Предметное соответствие
Биология, экология

Название
Изучение формирования биопленок рекомбинантных бактерий с флуоресцирующими свойствами.

Описание проекта
Учение об образовании биопленок было положено в начале XXI века и до сих пор вызывает огромный интерес исследователей, потому что такой вид существования бактерий создает препятствия в медицинской практике. Меры борьбы подразумевают несколько подходов, один из наиболее распространенных — разрушение биопленок при действии веществ различной этиологии. Однако данные исследования направлены на определение объема разрушенной биопленки, что не исключает сохранение исходного количества жизнеспособных бактерий. Поэтому мы планируем разработать рекомбинантные бактерии E. coli, способные продуцировать TurboFP (Katushka), — мутант флуоресцентного белка из морского анемона Entacmaea quadricolor. Этот продукт биотехнологии поможет в изучении процесса биопленкообразования и детекции воздействия на микроорганизмы веществ, разрушающих планктонные формы.

Задачи:
1. Выращиваем биопленку с нативными компетентными клетками E. coli XL1-Blue
2. Окрашиваем биопленку, используя метод Sternheimer-Malbin для детекции под световым микроскопом.
3. Проводим электропорацию коммерческого pTurboFP вектора, содержащего ген, кодирующий TurboFP (Katushka) в коммерческие компетентные клетки Е. coli XL1-Blue
4. Полученные рекомбинантные клетки проверяем на наличие вектора в ПЦР-РВ.
5. Выращиваем биопленку с мутантными E. сoli и микроскопируем под флуорисцентным микроскопом.

Проблема
Создание рекомбинантных бактерий с флуоресцирующими свойствами (РБФ) для изучения процесса биопленкообразования и детекции воздействия на микроорганизмы веществ, разрушающих планктонные формы. Визуализация РБФ позволяет оценить воздействие таких веществ непосредственно на бактерии, а не на матрикс биопленки.

Планируемый результат
В ходе исследования будут получены рекомбинантные бактерии E. coli, способные продуцировать TurboFP (Katushka), — мутант флуоресцентного белка из морского анемона Entacmaea quadricolor. Участники проекта получат практические навыки по выращиванию биопленок, научатся методам простой и сложной окраски препаратов и основам световой и флуоресцентной микроскопии.

Требования к кандидатам
Знания в области микробиологии, молекулярной биологии и генетики. Навыки в работе с полуавтоматическими дозаторами и микроскопом.

Оборудование и материалы -

Предметное соответствие
Биология, химия, экология

Название
Влияние медоноса своего региона на макро- и микроэлементный состав меда.

Описание проекта
Проект ориентирован на учащихся старших классов, интересующихся исследованиями в области химического анализа продуктов питания, обладающих лечебно-профилактическими свойствами. Одним из таких продуктов является мед. Качество меда определяется многими факторами. Однако макро- и микроэлементный состав меда преимущественно определяется его ботаническим происхождением.

От учащихся требуется:
• Собрать информацию о видах меда в зависимости от нектароносных растений (медоносов) своего региона.
• Выбрать один или несколько образцов меда.
• Собрать нектароносные растения, являющиеся медоносами данного образца меда.
• Изучить условия пробоподготовки образцов растений и меда для химического анализа.
• Собрать информацию по среднему макро- и микроэлементному составу меда.
• Изучить методы химического анализа данных компонентов.
• Провести химический анализ выбранного образа меда и набора нектароносных растений на присутствие определенных макро- и микроэлементов.
• Осуществить математическую обработку результатов исследований. Проанализировать полученные данные по влиянию медоноса своего региона на макро- и микроэлементный состав меда.

Проблема
Изучение динамики содержания химических элементов в меде в зависимости от ботанического происхождения имеет большое значение для перехода к высокопродуктивному и экологически чистому агрохозяйству. Поступая в организм даже в ничтожно малых, часто в следовых количествах, макро- и микроэлементы играют существенную роль в обмене веществ.

Планируемый результат
Рекомендации по использованию различных сортов меда в зависимости от ботанического происхождения, основанные на данных по влиянию медоноса своего региона на макро- и микроэлементный состав меда.

Требования к кандидатам
Умение собирать, изучать, анализировать информацию заданной направленности.
Знание техники безопасности при работе в химической лаборатории.
Наличие практических навыков работы с лабораторной химической посудой
Умение планировать химический эксперимент.

Оборудование и материалы
Оборудование и посуда для проведения качественного и количественного химического анализа: для титриметрического метода анализа (аналитические весы, бюретки, колбы для титрования, мерные колбы, дозирующие устройства); спектрофотометрический метод анализа (спектрофотометр).

Предметное соответствие
Информатика, математика, технология, физика

Название
Разработка универсальной платформы служебных систем для планетохода (лунохода)

Описание проекта
Участники в процессе работы должны решить следующие задачи:
1. Разработать универсальную конструкцию корпуса платформы и креплений модулей полезной нагрузки (ПН) и систем перемещения. Или универсальных корпусных и крепежных деталей для сборки из них необходимого формата платформы.
2. Разработать комплекс управления планетоходом (Arduino, Raspberry Pi и др.).
3. Разработать радиокомплекс.
4. Разработать систему электроснабжения платформы, модулей ПН и системы перемещения.
5. Разработать функциональную схему платформы. Описать механические, электрические и информационные интерфейсы для подключения модулей ПН и системы перемещения.
6. Изготовить и собрать прототип платформы.

Проблема
Рассмотрение вариантов универсальных платформ служебных систем для планетоходов с возможностью использования различной полезной нагрузки (ПН) и способов перемещения.

Планируемый результат
Результатом деятельности команд является работающий прототип платформы с возможностью проведения испытаний (демонстрация работы) его систем радиосвязи, электроснабжения и комплекса управления. Демонстрация конструкции корпуса и креплений платформы.

Требования к кандидатам
Необходимыми навыками участников являются: умение 3D моделирования (в системе автоматизированного проектирования), умение использовать прикладные расчетные программы, базовые знания в области радиоэлектроники и основы программирования. Будет полезным опыт работы с различными видами механической обработки, аддитивными технологиями и композитными материалами.

Оборудование и материалы -

Предметное соответствие
Биология, химия

Название
Здоровый образ жизни, как фактор успешности обучения школьников

Описание проекта
Цель проекта: Оценить влияние образа жизни школьников подросткового возраста на успешность обучения
Задачи:
1. Изучить факторы формирования здорового образа жизни и выбрать показатели для изучения
2. Оценить успешность обучения школьников
3. Провести анкетирование по вопросам информированности учеников о правилах здорового образа жизни
4. Проанализировать влияние образа жизни на успешность обучения школьников

Проблема
Социально-педагогическая характеристика – «успешность обучения» школьников может быть обусловлена не только психолого-педагогическими, нейропсихологическими факторами, но и состоянием здоровья. Состояние здоровья современных школьников является объектом пристального внимания родителей и государства, оно зависит, в том числе от соблюдения правил здорового образа жизни. Эндокринные перестройки в пубертатный период обуславливают повышенную чувствительность организма подростков к воздействию неблагоприятных факторов. Высокие нагрузки во время учебного процесса также влияют на здоровье детей и подростков.

Планируемый результат
В результате проекта будут разработаны рекомендации и наглядная информация по здоровому образу жизни для школьников подросткового возраста.

Требования к кандидатам
Умение работать с базовыми программами MS Office (Excel, Power Point, Word)

Оборудование и материалы
Компьютер, принтер, весы, ростомер

Предметное соответствие
Информатика, психология, экономика

Название
Разработка сценариев для тренажера кибербезопасности

Описание проекта
Мы делаем приложение-тренажер для обучения обычных людей основам информационной безопасности в сети Интернет: надежности паролей, видам аутентификации, защите своих персональных данных и другим похожим темам.
Нам, для нашего тренажера, нужны сценарии. Один сценарий - это описание одного конкретного случая из жизни, например мошенничества, выполненное так, чтобы его потом удобно было программировать. В индустрии разработки программ это иногда называют Use Case или User Story, чтобы создать сценарий, нужно сначала найти интересную или практически полезную ситуацию (тут пригодятся навыки поиска в интернете). Пример ситуации: продавец в личном сообщении на Авито даёт нашему пользователю ссылку на оплату доставки, а ссылка ведёт на фейк Авито, и деньги уходят мошеннику. Затем нужно формализовать эту ситуацию, обычно это делается в виде схемы. Описать, какие действия пользователя в такой ситуации правильные и полезные (им мы учим), а каких следует избегать (за них "ругаем").

Проблема
Средний пользователь, особенно пенсионер, слишком мало знает о компьютерной безопасности, и часто становится жертвой мошенничества в интернете.

Планируемый результат
Ожидается, что участники смогут составить 10 - 20 сценариев.

Требования к кандидатам
Не требуется специальных навыков, только креативное мышление

Оборудование и материалы
Компьютер с выходом в интернет

Предметное соответствие
Информатика

Название
Система анализа кода для онлайн-курсов

Описание проекта
Изучение программирования во многом связано не только с тем, чтобы научиться использовать инструментарий (языки программирования, библиотеки) для решения определенных задач. Важно уделить внимание тому, как именно написан код: применяются ли определенные соглашения по оформлению кода, используются ли заданные паттерны проектирования там, где это уместно. Онлайн-курсы, которые используются для обучения программированию во всем мире, ограничены в части проверки программ, реализованных слушателями. Они позволяют оценить производительность программы, количество потребляемой памяти. Использование модульных тестов позволяет автоматически проверить корректность программы, однако качество кода никак не оценивается.
Проект направлен на решение данной проблемы: реализацию анализатора кода для выбранного Вами языка программирования по ряду критериев: соответствие определенному стилю кодирования (из общепринятых), реализацию объектной модели согласно заданной спецификации (условием задания), других критериев (обсуждаемо).

Проблема
Автоматическая проверка программ в онлайн-курсах, связанных с программированием, ограничивается выполнением модульных тестов и оценкой используемых ресурсов компьютера. Анализ кода программ в части "учебных" критериев - стилистики написания кода (в т.ч. использования паттернов проектирования), использования возможностей языков программирования и библиотек согласно изучаемым темам, не реализован в существующих платформах онлайн-курсов, и позволит существенно повысить качество дисциплин, реализуемых онлайн.

Планируемый результат
В результате должна быть реализована платформа, представленная в виде веб-сервиса, позволяющая выполнять анализ кода по определенным критериям, поддерживающая расширение возможностей в части анализа (возможность «подключения» анализаторов).

Требования к кандидатам
Программирование на языке C#/Java/Kotlin, предпочтительнее C#. Понимание основ построения языков программирования, компиляторов.

Оборудование и материалы
Персональный компьютер, позволяющий вести разработку с использованием одного из указанных языков программирования.

Предметное соответствие
Математика, физика, химия

Название
Поиск оптимальной аккумуляторной батареи для моделей радиоуправляемого гибридного автомобиля или лодки (катера) с водородным топливным элементом (ТЭ)

Описание проекта
Подключиться к решению проблемы, описанной ниже, можно на примере радиоуправляемых моделей гибридных автомобилей масштабом 1:10, или лодок (катеров) на основе топливного элемента, работающего на водороде (далее – Модель).
Участникам проекта предлагается исследовать особенности гибридных энергосистем автомобилей, сравнить различные типы (не менее трёх, например, NiMH, LiPo/LiHV, LiFePO4) аккумуляторов, их зарядные и разрядные характеристики и определить оптимальные параметры аккумулятора Модели.
При проведении экспериментов (не является обязательным условием) следует учитывать следующие ограничения: - запас хода Модели – не менее 20 км; - суммарная ёмкость аккумуляторов для указанного выше запаса хода – не более 5400 мА∙ч или 48 Втч; - запас водорода на Модели – не более 40 л; - максимальное напряжение заряженного аккумулятора – не более 9 В.

Проблема
Проблема иссякаемости традиционных источников энергии и наносимого ими вреда окружающей среде из-за выбросов парниковых газов в атмосферу побуждает общество искать новые решения в области энергетики. Один из подходов – это повышение эффективности использования энергетической инфраструктуры.
Одно из решений, разрабатываемых в рамках этого подхода – использование гибридных энергосистем. Такое решение получило достаточно широкое распространение в автомобилях, когда традиционный двигатель внутреннего сгорания дополняется электродвигателем и мощным аккумулятором. Продолжением этой тенденции являются разработки автомобилей, использующих электродвигатели, аккумуляторы и водородные топливные элементы. Сложная задача для инженеров и ученых на этом пути – найти оптимальный аккумулятор для таких автомобилей.

Планируемый результат
В результате проведенных исследований участники должны определить оптимальные характеристики аккумулятора, позволяющего обеспечить максимально возможный запас хода модели.

Требования к кандидатам
Для успешной работы над проектом достаточно проявлять интерес к энергетике, иметь знания по физике на уровне 9 класса школы, химии и технологии – на уровне 8 класса.

Оборудование и материалы -