Большие вызовы: как астраханские школьники меняют будущее

Большие вызовы: как астраханские школьники меняют будущее

В Региональном школьном технопарке состоялось торжественное награждение победителей регионального этапа Всероссийского конкурса научно-технологических проектов «Большие вызовы». Школьники Астраханской области представили 10 уникальных проектов, каждый из которых предлагает оригинальное решение актуальных научных и технологических задач.

Данияр Утеев разработал комплекс для автоматической сортировки на основе ИИ и машинного зрения 

Победитель
МБОУ г. Астрахани «Гимназия №1»
Наставник: Кужеков Эльдар Асхатович 

Современные производства требуют высокоскоростной и точной сортировки объектов — будь то промышленные детали, товары или упаковки. Данияр Утеев представил программно-аппаратный комплекс, который автоматизирует этот процесс с помощью машинного зрения и нейронных сетей, значительно повышая эффективность конвейерных линий. 

Как работает система?

 Комплекс объединяет аппаратные и программные компоненты: 

• Высокоточные камеры и датчики— фиксируют объекты на конвейере в реальном времени. 
• Алгоритмы машинного зрения — анализируют форму, размер, цвет и другие параметры. 
• Нейронные сети — обучены на больших массивах данных и способны точно классифицировать объекты даже при изменении условий (например, освещения или положения детали). 
• Механизмы управления — обеспечивают быструю и точную сортировку. 

Преимущества разработки

1. Высокая скорость обработки — система справляется с большими потоками объектов без потери точности. 

2. Адаптивность — нейросети корректно работают даже при нестандартных условиях. 
3. Универсальность — подходит для разных отраслей: от логистики до промышленного производства. 

Перспективы внедрения 

Разработка Данияра Утеева может увеличить производительность предприятий, сократив затраты на ручной труд и минимизировав ошибки сортировки. Технология особенно востребована в обрабатывающей промышленности, электронной коммерции и складской логистике.

Ярослав Баландов рассказал о влиянии поляризованного света на растения

Победитель
ГБОУ АО «АТЛ»
Наставник: Мария Федоровна Коряжкина, Игорь Николаевич Корнильев, Мария Петровна Андреева  

Ученые постоянно работают над усовершенствованием методов, включая использование различных типов света для улучшения роста растений, который зависит от освещения, содержания хлорофилла и других факторов. 

Ход эксперимента

Ярослав Баландов изучил, как плоскополяризованный свет разной интенсивности, а также свет полного и красного спектра влияют на прорастание и всхожесть семян двудольных и однодольных растений. Также исследовалось, как освещение влияет на содержание мальтозы в проростках, что может быть полезно в производстве солода. 

Результаты

Результаты показали, что поляризованный свет влияет на влажность зерна. При облучении поляризованным светом с интенсивностью 3700 лк рост пшеницы увеличивается: на 7-й день длина побега на 52% больше, чем в контрольной группе. Кроме того, поляризованный свет также влияет на содержание мальтозы в проростках ячменя и пшеницы.

Диана Еремина представила «умную» остановку будущего: комфорт, безопасность и технологии 

Победитель
МБОУ г. Астрахани «СОШ №33»
Наставник: Шевченко Геннадий Геннадьевич

Городские остановки общественного транспорта часто не отвечают требованиям комфорта и безопасности. Диана Еремина разработала остановочный комплекс, сочетающий современный дизайн, «умные» технологии и устойчивость к вандализму. Проект призван кардинально изменить представление о местах ожидания транспорта. 

Что представляет собой комплекс? 

Остановка разделена на две зоны: 

Закрытое помещение – с климат-контролем, санузлом, вендинговыми аппаратами и платным доступом (по транспортным картам). 

Открытая площадка – с защитой от осадков, удобными лавочками и электронными табло. 

Ключевые особенности 

1. Антивандальная защита – монолитный поликарбонат вместо стекла, видеонаблюдение, ограниченный доступ в закрытую зону. 

2. Защита от непогоды – продуманная конструкция крыши и стен, минимизирующая воздействие ветра, дождя и солнца. 

3. Умные технологии – датчики освещения и движения, онлайн-табло с актуальным расписанием и отслеживанием транспорта. 

4. Дополнительные удобства – климат-контроль, точки продаж напитков и снеков, санузел. 

5. Современный дизайн – минимализм, прозрачные панели для обзора, эргономичная планировка. 

Экономическая модель 

Проект предусматривает самоокупаемость за счет: 

• Размещения рекламы на баннерах и экранах. 

• Дохода от вендинговых аппаратов. 

• Платного доступа в премиальную зону ожидания. 

Почему это важно? 

Традиционные остановки часто не защищают от непогоды, небезопасны и неудобны. Разработка Дианы Ереминой решает эти проблемы, предлагая многофункциональное пространство, которое повышает комфорт пассажиров, уменьшает вандализм и повышает безопасность, интегрирует технологии для удобства горожан.

Ангелина Князькина представила игровой тренажёр «Нейрогонки» для помощи детям с СДВГ 

Победитель
ГАОУ АО ДО «РШТ»
Наставник: Полстянова Валентина Анатольевна 

Современные технологии приходят на помощь в решении медицинских и образовательных задач. Ангелина Князькина разработала прототип игрового тренажёра с биологической обратной связью «Нейрогонки», призванный помочь детям с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) улучшить концентрацию и когнитивные навыки. 

Принцип работы 

Тренажёр сочетает нейротехнологии, игровые механики и образовательные методики: 

• Нейрогарнитура MindWave Mobile считывает биопотенциалы мозга пользователя

• Данные по Bluetooth передаются на микроконтроллер Arduino для обработки 

• В зависимости от уровня концентрации пользователя меняется игровой процесс в реальном времени 

• Интуитивно понятный интерфейс делает взаимодействие простым и увлекательным 

Ключевые преимущества решения 

1. Повышение концентрации через игровые механики 

2. Развитие когнитивных навыков (память, внимание, усидчивость) 

3. Немедикаментозная поддержка при СДВГ 

4. Увлекательный формат, мотивирующий детей к регулярным занятиям

Социальная значимость проекта 

Благодаря такому подходу дети с СДВГ получат возможность научиться управлять своим вниманием, улучшить эмоциональную саморегуляцию и повысить успеваемости в школе.

Илья Никифоров разработал алгоритм поворота солнечного трекера с эффективностью 99,65% 

Победитель
ГБОУ АО «АТЛ»
Наставник: Семёнов Иван Игоревич, Шевченко Геннадий Геннадьевич

В условиях растущего спроса на «зелёную» энергетику молодой инженер Илья Никифоров представил систему автоматического позиционирования солнечных панелей, которая повышает их эффективность почти в 2 раза по сравнению со статичными решениями. 

Как работает система? 

1. Умный алгоритм на базе Arduino Mega 2560 вычисляет положение Солнца с учетом: 

• Точного времени суток 

• Даты года 

• Географических координат местности 

2. Прецизионная механика: 

• Горизонтальное вращение: шаговый двигатель 

• Вертикальный наклон: сервопривод 

• Надёжная зубчатая передача 

3. Прочная конструкция: 

• Корпус изготовлен методами лазерной резки и 3D-печати 

• Устойчивость к ветровым нагрузкам 

Решение в цифрах 

Разработанный трекер демонстрирует высокую точность: 

• Ошибка позиционирования не превышает 0,5° 
• Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) достигает 99,65% 
• Чистый прирост эффективности даже с учетом энергозатрат системы — не менее 15% 

Почему это важно: 

Такой трекер решает главную проблему солнечной энергетики — низкий КИУМ (в среднем 52,75% у статичных систем). Особенно эффективен он будет в регионах с переменной облачностью (например, средняя полоса России). Трекер подходит как для промышленных СЭС, так и для частных домохозяйств.

Анна Самсонова разработала антимикробный материал для протезных чехлов 

Победитель
ГАОУ АО ДО «РШТ»
Наставник: Воеводин Илья Геннадьевич   

В сфере протезирования появилась разработка, которая может значительно улучшить качество жизни людей с ампутациями конечностей. Анна Самсонова представила биологически активный полимерный материал на основе силикона, обладающий комплексом уникальных свойств для применения в протезировании. 

Новый материал решает ключевые проблемы, с которыми сталкиваются пользователи протезов: 

• Антимикробная защита — предотвращает развитие инфекций 
• Увлажняющий эффект — снижает раздражение кожи 
• Заживляющие свойства — ускоряет восстановление повреждённых участков 
• Оптимальная амортизация — улучшает распределение нагрузки 

Почему это важно? 

При протезировании конечностей особенно страдают области с минимальным объёмом мягких тканей, костными выступами, покрытыми только кожей, а также с ограниченной способностью выдерживать нагрузку Традиционные материалы часто приводят к: 

• Травматизации кожных покровов 
• Развитию воспалительных процессов 
• Дискомфорту при длительном ношении 

Преимущества разработки 

1. Биологическая совместимость — безопасность для длительного контакта с кожей 

2. Улучшенные эксплуатационные характеристики — сочетание эластичности и прочности 

3. Многофункциональность — одновременное решение нескольких медицинских задач 

Разработка Анны Самсоновой открывает новые возможности в производстве чехлов для протезов верхних и нижних конечностей и реабилитационной медицине, она поможет снизить сроки адаптации.

Егор Шевченко исследовал эффективность микробных удобрений для выращивания овса на засоленных почвах

Победитель
ГБОУ АО «Школа-интернат одарённых детей имени А. П. Гужвина»
Наставник: Андреева Мария Петровна 

В условиях глобального изменения климата и увеличения доли засоленных земель (25% мирового сельхозфонда) молодой исследователь Егор Шевченко представил результаты эксперимента по применению микробных удобрений для повышения устойчивости овса к солевому стрессу. 

Актуальность исследования 

60% пахотных земель России подвержены засолению, а традиционные методы повышения устойчивости растений имеют существенные недостатки: 

• 10+ лет на выведение устойчивых сортов 
• Загрязнение среды химическими удобрениями 

Суть эксперимента 

В лабораторных условиях изучалось воздействие: 

1. Бактериальной культуры Bacillus subtilis штамм 26Д 

2. Консорциума микроорганизмов (6 штаммов от НГУ) на рост овса в условиях: 

• Естественного засоления (почвы Астраханской области) 
• Искусственно созданного солевого стресса 

Ключевые результаты 

1. Увеличение биомассы растений на 15-27% 

2. Повышение устойчивости к хлоридному засолению 

3. Улучшение показателей фотосинтеза 

4. Сохранение почвенного микробиома 

Практическая значимость 

Разработка предлагает экологичную альтернативу химическим удобрениям, решение для реабилитации засоленных земель и повышение урожайности в засушливых регионах 

Перспективы внедрения 

Результаты исследования особенно актуальны для: 

• Южных регионов России 
• Хозяйств, работающих на маргинальных землях 
• Производителей органической сельхозпродукции 

Работа выполнена в рамках программы НГУ по созданию «Атласа почвенных микроорганизмов» и открывает новые возможности для устойчивого развития агросектора в условиях климатических изменений.

Мария Тетерятникова открыла потенциал уникальных бактерий бугров Бэра для повышения урожайности 

Победитель
ГАОУ АО ДО «РШТ»
Наставник: Дедова Анастасия Петровна, Джантелеева Дания Хайдаровна

Мария Тетерятникова представила результаты исследования азотфиксирующих бактерий, выделенных из почв бугров Бэра в Прикаспийской низменности. 

Уникальный источник биотехнологического потенциала 

• Бугры Бэра — геоморфологический феномен, встречающийся исключительно в Прикаспии 

• Изученные почвы содержат особые штаммы азотфиксирующих бактерий 

• Микроорганизмы демонстрируют выраженную ростстимулирующую активность 

Ключевые результаты исследования 

1. Выделены перспективные штаммы бактерий с высокой азотфиксирующей способностью 

2. Подтверждена способность микроорганизмов стимулировать рост растений 

3. Обнаружены признаки усиления защитных свойств растений 

Практическое применение 

Разработка может стать основой для экологичных биопрепаратов нового поколения. Это поможет повысить урожайность без химических удобрений и стрессоустойчивость сельхозкультур.

Ульяна Шилова исследовала влияние нефтяного загрязнения почвы на сельскохозяйственные культуры 

Призер
ГБОУ АО «Инженерная школа»
Наставник: Блюхерова Юлия Сергеевна

Нефть — ключевой энергоресурс современности, однако ее добыча, переработка и транспортировка неизбежно приводят к загрязнению окружающей среды. В состав нефти входят токсичные компоненты: летучие углеводороды, нафталин, тяжелые металлы и другие опасные элементы, которые негативно влияют на экосистемы и здоровье человека. Особую тревогу вызывает загрязнение сельскохозяйственных земель, что приводит к снижению их продуктивности и экономической ценности. 

Ульяна Шилова провела исследование, посвященное оценке влияния нефтяного загрязнения на рост и развитие растений. В рамках работы изучалось воздействие различных концентраций углеводородов нефти на морфологические характеристики сельскохозяйственных культур. 

Ход эксперимента 

Для исследования были использованы три вида растений: кресс-салат, просо и сахарная кукуруза. Почвенные образцы подвергались искусственному загрязнению нефтью в разных концентрациях: 

• 3 образца – 2,5 г нефти/кг почвы, 
• 3 образца – 5 г/кг, 
• 3 образца – 7,5 г/кг. 
• Контрольная группа (3 образца) оставалась незагрязненной. 

В ходе эксперимента фиксировались ключевые показатели: 

• общее состояние растений, 
• развитие корневой и побеговой систем, 
• уровень гибели проростков. 

Результаты и выводы 

Исследование подтвердило, что нефтепродукты оказывают угнетающее действие на растения: при повышении концентрации загрязнения наблюдалось снижение всхожести семян и ухудшение морфологических характеристик. Однако был выявлен и неожиданный эффект: в определенных концентрациях нефть стимулировала развитие некоторых видов растений.

Даниил Михайлов исследовал, как музыка влияет на физиологические реакции школьников и учителей 

Призер
ГБОУ АО «АТЛ»
Наставник: Долгалева Мария Олеговна

С помощью современных технологий Даниил Михайлов измерил кожно-гальваническую реакцию (КГР) и частоту сердечных сокращений у учащихся и педагогов во время прослушивания различных музыкальных произведений. Результаты эксперимента подтвердили уникальность физиологического отклика каждого человека на музыку. 

Как проводилось исследование? 

1. Участники прослушивали различные музыкальные композиции 

2. Специальные датчики фиксировали: 

• Кожно-гальваническую реакцию (изменение электрического сопротивления кожи) 
• Пульс и сердечный ритм 

3. Данные визуализировались в виде графиков 

Ключевые выводы исследования 

• Любая музыка вызывает измеримую биоэлектрическую активность кожи 
• Реакция каждого человека строго индивидуальна 
• Разные музыкальные стили вызывают различные паттерны физиологического отклика 
• Нет двух идентичных реакций даже на одно и то же произведение 

Практическое значение работы 

Исследование стало доказательством универсального физиологического воздействия музыки и наглядно продемонстрировало индивидуальность восприятия искусства. Данные исследования могут быть использованы в самых разных сферах: 

• В образовании — для понимания особенностей восприятия учащихся 

• В музыкальной терапии — для подбора индивидуальных программ 

• В психологических исследованиях — изучения эмоциональных реакций 

Это исследование открывает новые возможности для понимания глубинной связи между искусством и человеческой физиологией, подтверждая, что музыка действительно способна «трогать» нас на биологическом уровне.