В США ежегодно проводятся научные ярмарки, в которых могут принять участие талантливые дети и подростки со всего мира (Google Science Fair, Intel ISEF). Эти дети, вероятно, знают больше, чем многие взрослые ученые, и их гениальные открытия могут изменить жизнь всего человечества к лучшему.
1. Лорен Ходж: снижение канцерогенности в продуктах питания
Лорен Ходж было всего 13 лет, когда она прочитала о судебном разбирательстве в газете против сети ресторанов, которая не предупредила своих посетителей о канцерогенных химических веществах в их жареной курице (хотя рестораны должны были сделать это в соответствии с законом). Чуть позже Лорен заметила, что края курицы, которую ее мать смочила в лимонном соке, стали светлее (из-за процесса денатурации). У Лорен была идея, что маринад может влиять на концентрацию канцерогенных химических веществ в жареном мясе.
Лорен связалась с несколькими лабораториями, и после многочисленных попыток лаборатория Пенсильванского государственного университета разрешила 13-летней девочке использовать их оборудование. Лорен мариновала курицу дома, используя различные маринады; затем она поджарила ее и перевезла в лабораторию, следуя всем правилам. Там она изучила количество канцерогенных химических веществ в курице, используя свое профессиональное оборудование. Вот результаты ее исследований:
- Лимон снижает количество канцерогенных химических веществ в жареном мясе на 98%;
- Соленая вода и коричневый сахар-уменьшили канцерогенные химические вещества на 60%;
- Оливковое масло не оказывает статистически значимого влияния на количество канцерогенных химических веществ;
- Соевый соус увеличил количество канцерогенных химических веществ.
За свою работу Лорен получила награду Google Science Fair award в 2011 году.
2. Иона Кон: датчики для слабослышащих людей
Иона Кон играл на гитаре в комнате, где было много других музыкантов, и он не мог слышать звук своей собственной гитары. Он прикусил горлышко своей гитары и сделал открытие: вибрация прошла сквозь его зубы, и он мог ясно слышать звук. Именно так он узнал о костной проводимости и понял, что может помочь людям с нарушениями слуха. Он создал свое собственное устройство, которое преобразует звуковую волну в вибрацию и посылает ее на специальные устройства, которые люди могут прикрепить к своим пальцам.
Тестирование устройства показало, что люди могут распознавать различные частоты и тона на 95% лучше, чем раньше. Иона является победителем Google Science Fair 2012.
3. Джек Андрака: тест-полоски, которые диагностируют рак на месте
Близкий друг семьи Джека Андраки превратился в ходячего мертвеца всего за 6 месяцев и умер от рака поджелудочной железы. 14-летний Джек не смог просто смириться со своей смертью и решил попытаться найти способ победить рак. Он и сам не знал, с чего начать... решили начать с Google и Википедии. Оказалось, что более 85% случаев рака поджелудочной железы диагностируются поздно, когда у кого-то есть менее 2% шансов на выживание. А в чем причина? Сегодняшнему методу диагностики уже 60 лет. Он старше, чем отец Джека. Но также, это очень дорого, стоя около $ 800 за тест. Кроме того, это очень неточно, пропуская около 30% всех видов рака поджелудочной железы. Ваш врач должен был бы быть смехотворно подозрительным, что у вас есть этот рак, чтобы даже дать вам этот тест.
Джек мечтал разработать свой собственный тест, и в интернете он нашел список из 8000 типов белков, которые можно найти в человеке, который имеет рак поджелудочной железы. С этого момента он начал свои исследования, чтобы сузить круг белков. Во-первых, этот белок должен был бы не только присутствовать во всех случаях рака поджелудочной железы на высоком уровне в кровотоке и на самых ранних стадиях, но и присутствовать только тогда, когда у кого-то был рак. После тысяч попыток, когда Джек был почти готов сдаться, он нашел белок, который он искал, называемый мезотелином. А теперь ему нужно было это сделать. разработайте простой способ найти этот белок (чего раньше не делал ни один взрослый ученый).
"Итак, мой прорыв произошел в очень маловероятном месте, возможно, в самом неподходящем месте для инноваций — в моем классе биологии средней школы, абсолютном удушителе инноваций. Я протащил эту статью в класс по этим вещам, называемым углеродными нанотрубками, которые представляют собой просто длинную тонкую трубку углерода толщиной в один атом и один 50 000-й диаметр ваших волос. И несмотря на свои чрезвычайно малые размеры, они обладают этими невероятными свойствами. Они вроде как супергерои материальной науки. И пока я тайком читал эту статью под моим столом на уроке биологии, мы должны были обратить внимание на эти другие классные молекулы, называемые антителами. И это довольно круто, потому что они реагируют только с одним специфическим белком, но они и близко не так интересны, как углеродные нанотрубки. Итак, я сидел в классе, и внезапно меня осенило: я мог бы объединить то, что я читал, углеродные нанотрубки, с тем, что я должен был изучать, антитела. Вы начинаете с воды, вливаете нанотрубки, добавляете антитела, смешиваете их, берете бумагу, макаете ее, сушите, и вы можете обнаружить рак”, - шутит Джек. Вот как он себе это представлял. Он отправил алгоритм в 200 лабораторий и получил 199 отрицательных ответов. Никто не кричал: “Ты гений” или “ты спасешь мир".”
И только одна лаборатория дала положительный ответ на идею Джека. На самом деле, его идея оказалась с кучей недостатков. Но он решил все проблемы. И наконец, тест-полоска была готова. Этот тест в 168 раз быстрее, в 400 раз чувствительнее и в 26 раз дешевле современной диагностической технологии . Джек выиграл Intel ISEF в 2012 году.
“Для меня это все о том, чтобы посмотреть на интернет совершенно по-новому, чтобы понять, что есть гораздо больше, чем просто размещение утконосов фотографии себя в интернете. Ты мог бы изменить весь мир. Итак, если 15-летний подросток, который даже не знал, что такое поджелудочная железа, может найти новый способ обнаружения рака поджелудочной железы-просто представьте, что вы можете сделать.”
4. Eesha Khare: одноминутное зарядное устройство для мобильных телефонов
Современные смартфоны являются большой частью нашей жизни, но есть одна большая проблема: срок службы батареи просто слишком короткий. И что еще хуже-это занимает много времени, чтобы зарядить один. 19-летнему Ише Кхаре не нравилось, как обстоят дела.
Ее мать-биолог, а отец-инженер. Они настаивали на том, чтобы она вообще не занималась научной работой. Но они поддерживали ее творческое развитие, в том числе и на занятиях танцами. По словам Эши, этот подход был ключевым фактором в ее способности видеть проблему с совершенно другой точки зрения. Eesha удалось создать суперконденсатор, который может уменьшить процесс зарядки устройства до 30 секунд . Она выиграла $ 50,000 за свое открытие, которое заняло 2-е место на Intel ISEF в 2013 году.
Уровень работы Eesha в возрасте 19 лет сопоставим с работой, которую могут выполнять взрослые кандидаты наук. Теперь ее основной проект заключается в объединении емкости аккумулятора и высокой скорости зарядки суперконденсатора в одном устройстве. Это позволит нам не только заряжать наши устройства в сотни раз быстрее, но и потреблять меньше электроэнергии, а также иметь возможность транспортировать электроэнергию в те части планеты, где она нужна людям .
5. Erika Debenedictis: топливно-эффективное космическое путешествие
Эрике было 14 лет, когда она путешествовала на автобусе во Флориду со своими родителями. Это была очень скучная поездка, и ее родители предложили им остановиться в музее, чтобы посмотреть на Сатурн V. “было так жарко, что вы едва могли дышать. Все, на что я действительно надеялась, это кондиционер, - сказала Эрика.
Эрика была потрясена размерами ракеты, и именно это обстоятельство пробудило в ней интерес к космическим путешествиям. Эрика подумала: "если космос так велик, то это, наверное, очень интересно.”
Но одна из самых больших проблем с космическими полетами для людей-это топливо. Только представьте, сколько топлива требуется для этой большой вещи (3-я ступень Сатурна V весит 132 тонны)! Для того чтобы долететь до Марса и иметь возможность вернуться обратно, совершенно необходимо заправить бак до отказа. Для того, чтобы доставить топливо для заправки, вам нужно использовать другой космический корабль с топливом. Таким образом, мы в основном используем масло для доставки масла для использования масла!
В своем проекте Эрика предлагает развивать межпланетную транзитную сеть. Итак, вместо того, чтобы просто отправлять ракету из точки А в точку Б, вам нужно разработать маршрут, который она будет принимать. Итак, нам нужно использовать гравитационные силы Солнечной системы, чтобы помочь нам получить космический корабль туда, где нам это нужно . Эрика сделала детальный план астероидов в поясе астероидов между Марсом и Юпитером и продемонстрировала, что гравитационные силы Юпитера могут притягивать и отталкивать массивные объекты. Даже такие большие объекты, как Сатурн V.
Но у проекта есть и оборотная сторона: чтобы перевезти людей таким образом, потребуется целая вечность. Например, потребуется около 5 лет, чтобы преодолеть расстояние, которое мы уже можем преодолеть за несколько дней. Но все же у этого маршрута есть шанс, потому что мы можем использовать его для доставки топлива для ракет, запустив топливо заранее.
Эрика получила 1-е место по физике за свою концепцию на ISEF в 2010 году.
6. Истон Лашаппель: протезирование конечностей в 170 раз дешевле
Easton LaChappelle происходит из небольшого города, в котором всего чуть более 1300 жителей. Он был в 3-м классе, когда он встретил 7-летнюю девочку, использующую конечность, которая стоила 80 000 долларов. “О Боже, всего одно движение "открой и закрой ладонь" и один датчик для этих денег? Кто может позволить себе купить что-то подобное?”
“Я действительно почувствовал возможность изменить индустрию, создав протез конечности, который будет стоить меньше $ 1000. Но мне было всего 14 лет, и я понятия не имел, с чего начать. Я использовал маленькие пропеллеры от игрушечных самолетов, рыболовные крючки и Лего... и создал конечность, которая могла бы обнаружить движения перчатки с другой стороны.”
Истон создал конечность в своей комнате. Позже он использовал дизайн-проекты с открытым исходным кодом, объединил их с технологией 3D-моделирования HP Sprout и создал лучшую версию лимба. После того, как он закончил школу, Истон и его друзья создали компанию под названием Unlimited Tomorrow, которая производит конечности. Истон также работает с НАСА.
Средний протез конечности стоит $ 60,000. Истон создал конечность с такой же функциональностью, которая стоит всего $ 350 .
Сейчас Истону 19 лет. “За последние 5 лет я сделал довольно много открытий. Я могу продать их или просто не делиться ими ни с кем. Или я могу разработать технологию, которая поможет кому-то. И этот человек, которому я помогу, сможет создать что-то еще. Именно так мы можем улучшить совместную жизнь людей."Следуя этому кредо, Истон не делает состояние, продавая свои продукты, и он позволяет свободный доступ ко всем своим программным обеспечением. "Один человек не может изменить мир, только многие люди могут.”
Кто из этих молодых людей произвел на вас наибольшее впечатление своим открытием?