберфизических устройств;
  • технологическое управление в сложнозамкнутых системах с большой неопределенностью;
  • способы и инструменты взаимодействия человека с интеллектуальными системами управления;
  • порождающее (моделеориентированное) проектирование систем управления;
  • технологии коллективного планирования развития инфраструктур.
  • Как постоянно и без сложностей для человека отслеживать влияние порции конкретного приёма пищи на организм?
  • Как изменить привычки людей в области еды, чтобы перейти на принципиально новую модель потребления?
  • Как при помощи технологий эффективно и безопасно производить питательные вещества (например, синтезировать белки и жиры из водорослей)?


СИГНАЛ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ПЕШЕХОДОВ

Проект одного из победителей конкурса Intel 2009 года поможет предупредить пешеходов о приближении беспилотного автомобиля. Команда школьников разработала устройство, позволяющее моментально заглушить сигнал наушников в случае надвигающейся опасности. Устройство синхронизируется с гудком автомобиля и обращает внимание задумчивого пешехода на приближающийся автомобиль.

АЛГОРИТМ ПРОТИВ ОСКОРБЛЕНИЙ

Чем активнее школьники используют социальные сети, тем чаще им приходится сталкиваться с кибербуллингом — оскорблениями в свой адрес как от одноклассников, так и от незнакомых людей. Тринадцатилетняя участница GSF придумала алгоритм, который еще в момент печати нецензурного выражения предлагает обидчикам задуматься об осмысленности своего поступка. Контрольный эксперимент прошел удачно: 90% тех, кому предложили подумать, отказались от отправки или публикации оскорблений.

ТЕСТ НА ЭБОЛУ

В 2015 году на Google Sciеnce Fair победила школьница, придумавшая тест, на ранней стадии определяющий заражение вирусом Эбола. Устройство оказалось намного дешевле, проще в применении и быстрее, чем существующие методы. По словам изобретательницы, тест можно адаптировать для диагностики ВИЧ и лихорадки Денге.

КОМПЬЮТЕР ПРОТИВ ГРИППА

Победитель Google Science Fair 2013 года использовал компьютерное моделирование для борьбы с эпидемиями. При помощи компьютерного анализа ему удалось найти вещество, которое будет эффективно бороться с наиболее опасными видами гриппа. Юный исследователь выяснил, что вирусы не смогут обрести устойчивость к обнаруженному ингибитору.

НАНОЗАЩИТА ОТ ОБЛУЧЕНИЯ

Одна из победительниц Intel ISEF 2011 года получил приз за изучение процесса, благодаря которому наночастицы специальных веществ защищают от радиации больных раком людей, проходящих химиотерапию. Школьница определила количество частиц, необходимых для того, чтобы клетки сохраняли способность к делению.

БЕСКОНТАКТНАЯ ЗАРЯДКА ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

В 2015 году один из участников всемирной ярмарки научных достижений школьников представил проект технологии, позволяющей заряжать электромобили через магнитные поля прямо на стоянках или во время пробки. Звучит не слишком реалистично, но схожие проекты представляют и серьёзные инженеры. Например, в США работают над дорожным покрытием из солнечных батарей, подзарядиться от которого можно в любом месте.

УМНАЯ СИРЕНА ДЛЯ «СКОРОЙ»

Девятиклассник из Индии в 2013 году предложил заменить автомобильные сирены на GPS-оповещения, посылаемые на смартфон. Согласно его расчётам, такой сигнал доберется до других водителей намного раньше звука сирены и предоставит в восемь раз больше времени на то, чтобы среагировать и уступить, например, карете скорой помощи.

РОБОТ НА ГРЯДКЕ

Школьник из французской деревни Элиот подумал, что из-за нехватки времени слишком мало людей самостоятельно выращивают овощи и фрукты. В то же время многие увлекаются играми вроде «Весёлого фермера». В качестве прототипа он разработал небольшого робота, который по команде со смартфона может сеять и собирать морковь.

БАКТЕРИИ ВМЕСТО УДОБРЕНИЙ

Команда школьниц из Ирландии победила в 2014 году на Google Sciеnce Fair с научным проектом, доказывающим, что споры некоторых бактерий могут значительно улучшить всхожесть злаковых. В результате 120 тысяч замеров они заключили, что ячмень благодаря этим бактериям не только прорастает быстрее, но и оказывается в результате более питательным.

ДРОНЫ НА СЛУЖБЕ У ФЕРМЕРОВ

В результате двухгодичного исследования школьники спроектировали легкий и экономичный беспилотник, способный сеять и удобрять растения на крупных полях. Сначала они создали виртуальную модель аппарата в специальной программе, а потом разработали прототип из легких пород древесины и углепластика.

КРИПТОВАЛЮТА ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ

Осенью 2015 года в центре прототипирования НИУ ВШЭ проходило соревнование по финансовым технологиям. Выиграла команда, предложившая криптовалюту Permacoin: виртуальные монеты выдаются тем, кто сохраняет на своих компьютерах резервную копию главных артефактов культуры. Можно получить поощрение за загрузку материалов из большой базы данных — к примеру, из Библиотеки Конгресса США, занимающей 200 терабайт. Алгоритм регулярно проверяет жёсткий диск, чтобы ничего не было удалено и, если всё в порядке, выдаёт пользователю определенное количество Permacoin.

ФИНАНСОВЫЙ ПРОГНОЗ ОТ GOOGLE

Используя инструменты математического анализа, участник школьного конкурса Intel ISEF разработал алгоритм для предсказания финансовых кризисов. Во многом нестабильность объясняется паникой людей, резко меняющих свою стратегию использования и сбережения денег. Школьнику же удалось обнаружить закономерности между этой паникой и тем, какие запросы наиболее популярны в Google.

ПРОГРАММЫ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЁННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

В управлении распределённой энергетической цепью участвуют буквально все её пользователи, что значительно осложняет ее функционирование. Ещё в 2011 году двое школьников из США решили проверить, насколько эффективной может быть распределённая энергетика и попытались разработать программное обеспечение, которое отслеживает перерасход энергии в одних местах и направляет эти излишки в другие участки сети.

ШАГОМЕР-ГЕНЕРАТОР

Лежащая на поверхности идея — использовать энергию человеческого тела для подзарядки портативных устройств. В разные годы финалисты Google Sciеnce Fair предлагали не только заряжать телефоны при помощи шагов, но и обеспечивать
током небольшие фонарики от тепла сжимающей их руки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

Разработать стратегию обновления энергетики помогают и социологические исследования. Участники Intel ISEF опросили
несколько сотен человек и выяснили, что более ответственное использование энергии предопределено лишь одним фактором — информированностью об альтернативных её источниках.

РОБОТ-МУХА

Финалист Google Sciеnce Fair 2014 года попробовал усовершенствовать летающих роботов, которые участвуют в поисково-спасательных операциях после землетрясений и часто приходят в негодность из-за падающих обломков. Для этого он разработал датчик, имитирующий биологический механизм мух, которые столь ловко улетают от опасности.

ДОСТУПНЫЙ ДРОН

В том же году финалисты Intel ISEF придумали, как удешевить беспилотник в пять раз. Они постарались разработать такую конструкцию, которую можно собрать чуть ли не из подручных материалов. Как это часто бывает со сложными инженерными задачами, сам процесс решения или даже попытка оказываются ценнее успешного результата.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ НАВИГАЦИЯ

Примером теоретической задачи из области беспилотных летательных аппаратов является разработка математического алгоритма, позволяющего ориентироваться без связи со спутниками. Одному из школьников удалось расписать алгоритм, который помог бы беспилотнику самостоятельно добраться из точки А в точку Б.

НАНОДОСТАВКА ГОРМОНОВ

Финалист Intel ISEF 2007 года изучил наноустройства, способные точечно доставлять гормоны в мозг для терапии при
болезни Паркинсона. Пока это чуть ли не единственный проект на стыке медицины и нейротехнологий за всю историю конкурса.

ТРЕНИРОВКА ДЛЯ НЕЙРОНОВ

Победитель того же конкурса 2012 года разработал приложение для тренировки памяти и внимания. Чтобы проверить эффективность инструмента, школьник объединил приложение с устройством, улавливающим мозговые волны. Анализ собранных показателей поможет сделать работу еще точнее.

ТАРАКАН-КИБОРГ

В 2015 году участники летней Школы юных нейротехнологов, организованной Московским технологическим институтом, имели дело с тараканами-киборгами – живыми насекомыми, которыми можно управлять при помощи команд мозга.