У США щорічно проходять наукові виставки, учасниками яких стають талановиті діти і підлітки з цілого світу (Google Science Fair, Intel ISEF). Ці діти здатні втерти носа багатьом дорослим вченим, а їх геніальні відкриття незабаром можуть змінити життя людства на краще.
Ми в Тутка вражені успіхами цих юних вундеркіндів та із задоволенням ділимося їх історіями, що просто надихають.
1. Лорен Ходж. Зниження канцерогенів у продуктах харчування
Лорен Ходж було лише 13 років, коли вона прочитала в газеті про один судовий розгляд. Йшлося про позов до мережі ресторанів, що не попереджали відвідувачів про те, що в курці гриль містяться канцерогенні речовини (хоча за законом зобов’язані були це робити). Трохи пізніше Лорен помітила, що краї курки, яку її мама маринує в лимонному соці, набувають світлого відтінку (тобто відбувається процес денатурації). У Лорен виникла думка, що маринади можуть впливати на концентрацію канцерогенних речовин в м’ясі, приготовленому на грилі.
Лорен зв’язалася з кількома лабораторіями, і після багатьох спроб лабораторія Університету штату Пенсильванія дозволила 13-річній дівчинці стати їх лаборанткою. Лорен маринувала курку вдома, використовуючи різні маринади; потім готувала її на грилі і транспортувала в лабораторію з дотриманням всіх вимог. Там вона досліджувала кількість канцерогенних речовин за допомогою професійного обладнання. Ось результати її досліджень:
- лимон знижує кількість канцерогенів в м’ясі, приготовленому на грилі, на 98%;
- солона вода і коричневий цукор – на 60%;
- оливкова олія не знижує рівня канцерогенів в статистично значущих величинах;
- соєвий соус частіше підвищував концентрацію канцерогенних речовин.
За свою роботу Лорен була удостоєна другої премії на науковому ярмарку Google Science Fair в 2011 році.
2. Джон Конн. Датчики для людей з вадами слуху
Джон Конн грав на гітарі в кімнаті, де було багато інших музикантів. За шумом він не міг почути звучання власної гітари. Він прикусив гриф і зробив відкриття: вібрація пройшла по зубах, і стало можливо чітко розрізнити звук. Так, юнак довідався про явище кісткової провідності звука і зрозумів, що може допомогти людям з вадами слуху. Він створив власний пристрій, який переводить звукову хвилю у вібрації і передає на спеціальні датчики, що прикріплюються до пальців рук.
Проведені тести пристрою показали, що люди стали сприймати різні частоти і мелодію краще на 95%. Джона – переможець Google Science Fair 2012 року.
3. Джек Андрака. Тест-смужка для миттєвої діагностики раку
Близька людина з сім’ї хлопця зі здорової людини перетворилася на ходячий скелет лише за півроку. Він помер від раку підшлункової залози. 14-річний Джек не міг просто так змиритися з його смертю і вирішив шукати способів побороти рак. Він не знав, з чого почати, і… звернувся до Гуглу та «Вікіпедії». Виявилося, що 85% хворих на рак підшлункової залози проходять діагностику занадто пізно, коли ймовірність виживання становить лише 2%. Метод, який сьогодні використовується для діагностики, був придуманий 60 років тому. «Він навіть старший за мого батька», – жартує Джек. Крім того, цей аналіз недостовірний: близько 30% випадків раку залишаються невиявленими. «І коштує аналіз $ 800, тому ваш лікар повинен бути дуже підозріливим, щоб ризикнути відправити вас на такий дорогий тест», – каже Джек.
Джек мріяв придумати свій тест. Він знайшов у Інтернеті список з 8 тис. видів білка, які можуть бути виявлені при раку підшлункової залози, і почав дослідження. Він шукав білок, який виділяється у великих кількостях вже на ранніх стадіях захворювання. Через тисячі випробуваних варіантів, коли руки вже опускалися, Джек нарешті знайшов потрібний білок – мезотелін. Тепер йому потрібно було придумати доступний метод виявлення цього елемента (чого до нього не робив жоден дорослий вчений).
«Відкриття наздогнало мене в місці, найбільш невідповідному для інновацій. В самій гробниці інновацій – на шкільному уроці біології», – жартує Джек. Паралельно читаючи статтю про вуглецеві нанотрубки і слухаючи лекцію про антитіла, Джек вирішив поєднати обидва ці знання в своїй розробці: вплести антитіла в структуру нанотрубок і отримати тест. «Слухайте, це так само просто, як приготувати шоколадне печиво. Просто берете нанотрубки, змішуєте з бактерією, перемішуєте це все, занурюєте паперову смужку – і готово! Ви можете діагностувати рак… Так я це собі уявляв. Я розіслав цей алгоритм по електронній пошті в 200 лабораторій і отримав 199 відмов. Ніхто не кричав мені з усіх боків “Ти геній!”, “Ти врятуєш світ!”, як я цього очікував».
Тільки одна лабораторія відповіла позитивно на запит Джека. Насправді виявилося, що ідея Джека була недосконалою. Він прискіпливо і ретельно вирішував кожну з проблем. Але нарешті тест-смужка була готова. Цей тест в 168 разів швидший, в 400 разів більш чутливий і в 26 тисяч раз дешевший за наявну технологію діагностики. Джек виграв Intel ISEF в 2012 році.
«Знаєте, я переглянув своє ставлення до Інтернету. Виявляється, він потрібен не тільки для того, щоб публікувати селфі з качиними губками. Це реальний шанс вплинути на долю людства. Якщо простий підліток, який навіть не знав, що таке підшлункова залоза, зміг це зробити, то тільки уявіть, чого зможете досягти ви”.
4. Ейша Кхар. Повна зарядка гаджетів за 30 секунд
Сучасні смартфони потужно увійшли в наше життя, але є одна проблема: вони вже дуже швидко розряджаються. А що ще образливіше – досить довго заряджаються. 19-річну Ейшу Кхар такий стан справ не влаштовував.
Її мама біолог, а тато інженер, але вони не наполягали на тому, щоб дочка займалася наукою. Навпаки, вони всіляко заохочували її творчий розвиток, в тому числі заняття танцями. На думку Ейші, саме такий підхід зіграв ключову роль в тому, що вона здатна подивитися на давно відому проблему під новим кутом. Ейша змогла створити суперконденсатор, який дозволяє скоротити процес зарядки пристрою до 30 секунд, за що виграла $ 50 тис. І 2-ге місце на виставці Intel ISEF в 2013 році.
Рівень роботи Ейші в 19 років відповідає роботам, які виконують кандидати точних наук. Зараз її головний проект – з’єднати ємність акумулятора і високу швидкість зарядки суперконденсатора в одному пристрої. Це допоможе не тільки в сотні разів швидше заряджати гаджети, але також споживати менше електроенергії і забезпечувати її доступ до найвіддаленіших куточків планети, де вона особливо необхідна і де немає електричних дротів.
5. Еріка де Бенедіктис. Безпаливні космічні подорожі
Еріці було 14 років, коли вона подорожувала в автобусі по Флориді з батьками. Це було дуже нудно, і вони запропонували дочці заїхати в музей, щоб подивитися на екземпляр «Сатурн-5». «Було дуже спекотно і задушливо, і я просто сподівалася, що там буде кондиціонер», – каже Еріка.
Еріку шокував розмір ракети. З цього усвідомлення справжніх габаритів почався її інтерес до космічних подорожей. Еріка мислила як дитина: «Якщо космос такий великий, напевно, він ще й дуже цікавий».
Одна з великих проблем в космічних подорожах людей – це паливо. Уявіть собі, скільки використовує палива така машина (третій ступінь «Сатурн-5» важить 132 тонни) – щоб долетіти до Марса, а потім повернутися назад, потрібно дозаправитися. Щоб привезти паливо для дозаправки, потрібно використовувати інші космічні кораблі з паливом. У результаті ми будемо використовувати паливо, щоб привезти паливо, щоб витрачати паливо.
У своєму проекті Еріка пропонує міжпланетну транзитну мережу Interplanetary Transit Network. Замість того, щоб просто відправити ракету з точки «А» в точку «Б», можна ретельно подумати про маршрут, за яким ця ракета рухатиметься. І дозволити гравітаційним силам Сонячної системи довезти туди космічний корабель. Еріка склала детальну схему астероїдів в Поясі астероїдів між Марсом і Юпітером та продемонструвала, що гравітаційні сили Юпітера можуть притягувати і відштовхувати масивні об’єкти. Навіть такі величезні, як «Сатурн-5».
Але у проекту є мінус: доставка таким способом людей зайняла б цілу вічність. Замість кількох днів польоту треба було б близько 5 років. І тим не менше маршрут небезнадійний, адже з його допомогою можна доставляти паливо для дозаправки ракет, відправляючи його заздалегідь.
За свій концепт Еріка отримала 1-ше місце з фізики на конференції ISEF в 2010 році.
6. Естон Лашапель. Протез руки у 170 разів доступніший за ціною
Естон з невеликого містечка з населенням трохи більше 1,3 тисяч осіб. Він був в 9-му класі, коли познайомився з дівчинкою 7 років, чий біонічний протез коштував $ 80 тисяч. «Боже, один рух “розтулити – затулити долоню” і один датчик – за такі гроші? Хто може дозволити собі таке купити?»
«Я дійсно відчув можливість змінити індустрію через створення протеза вартістю менше $ 1 тис. Але мені було 14 років, і я не знав, з якого краю до цього підійти. Я використовував невеликі пропелери від іграшкових літаків, рибальські гачки і конструктор лего… і створив протез, який міг зчитувати рухи рукавички на іншій руці».
Протез Естон збирав у своїй кімнаті. Пізніше він використовував надані у відкритих джерелах дизайнерські проекти, з’єднав їх з технологією 3D-моделювання HP Sprout і створив вдосконалений варіант протеза. Після закінчення школи Естон і його друзі заснували компанію Unlimited Tomorrow, в якій виготовляють протези. Естон також співпрацює з NASA.
Середня вартість протеза сьогодні становить $ 60 тис. Естон створив протез з таким самим функціоналом, але вартістю $ 350.
«Я зробив досить багато відкриттів за останні 5 років (зараз Естону 19. – Прим. Авт.). Я можу продавати їх, можу взагалі ні з ким не ділитися. Або я можу розробити технологію, яка допоможе іншій людині. У свою чергу, вона скористається нею і створить щось своє – так ми разом продовжимо покращувати життя людей». Ідучи за цим переконанням, Естон не став наживатися на своїх винаходах і забезпечив вільний доступ до всього програмного забезпечення. «Одна людина не може змінити світ, тільки разом нам це під силу».
Хто з цих підлітків вразив вас своїм відкриттям найбільше?
