Młodzi naukowcy prezentują swoje wynalazki podczas konkursu EUCYS 2017

Projekty zgłoszone do finału Konkursu Prac Młodych Naukowców Unii Europejskiej EUCYS (EU Contest for Young Scientists) pochodzą z 38 krajów. Polskę będzie reprezentowało trzech laureatów rodzimej edycji konkursu. Zwycięzców konkursu poznamy we wtorek - 26 września.

Kamil Humański ze Szczecina prezentuje projekt "Różnorodność szkarłupni środkowego ordowiku – młodszego syluru Siljansringen (Szwecja)". Teren Siljansringen to unikat na skalę europejską. Skamieliny zwierząt, dwa razy starsze od skamielin dinozaurów, są tam na wyciągnięcie ręki. Jednocześnie jest to teren stosunkowo słabo zbadany. Najwyżej rozwiniętymi ewolucyjnie przedstawicielami życia sprzed 460 milionów lat są właśnie szkarłupnie z gromad Crinoidea i Cystoidea, spokrewnione z obecnymi liliowcami. Wówczas chroniły swoje ciała twardymi pancerzykami, które przetrwały steki milionów lat. Współczesne liliowce są miękkie – nauczyły się wytwarzać toksyny, dzięki którym nie warto ich zjadać.

Projekt matematyczny Adama Klukowskiego z Piaseczna – "Wielomiany z podłogami" łączy aż trzy idee. Pierwszą z nich jest arytmetyka modularna - nauka o resztach z dzielenia. Wbrew pozorom ma ona wiele praktycznych zastosowań - przy każdym logowaniu do systemu bankowego lub poczty elektronicznej czy choćby w numerach PESEL. Drugą są palindromy - słowa, które nie zmieniają się kiedy są czytane od tyłu. W starożytności były używane jako zaklęcia. Współczesna nauka odkryła ich rolę w samoorganizacji DNA, a polski badacz wykorzystał do „oczyszczenia” wykresów z nadmiaru zaciemniających obraz liczb zespolonych. Trzecia idea: funkcja ciągła - to funkcja, której wykres można narysować nie odrywając ołówka od papieru. Jest centralnym pojęciem w topologii, dziedzinie matematyki zajmującej się kształtami i ich deformacjami. Dzięki tak kompleksowemu podejściu udało się ustalić położenie pierwiastków wielomianów na płaszczyźnie liczb zespolonych. Tytułowe podłogi to ograniczenia wielomianu. Praca Adama Kluczkowskiego może mieć znaczenie dla badań nad liczbami wymiernymi i całkowitymi.

Aleksander Kostrzewa z Warszawy, przygotował projekt "Porównywanie umiejętności uczenia się i zapamiętywania wśród naczelnych z użyciem platform interaktywnych na terenie Warszawskiego Ogrodu Zoologicznego”. Badania dotyczyły lemura wari, kapucynki żółtobrzuchej i koczkodana diana. Młody naukowiec badał czas, w jakim poszczególne osobniki lemurów, kapucynek czy koczkodanów wyjmują pokarm z platformy interaktywnej (pojemnika z przesuwanymi pokrywkami). Gdy się już tego nauczyły, zapamiętywały na całe lata. Dalsze badania dotyczyły już wyłącznie koczkodanów. Z tych trzech gatunków najciekawsze i najbardziej pojętne okazały się właśnie koczkodany. Uchodzą one za małpy płochliwe i niebyt inteligentne, dlatego niewiele dotąd przeprowadzono badań z ich udziałem. Wiadomo już ze zdobyte doświadczenie koczkodany mogą wykorzystać nawet po dwóch latach, szybko znajdując umieszczony na platformie pokarm. Dalsze badania powinny wyjaśnić, czy przekażą zdobyte umiejętności swojemu potomstwu.

David Puska z Węgier opracował drukarkę, za pomocą której z księżycowego gruntu można byłoby wydrukować bazę. Jeszcze dalej od Ziemi podążył w swoich badaniach Jerome Schmidiger ze Szwajcarii, analizując fale grawitacyjne przechwycone przez laserowy detektor LIGO.

Cóż może być bardziej przyziemnego niż badania nad dżdżownicami? A jednak zainspirowały one Chinkę - Sijia Zhong - do opracowania systemu zwiększającego prędkość statków dzięki redukcji oporu stawianego przez wodę. Wystarczy, aby podobnie jak dżdżownica przeciskająca się przez glebę, statki „wydzielały” ciecz przez dziurki w powłoce otaczającej kadłub. Podczas eksperymentów w laboratorium zaobserwowano kilkuprocentowy wzrost prędkości (od 2 do 9 proc.).

Do wiodących tematów tegorocznego EUCYS wydają się należeć kolory, ich identyfikacja i wywoływane reakcje. Jak wykazali dzięki komputerowym testom na dużych grupach trzej Koreańczycy (Jeongsu Song, Kisoo Kim i Jinwoo Lee), wbrew pozorom kobiety gorzej od mężczyzn odróżniają kolory, zaś najlepiej radzą sobie z tym zadaniem osoby pomiędzy 10. a 20. rokiem życia.

Za to Emily Cordier, Sylvie–Anne Soares-Pereira i Sophie Klein z Luksemburga ustaliły, że kolor noszonych ubrań wpływa na proces nauczania. Jak wynika z ich eksperymentów, nauczyciele nie powinni nosić się na szaro - jeśli ubierają się na czerwono, żółto, pomarańczowo, fioletowo, różowo, niebiesko lub zielono, ich uczniowie są bardziej aktywni i uważni, niż w przypadku strojów czarnych, szarych i białych. Te ani nie poprawiają, ani nie pogarszają procesu nauczania. Inaczej jest z uczniami. W ich przypadku: niebieski, zielony, czerwony, pomarańczowy, różowy i fioletowy są neutralne lub pogarszają wyniki, natomiast szary i czarny to kolory jednoznacznie pogarszające aktywność i uwagę. Kto chce być pilnym uczniem niech ubiera się na biało lub żółto.

Wpływ kolorów nie ogranicza się do ludzi. Jak wykazali Brytyjczycy George Rabin i Edward James Thurlow, ptaki chętniej jedzą z niebieskich karmników niż żółtych czy czerwonych. Być może dzieje się tak dlatego, że jaskrawo ubarwione owady często bywają trujące, natomiast niebieski jest kolorem stosowanym przez ptaki do komunikowania. Lepiej więc malować karmnik na niebiesko, natomiast żółte lub czerwone samoloty, a zwłaszcza części wlotowe ich silników powinny być w mniejszym stopniu - od białych czy niebieskich, narażone na zderzenia ptakami.

Opracowany przez Floriana Casara i Michela Plainera z Austrii system oprogramowania „Sigma” ma ułatwić stosowanie sztucznej inteligencji szerokim rzeszom ludności. Natomiast luksemburska aplikacja, której autorami są Leo Loch i Max Arendt, podpowie studentowi z czego i gdzie ma teraz wykład, kiedy zaliczenie.

Portugalczycy – Luis Miguel Afonso Pinto, Beatriz Sampaio Bastiao i Olavo Filipe Estima Saraiva opracowali inteligentny system zabezpieczenia miejsc dla inwalidów przed nielegalnym parkowaniem. Wyposażony w kamerę słupek chowa się, gdy „zobaczy” właściwą tablice rejestracyjną.

System palet modularnych do transportu wewnętrznego opracował austriacki duet – Thomas Lederer i Philipp Hetzenauer. Wiele przedsiębiorstw mogłoby samodzielnie produkować takie palety dla własnych potrzeb, oszczędzając czas i pieniądze tracone na opakowywanie i rozpakowywanie niezbędnych do produkcji detali.

Belgijski robot – wąż ma z kolei służyć do poszukiwań ofiar katastrof w ruinach zawalonych budynków. Inny wynalazek to monitorujący czynności życiowe czujnik zakładany na palec poszkodowanych. Brytyjska kurtka E1 pozwala natomiast przewidzieć na podstawie pomiaru parametrów życiowych zbliżający się atak padaczki.

Wiele prac prezentowanych podczas konkursu dotyczy medycyny np. Czeszki - Kariny Movsesjan, poświęcona mutacjom genu kodującego białko RAD 51 („konserwatora” DNA) oraz jej rodaczki Terezy Acerovej, dotycząca wykrywania chorób dzięki analizie wydychanego powietrza.

Adomas Paulauskazs z Litwy stworzył z kolei rehabilitacyjną grę dla osób po operacjach i urazach. Kopiąc wirtualną piłkę, pacjent szybciej dochodzi do zdrowia. Crystal Kelly Radinski z Kanady opracowała metodę odróżniania choroby Alzheimera od innych postaci demencji dzięki analizie sygnału EEG powstającego podczas rysowania sześcianu. Chinka Wanzhou He badała zaś właściwości polisacharydu ze szparagów, potencjalnie mogącego być podstawą do badań nad nowym lekiem przeciwnowotworowym.

Ohad Rave i Nitai Edelberg z Izraela udoskonalili metodę resuscytacji tworząc CPR bridge - niewielkie urządzenie, którego może używać nawet przypadkowa osoba, aby pomóc komuś, czyje serce się zatrzymało.

Teona Chokheli oraz Nestan Iobashvili z Gruzji opracowały nowatorską metodę produkcji biopaliwa dieslowskiego z nasion winogron oraz alkoholu etylowego. Gal Levy z Izraela z niewielką pomocą larw much potrafi przetworzyć na biodiesla niemal każdy odpad organiczny.

Kuchnia wydaje się idealnym miejscem dla fizyków. Francuzki Emma Robin oraz Solene Noemie Dumas-Grollier opracowały teoretycznie zjawisko dźwięków powstających w filiżance wypełnionej różnymi cieczami – na przykład gorącym mlekiem z dodatkiem czekolady. Z kolei Arne Jakob Geipel, Matthias Paul Grutzner i Julian Egbert z Niemiec analizowali coś, co codziennie widzą miliardy ludzi – wodę padającą na twardą powierzchnię talerza czy deski do krojenia. Powstające wówczas zadziwiająco stabilnie regularne wzory zależą zarówno od gęstości, napięcia powierzchniowego i lepkości cieczy, jak i natężenia przepływu czy chropowatości podłoża. Zagadnienie, które nie zostało jeszcze opisane w literaturze prawdopodobnie znajdzie praktyczne zastosowania – a model matematyczny opracowali już młodzi Niemcy.

Vifill Hardarson z Islandii opracował metodę przetwarzania resztek pozostałych przy produkcji oleju rybnego na mydło. Dzięki dodatkowi wyciągu z islandzkich roślin mydło ma nie mieć charakterystycznego zapaszku.

Zanieczyszczenie środowiska to nie tylko szkodliwe substancje, ale także dźwięk. Ambitny duński projekt dotyczy ochrony przed zanieczyszczającym morza dźwiękiem, dzięki zespołowi monitorujących to zagrożenie boi.

Poważnym problemem – nie tyko ekologicznym – jest spadek populacji pszczół. Matas Aliuskevicius z Litwy wykazał, że dzięki podsłuchiwaniu odgłosów wydawanych przez pszczoły można uzyskać informacje na temat stanu kolonii i w porę zapobiec jej zagładzie.

AE Space Herbs to włoska metoda uprawy aeroponicznej – bez gleby, w wodnej mgiełce. Rośliny rozwijają się równie dobrze, co w żyznej ziemi, zaś zużycie wody spada o całe 90 proc. Także nawozów i pestycydów potrzeba mniej. Uprawę z hodowlą łączy projekt belgijski, w którym brudna woda z akwarium z rybkami nawozi miniaturowy ogródek warzywny, a oczyszczona tam przez rośliny trafia z powrotem do akwarium.

Nową metodę ustalania tożsamości, niezbędną przeprowadzania np. transakcji bankowych, ochrony obiektów czy choćby logowania na Facebooku, opracowali Filipo Pairotti, Mattia Borgna i Andrea Domenico Mourglia z Włoch. Propozycja polega na rozpoznawaniu niepowtarzalnych cech rytmu ludzkiego serca, rejestrowanym przez odpowiednią opaskę. (PAP)

Nauka w Polsce

pmw/ ekr/