412 участников из России и Казахстана (из почти 20 тысяч заявок), 76 проектов по 11 направлениям. Смена завершилась фестивалем проектов, где команды представили свои разработки экспертам компаний-партнёров, учёным и журналистам.
Одно из направлений программы — «Природоподобные и нейротехнологии» — все 11 лет «Больших вызовов» курирует НИЦ «Курчатовский институт». Специалисты центра формулируют задачи для школьников, руководят проектами и развивают перспективные разработки уже в собственной научной работе.
В этом сезоне команды направления работали над четырьмя проектами.
1. Искусственный глаз: от родопсина к кристаллизации белков и Vision LLM
Руководитель — Даниил Мусин, инженер-исследователь Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники.
Ребята занимались автоматизацией одного из самых трудоёмких этапов разработки лекарств — ручного отбора качественных кристаллов белка под микроскопом (в фокусе — белок родопсин, отвечающий за зрение). Команда вырастила кристаллы трёх белков, собрала собственный размеченный датасет из более чем 9,7 тысяч снимков и обучила несколько нейросетей; лучшая модель (DINOv2 ViT-L/14) показала точность 95,12% на эталонном научном датасете MARCO. Параллельно разработан прототип автоматической платформы с камерой для съёмки образцов. Дальше — доработка результатов, заявка на патент и научная публикация с соавторами-школьниками.
2. Натуральные лекарства: технологии здоровья, вдохновлённые природой
Руководитель — Наталья Лобова, старший научный сотрудник лаборатории сенсорики Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники.
Команда изучила лекарственные растения «Сириуса» и создала прототип двухфазного БАД «день–ночь» для поддержки организма при высоких интеллектуальных нагрузках. Состав экстрактов определяли методами газовой хроматографии, ИК-Фурье-спектроскопии и электронной микроскопии, отдельно оценивали безопасность будущего препарата.
3. Биоинформатический поиск генов, связанных с многофакторными заболеваниями, путем анализа генных сетей с помощью методов машинного обучения
Руководитель — Геннадий Хворых, главный специалист лаборатории молекулярной генетики человека Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий
Вместо дорогостоящего полногеномного поиска ассоциаций команда искала гены — кандидаты ишемического инсульта методами биоинформатики и машинного обучения. Участники анализировали пять генных сетей и пять списков генов, каждый работал со своим набором данных. Среди самых надёжных находок — гены RPA1, RPA3, PRMT1, PRNP и другие; часть из них подтвердилась сразу в нескольких наборах данных.
Проект продолжится и после смены: ученые Курчатовского института экспериментально проверят активность найденных генов в крови пациентов, перенёсших инсульт, а школьники станут соавторами будущих научных публикаций.
4. Управление подвижной платформой (роботом) с помощью средств технического зрения
Руководитель — Антон Московский, старший научный сотрудник лаборатории робототехники Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.
Команда разработала четыре метода жестового управления мобильным роботом для условий чрезвычайных ситуаций на основе технологии MediaPipe. Вместо традиционного использования пульта оператор управляет платформой движением рук. Решение протестировали в симуляциях PyGame и Unity, а затем — на реальном четырёхколёсном роботе Wave Rover 4WD. Для испытаний команда построила отдельный полигон 3 х 3 метра со сценариями пожаротушения.
Виктория Быковская (ученица Курчатовского класса Домодедовской гимназии № 5, проект «Натуральные лекарства»):
– На программу я приехала с проектом «Влияние различных видов отдыха на работоспособность человека», над которым я работала около года. Обучение по программе Курчатовского класса дало мне более глубокие знания в области биологии и химии, которые помогли мне при написании работы.
Ученикам Курчатовских классов, которые хотят поучаствовать в «Больших вызовах», хочу посоветовать четко формулировать мысли в работе, не бояться пробовать новое и верить в себя – даже если что-то не получилось с первого раза. А еще – знакомиться с новыми людьми и искать возможности реализовать свои идеи.
Геннадий Хворых, руководитель направления «Биоинформатический поиск генов»:
– Курчатовский институт — партнёр «Больших вызовов» уже не первый год, но чисто биоинформатический проект был предложен впервые. Сегодня это направление активно развивается, однако в индустрии наблюдается острая нехватка специалистов. Получать биологические данные стало дешевле и проще, но «классические» биологи не успевают их обрабатывать. Поэтому высока потребность в биоинформатиках, которые смогут справиться с подобными задачами.