Всероссийский конкурс «Большие вызовы»

Агропромышленные и биотехнологии

Сельское хозяйство — это ключевая отрасль мировой экономики, которая обеспечивает население продуктами питания. Россия богата землями, а это значит, что мы легко можем обеспечить себя продовольствием. Однако и проблем в сельском хозяйстве достаточно. С помощью новейших технологий исследователи находят ответы на множество вопросов: как вдохнуть жизнь в отработавшие и уставшие почвы, повысить урожайность ценных культур, а в самих культурах — содержание полезных и питательных веществ, как защитить растения от болезней, вредителей, засухи и наводнений, сберечь урожай во время долгого зимнего хранения и многие другие. Отвечая на эти вызовы, мы возлагаем большие надежды на новые технологии, в том числе для изучения процессов на клеточном и молекулярном уровне. Имеющиеся сегодня технологии позволяют обрабатывать поля и собирать урожай автоматически, поливать растения выверенным количеством воды в зависимости от температуры, влажности и стадии роста растений, вносить оптимальное количество удобрений.

Беспилотные летательные аппараты могут удобрять почву и следить за полями. Умные информационные системы подскажут, какие культуры выгоднее выращивать в данных климате и почвах, а также подберут идеальное время посева и сбора урожая.

Качество пищи — ключевой вопрос продовольственной безопасности. Поэтому необходимы простые диагностические системы и тесты, которые позволят быстро оценить качество продуктов питания. И это еще одно огромное поле для исследований и творчества. Участники конкурса могут исследовать параметры роста растений (скорость прохождения стадий, прирост массы, увеличение размера) и факторы, влияющие на него, а затем провести необходимые эксперименты.

Большие данные, искусственный интеллект, автоматизированные системы и информационная безопасность

Цифровизация рабочих процессов и роботизация производства стали ключевыми факторами роста производительности труда, который наблюдается в последние десятилетия. Новый же скачок в производственной эффективности согласно прогнозам должен быть связан с массовым внедрением в экономику передовых технологий искусственного интеллекта.

Направление «Большие данные, искусственный интеллект, автоматизированные системы и безопасность» охватывает все эти сферы и состоит из нескольких треков.

В рамках трека «Большие данные и искусственный интеллект» участники исследуют передовые алгоритмы искусственного интеллекта, а также создают информационные системы на их основе. Проекты трека «Автоматизированные системы» могут представлять из себя как классические информационные системы — например, веб-сервисы или мобильные приложения, — так и робототехнические разработки. К треку «Информационная безопасность» относятся проекты, которые направлены на повышение устойчивости информационных систем к кибератакам.

Таким образом, в рамках направления могут создаваться самые разные разработки: от традиционных информационных систем до роботов под управлением передовых алгоритмов искусственного интеллекта.

Экология и изучение изменений климата

Экология — развивающаяся междисциплинарная область знаний, включающая представления практически всех наук о взаимодействиях живых организмов, включая человека, с окружающей средой. До середины 20 века экология изучала взаимодействие организмов с окружающей средой, а сегодня включает и практические методы контроля за состоянием окружающей среды — мониторинг, охрану окружающей среды, учение о биогеоценозах и антропогенных воздействиях на природные экосистемы, эколого-экономические и эколого-социальные аспекты.

Вопросы экологической повестки являются важными в деятельности промышленных, технологических, производственных отраслей Российской Федерации.

Область проектной деятельности в рамках направления сосредоточена на изучении оптимальных способов использования науки и образования для решения глобальных и взаимосвязанных проблем, таких как изменение климата, утрата биоразнообразия, «зеленая» и «циркулярная» экономика, технологический прогресс и формирование устойчивых отношений с планетой на основе образования.

Участие в конкурсе в рамках направления обеспечивает практическое применение знаний и развитие навыков, необходимых для создания положительных изменений в экологической области. Участники конкурса становятся частью активного сообщества, работающего над устойчивым будущим для нашей планеты.

Генетика и биомедицина

Каждый из нас уникален. Эту уникальность в человека закладывает в том числе его геном, который во многом определяет предрасположенность к тем или иным болезням, образу жизни и питания, возможным физическим нагрузкам. Вот почему усредненное лечение часто не дает желаемого результата — мы слишком индивидуальны и каждому требуется персональный подход.

По мнению специалистов, будущее медицины в персонализации, когда каждому пациенту будет предложено наиболее подходящее лекарство в оптимальной для него дозе, а в перспективе создают индивидуальный препарат, редактируют геном, выращивают новые не отторгаемые органы из клеток пациента на замену вышедшим из строя. На этом пути исследователям в области геномики и молекулярной биологии, специалистам в области тканевой и биоинженерии еще предстоит сделать очень многое. Человеческий организм — сложнейшая система, в которой огромное количество процессов действуют согласованно. В этой системе все ее части и элементы, включая мельчайшие клеточные органеллы, связаны друг с другом. У нас пока нет полного представления, как функционирует эта система. Поэтому исследования тонких процессов на клеточном уровне сегодня крайне актуальны.

Не менее важны и прикладные аспекты проблемы — устройства для ранней диагностики заболеваний и мониторинга биометрических параметров.

Участникам конкурса по этому направлению предлагается исследовать биологическую активность организма. Примером школьного проекта может быть исследование концентрации в слюне различных ферментов, соотнесение результатов эксперимента с физиологическими данными участников эксперимента, полученными в ходе анкетирования участников, и интерпретация полученных данных.