День науки: що винаходять українські школярі?

Щорічно в третю суботу травня відзначається професійне свято працівників науки. Це державне свято, засноване в 1997 році Леонідом Кучмою. За цей час встигло вирости ціле покоління молодих винахідників, які, завдяки Малій академії наук мають можливість подорожувати світом з винаходами, брати участь в міжнародних конкурсах і навіть будувати стартапи зі своїх проєктів. Як їм це вдається — розповідає «Рубрика». 

Цьогоріч на науковому конкурсі ICYS-2021 в Сербії 11 українських школярів вибороли 13 нагород. Міжнародна конференція юних дослідників «ICYS» — щорічний захід, який є видом індивідуальних змагань з фізики, математики, екології та комп'ютерних наук. Участь у змаганні можуть брати учні закладів середньої освіти 14-18 років, які вільно володіють англійською мовою. У 2021 році в конференції ICYS взяли участь 143 юних дослідника з 23 країн світу.

Одинадцятикласник із Запоріжжя Іларіон Кулешов отримав золото за розроблений експрес-аналіз дисперсних систем — прилад, який за лічені секунди визначить, чим і наскільки забруднена вода. За свій винахід Іларіон отримав золоту медаль.

«Я називаю свій прилад "тіньовим мікроскопом" — це мікс двох наукових методів. Перший — метод шлірен — дозволяє знаходити оптичні неоднорідності в прозорих середовищах. Також я використовував підходи Левенгука — «батька» наукової мікроскопії. Крапля рідини, вміщена в пристрій, виконує функцію лінзи, через яку проходить пучок лазерних променів, — пояснює винахідник. — Так можна аналізувати воду на вміст пилу, бруду, шматочків пластика. Для аналізу потрібен сам прилад і ноутбук зі встановленою програмою. Результат з'являється на екрані у вигляді графіка: він показує, наскільки та чим саме забруднена вода».

Особливість розроблених школярами винаходів — у спрощенні процесів, а ще в тому, що кожен проєкт актуальний саме в наш час, а ще, як правило, недорогий у виробництві. Прикладом може бути винахід Таїсії Чурсіної з Херсона, яка отримала срібну медаль за автономний обігрівач для рук — спеціальні рукавиці, які допомагають людям, що страждають на хворобу Рейно — порушення кровообігу, коли в результаті різкого звуження судин в пальці рук і ніг потрапляє недостатньо крові. 

«Це рукавички з тонкого матеріалу вагою всього 250 грамів, тому функції долоні не обмежуються. Вони містять датчики, які контролюють температуру і вологість. Завдяки терморегуляції та підтримці теплового балансу судини залишаються в нормальному стані та людина не відчуває дискомфорту», — говорить винахідниця. 

Також Таїсія розробила мобільний додаток до рукавичок, який допомагає лікареві стежити за станом пацієнта.

Ще два срібла — у десятикласника з Києва Володимира Павленка, який придумав, як врятувати лісових мурах зникомого виду Formica rufibarbis і Віктора Уланова, учня 11 класу з Дніпра. Хлопець досліджував автоколивання в гідродинамічній системі — результати його роботи можуть бути використані під час проєктування атомних електростанцій.

Також українська команда отримала дві бронзи за проєкти з математики: оцінка площ частин трикутника — робота Ольги Глазунової з Сум і математичне моделювання великих деформацій кручення прямих призм — робота Михайла Деркача з Києва. Ще дві бронзи — за проєкти з фізики — у Данила Кечі з Херсона за моделювання погодних умов на Марсі та в Андрія Терентьєва з Дніпра за аналіз режимів руху фрикційного маятника.

Про це нам розповів заступник директора Малої академії наук з управління стратегічними проєктами та міжнародних відносин, освітній дипломат України Євген Кудрявець:

— Те, з чим діти їдуть на конкурси — шкільні наукові проєкти. Серед них дійсно є винаходи — експериментальні установки або нові підходи до розв'язання тих чи інших наукових завдань. Що відбувається далі, залежить від індивідуального проєкту дитини. Деякі продовжують покращувати свій проєкт і перетворюють його у свій стартап, і у нас є вдалі кейси, а щоб таких дітей підтримати, працює інкубатор Малої академії наук.

Вдалим прикладом служить проєкт Назара Поночевного з КПІ імені Сікорського — «Harmix». Це такий сервіс, який автоматично вибирає музику для відеоролика, виконує завдання музичного супроводу для відеосюжетів. Зараз сервіс відбирає треки з фонотеки, а надалі система отримає можливість самостійно придумувати свій, ексклюзивний варіант поєднання музики та відео. У 2018 році США «Harmix» був представлений як науковий проєкт, а в Сінгапурі, у 2019 вже як комерційний стартап. У 2021 році проєкт Назара здобув перемогу в конкурсі Ukrainian Startup Fund і значний приз — 25 тисяч доларів. 

А ось 20-річна Ольга Харасахал з Маріуполя з 14 років, з 2014 року, працювала медичним волонтером і в підсумку за підтримки батьків і вчителів, винайшла методику ранньої діагностики раку, яка в 80 раз дешевше західних аналогів. За твердженням студентки, собівартість винайденого приладу — близько 30 тисяч гривень, а імпортний аналог, який використовується в американській методиці Cell SEARCH коштує близько мільйона доларів.

Однак не всі школярі перетворюють свої проєкти на стартап. Як стверджує Євген Кудрявець, є й інший шлях, науковий: 

— На конкурсах діти отримують досвід — вчаться будувати свої проєкти та представляти їх аудиторії, а вже в університеті роблять нові, поглиблюють свої знання і працюють над іншою темою, яка, можливо, суміжна з тієї, що вони робили. А досвід, отриманий ще в школі, дає їм величезну перевагу перед однолітками, які ніколи цього не робили. Звичайно, якщо бути чесним, є і третій шлях — деякі молоді світила в українських університетах, на жаль, просто втрачають мотивацію.

Євген Кудрявець розповів, що залученням школярів до наукової діяльності займаються різні структури МАН в Україні та активні шкільні вчителі, які пробуджують інтерес дітей до науки та допомагають їм готувати проєкти. Далі юні винахідники беруть участь в конкурсах і змаганнях по Україні, вдосконалюють свої роботи, а переможці всеукраїнських олімпіад отримують рекомендації на участь в міжнародних івентах, де представляють свої дослідження вже на світовому рівні в різних країнах світу. 

— Конкурс у Сербії — це всього лише один з конкурсів. Цьогоріч вони вже пройшли й в Туреччині, і в Малайзії, і перемог у нас вже дуже багато, — ділиться хорошими новинами Євген. — Раніше конкурси проводилися офлайн — команди їздили по всьому світу і підіймали український прапор на відкритті та закритті наукових олімпіад, конкурсів і виставок. Ці поїздки організовувала МАН — збиралися делегації, велася їх підготовка і супровід від початку і до кінця. Цього року змагання проходили в Сербії, але учасники захищали свої проєкти онлайн.

Дізнатися про конкурси, олімпіади та заходи, які проводяться Малою академією наук, можна на сайті установи. А от подивитися на конкурсантів, які вже реалізували свої проєкти, можна просто зараз, адже з 14 по 17 травня проводиться найбільший науковий батл України, інтелектуальне змагання року — фінал Всеукраїнського конкурсу-захисту науково-дослідницьких робіт учнів-членів Малої академії наук. 

Понад 1100 вундеркіндів з усієї України зійдуться в науковій битві та захищатимуть свої проєкти перед професійним журі. Таку можливість вони завоювали серед 100 тисяч конкурентів, здобувши перемогу на міському та обласному етапах конкурсу. Свої проєкти школярі представлять в 65 наукових напрямках. Проєкти школярів можна переглянути за посиланням, а стежити за онлайн-трансляцією конкурсу — на Facebook-сторінці або YouTube. 

«Другий рік поспіль ми змушені відмовитися від живої зустрічі з дітьми та провести конкурс в онлайн-режимі. Але від цього наш захід не перестає бути справжнім святом науки! Навіть на відстані школярі заряджають енергією, захопленістю своєю справою і жагою до знань і перемоги. На фінал конкурсу потрапляють кращі з кращих, їхні проєкти підготовлені на високому науковому рівні, вони орієнтуються в темах своїх колег і ставлять цікаві запитання один одному. Перед нами стоїть дуже непросте завдання: вибрати переможців, які стануть справжніми науковими зірками України», — зазначає президент Малої академії наук Станіслав Довгий.

Змагання складається з двох основних етапів: 

• Постерні захисти та участі в науковій конференції. На захист проєкту перед журі дається всього 3 хвилини, ще 15 хвилин — щоб відповісти на питання. 
• Другий етап — наукова конференція, де учасники повинні за 7 хвилин визначити найбільш вагомі досягнення своєї роботи й ще за 3 відповісти на всі запитання колег. 

На основі постерного захисту, наукової конференції та заочного оцінювання члени журі виносять свій вердикт учасникам. Переможці конкурсу-захисту протягом року отримуватимуть президентські стипендії, а ще у них з'явиться можливість представляти Україну на міжнародних олімпіадах і конкурсах.

Розробки та дослідження школярів цього року зовсім «недитячі». Топтема серед учнів — вірус COVID-19, його наслідки та пропозиції їх подолання. Ця тема охопила учасників, які проводили дослідження не тільки в галузі медицини, а й в економіці, і в державному управлінні. 

«Ми зафіксували понад 20 проєктів, присвячених вивченню і подоланню COVID-19. Це не дивно, адже наука першою реагує на виклики та проблеми, що стоять перед суспільством, і що головне — пропонує рішення. Школярі не залишаються осторонь і це радує: ми виховали свідомих, небайдужих громадян», — говорить Станіслав Довгий.

Проєкти не обмежуються тільки коронавірусом — діти продовжують розробляти рішення і для інших актуальних проблем. Популярна тема серед юних дослідників — енергоефективні технології. Анна Туманова з Кіровоградської області знайшла альтернативу синтетичним матеріалам — утеплювач з суцвіття рогозу. А Володимир Степанов з Волинської області розробив альтернативні джерела енергії для освоєння планет і дослідження космічного простору.

Чимало винаходів направлено на полегшення життя і побуту людини. Один з них — мобільний додаток майстра-перукаря — проєкт Дмитра Кизилова з Донецька. Додаток дає можливість точної діагностики перед колоруванням, визначає бажаний результат фарбування, формує електронну чергу тощо. Або сучасний інтерактивний сервіс для пошуку втрачених речей — ноу-хау Дмитра Солтисюка з Волинської області, економить час і підвищує шанси знайти загублену річ: варто тільки розмістити оголошення на сервері. Ще, крім того — розумний акваріум, робот, який доглядає за домашніми улюбленцями, Телеграм-бот «Помічник діабетика», пристрій для визначення якості молока і багато іншого.