Затмение, лесные пожары и вечная мерзлота. Юные якутяне защитили исследования на НПК «Шаг в будущее»

С каждым годом масштаб Якутской республиканской научной конференции-конкурса «Шаг в будущее» – «Инникигэ хардыы» увеличивается: в этом году почти 2000 школьников из 34 районов Якутии представили свои уникальные и разнообразные проекты. Это и исследование и пути решения актуальных экологических проблем, связанных с влиянием лесных пожаров и оттаивания вечной мерзлоты, и инновационные разработки, и даже изучение воздействия солнечного затмения на радиоволны. Корреспонденту ЯСИА школьники рассказали, как реализовали масштабные проекты, раскрыли результаты исследований, а эксперты оценили уровень научной деятельности юных исследований.  

Примечательно, что конференция стала первым значимым мероприятием юбилейного года –  100-летия ЯАССР. В этом году количество участников XXVI республиканской научной конференции-конкурса «Шаг в будущее» – «Инникигэ хардыы» увеличилось почти в полтора раза. Если в прошлые годы поступало 1000 научных работ, то в этом году 2000 школьников из 34 улусов Якутии представляют 1700 исследований. Отметим, что второй год мероприятие проводится с 8 по 15 января в очном онлайн-формате через онлайн-систему дистанционной поддержки и сопровождения одарённых детей Малой академии наук республики.

«Конференция вошла в список мероприятий, которые имеют федеральное признание. К слову, результаты победителей, призёров, лауреатов «Шага в будущее» будут учитывать при поступлении в любые вузы страны наряду с достижениями по ЕГЭ. Таким образом, успешное участие в конференции дает дополнительные баллы, в том числе и для поступления в центрвузы. Конференция, которую проводим уже 26-й раз, является самой лучшей в стране. Это признание она получила в прошлом году в 30-летие всероссийского движения «Шаг в будущее», хотя наша конференция не связана как таковая с этим движением, а является самостоятельным мероприятием. Но все таки отмечена, потому что мы всегда показываем лучшие результаты, а экспертное сообщество сильное и помогает выстраивать планку высокого качества для наших участников. Это научная конференция очень высокого уровня для школьников в российском федеральном пространстве. Большое значение мы уделяем направлению североведения — для нас важны Арктические регионы. Также в дальнейшем мы сделаем направление, которое ребята очень любят, — палеонтологию: то, что происходило в нашей республике в далёком прошлом, а также хотим интерпретировать английскую часть», — сообщил ректор Малой академии наук Василий Павлов.

Учащиеся с 5 по 11 классы презентуют свои проекты в 35 секциях и подсекциях различной научной направленности. Экспертами выступают более 200 ведущих ученых, преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова, около 100 ведущих ученых, специалистов институтов Якутского научного центра СО РАН, Академии наук РС (Я).

Особое внимание школьники уделяют проблематике экологической и биологической среды региона. Свои исследования ребята посвящают изучению окружающего мира, исследованию флоры, водных объектов, защите лесов от пожаров, лесовосстановлению, изучению вечной мерзлоты и даже влиянию солнечного затмения на радиоволны.

Так, например, в секции «Ботанические науки» работы представлены по разным направлениям: флористика, в том числе флора водорослей, лекарственных и древесных растений, изучение растительного покрова и грибов, создание электронных атласов, клеточные технологии, микроклональное размножение растений в условиях «пробирки», выращивание разных сортов малины, ценопопуляционные исследования пенсильванской лилии и ирисов, а также создание из березовой бересты различных препаратов, например, жевательной резинки и многое другое.

Некоторые работы можно оценивать как очень качественные и выполненные на уровне бакалавров, некоторые даже замахиваются на уровень магистерских работ

«Перед нами был представлен очень большой спектр исследований. Уровень работ, конечно, разный: есть очень перспективные, но находящиеся на начальном этапе исследования, есть уже завершенные небольшие исследовательские работы. К сожалению, в этом году не было работ по лесовосстановлению. Самая большая проблема в изучении этой темы заключалась в том, что детей не отпускали в лес, поэтому летние работы не были проведены из-за сложившейся пожароопасной обстановки во многих регионах Якутии. Но я надеюсь, что в связи с актуальностью проблемы для общественности и науки, через год такие исследования появятся. Надеемся, что кто-нибудь из этих школьников пойдет в науку и внесет свой вклад в ее развитие», — поделился председатель секции, доктор биологических наук, заведующий лабораторией института биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения Российской академии наук Александр Исаев.

Влияние солнечного затмения на радиоволны изучила ученица 10 класса Мохсоголлохской средней школы с углубленным изучением отдельных предметов Вероника Черникова. Научной деятельностью школьница занимается с 8 класса, успешно участвует в научно-практических конференциях и в дальнейшем задумывается продолжить работу в этом направлении. По ее словам, участие в НПК дает бесценный опыт и возможность поговорить с руководителями разных институтов, услышать их мнение о проделанной работе, а также узнать что-то новое. ЯСИА она рассказала об основных результатах своего масштабного исследования.

«Меня очень заинтересовала эта тема. Сперва я выяснила, что солнечные затмения бывают до 5-6 раз в год, и очень интересно, что жители Якутии могут их увидеть. Моими научными руководителями являются младший научный сотрудник института космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера Сибирского отделения РАН Алексей Корсаков и учитель физики Галина Александровна Перевалова. Мы выяснили, что затмение влияет на распространение радиоволн и изучили, как и почему это происходит, а также провели необходимое исследование. Исследовали трассы от Японии до Мохсоголлоха, от Японии до Якутска и от Германии до Якутска. На трассах от Японии до Мохсоголлоха и Якутска амплитуда радиоволн уменьшалась примерно на 47 и 43%, а на радиотрассе от Германии до Якутска, наоборот, увеличилась. Мы считаем, что это связано с интерференцией радиоволн: уменьшение — с наложением в противофазе, а увеличение – с наложением в фазе. Из-за того, что условия приближаются к ночным, а ночью ионосфера приподнимается, тем самым распространение радиоволн — лучше. Мы изучили, как затмение действует на очень низкие частоты, которые распространяются и под воду. Это может воздействовать на подводные лодки, например, во время солнечного затмения у них могут быть погрешности, что может в свою очередь привести к разным исходам», — объяснила Вероника Черникова.

В этом году самое большое количество школьников заявлено в секции «Экологические науки» и среди юниоров, и среди старших классов. Как рассказала председатель секции старших классов, кандидат биологических наук, профессор СВФУ Парасковья Гоголева, ребята представили результаты своих исследований на исключительно разные темы. Среди них есть технические исследования, изучение биоразнообразия, состояния водных систем. Профессор подчеркнула, что исследований достаточно много для пандемийного времени, представлены даже материалы, собранные во время экспедиций.

Проблемы экологии все больше привлекают к себе внимание – это естественно, ведь экология – это то, чем мы дышим, питаемся, где мы отдыхаем. Все это связано со здоровьем человека.

«На мой взгляд, люди стали чаще выезжать за пределы республики, они видят, где люди живут хорошо, а где-то есть проблемы. Таким образом, они оценивают, что все-таки у нас очень хорошая природа, и ее надо беречь. Например, на конференции нюрбинские, хангаласские, мегино-кангаласские, усть-алданские, таттинские ребята очень хорошо показали, какие у них можно сделать экологические тропы, рассказали о видах, нуждающихся в охране и преумножении. Школьники пытаются даже делать роботов, разводят червей для работы с полиэтиленом, много работ посвящено раздельному сбору отходов. Две работы посвящены изучению состояния и восстановления растительности после пожаров в последние годы. Исследования показали, что восстановление идет не так быстро, как хотелось бы. После пожаров мы видим страшную картину, все это негативно влияет на людей. Очень интересно было послушать работу по мерзлотной почве. Есть очень хорошие проекты, например, школьник из Чурапчи сделал работу по переработке древесины. Исследование такого уровня, наверное, даже студенты первых-вторых курсов сделают хуже. Или ребята из Алдана и Нерюнгри показали высокий уровень. Это показатель того, что школы оснащены хорошим оборудованием и лабораториями, а руководители имеют соответствующую подготовку», — поделилась Парасковья Гоголева.

ЯСИА побеседовало с отличившимся, по мнению профессора, участником конференции – учеником 10 класса Чурапчинской гимназии Николаем Хомподоевым. Как оказалось, исследованием способов укрепления древесины он занимался почти год.

«Моего научного руководителя зовут Мария Иустиновна Хоютанова, она преподаёт физику. Тему «Исследование способа укрепления древесины методом удаления лигнина в домашних условиях» я выбрал потому, что в будущем мы хотим получить более твердую прочную древесину для строительства. Изучив способы укрепления древесины методом удаления лигнина, нам удалось получить дерево с новыми свойствами и экспериментально проверить его прочность, ударную твердость и твердость по Виккерсу», — рассказал Николай.

Из-за чего происходит оттаивание вечной мерзлоты? Таким вопросом задалась восьмиклассница Майинской СОШ им. Ф.Г. Охлопкова Айталыына Попова. Именно поэтому она провела исследование на тему «Выявление признаков оттаивания вечной мерзлоты вокруг села Майя с помощью снимков космических спутников и аэроснимков с квадрокоптера». Вместе с руководителем она исследовала снимки космических спутников, квадрокоптера и простых фотографий оврагов и байджарахов для определения изменений размеров и скорости происходящего процесса.

Пожалуй, самое актуальное исследование этого года – оценка последствий лесных пожаров в Горном улусе. Масштабную работу провели ученики 11 класса Специализированного учебно-научного центра СВФУ Айтал Андреев и Айтал Туприн под руководством старшего преподавателя института естественных наук СВФУ Моисея Захарова и доктора биологических наук, заведующего лабораторией института биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН Михаила Черосова.

По нашим прогнозам, Горный улус будет меньше подвержен пожарам в следующем году

«Мы решили выбрать эту тему, поскольку лесные пожары в последние годы сильно разбушевались на территории Якутии. Особенно прошлым летом, когда в Горном улусе сгорела часть деревни Бясь-Кюёль. Вместе с нашими научными руководителями мы проанализировали лесные пожары, смотрели различные YouTube-каналы, изучали американские статьи про пожары и написали программу на Google Earth Engine. Основные результаты нашей научной работы:  проанализированы лесные пожары с 2014 по 2021 гг. в Горном улусе; разработана методика применения машинного обучения для анализа последствий лесных пожаров; создана гипотеза, согласно которой уже заросшие территории слабо подвержены опасности нового пожара. Так, по нашим прогнозам, Горный улус будет меньше подвержен пожарам в следующем году», — заявил Айтал Андреев.

Также он отметил, что в этом году, несмотря на эпидемиологическую ситуацию, конференция  проходит на высоком уровне: «Здесь есть цифровые наставники, волонтеры и очень компетентное жюри».

Многие исследования связаны с робототехникой при использовании андроидных платформ, а также искусственного интеллекта. Дети интересуются машинным обучением, в этом они очень преуспели.

«Специфика нашей республики заключается в том, что дети интересуются историей и любят проводить культурологические исследования, сравнительные анализы литературных произведений. Очень много работ, связанных с изучением культуры якутского народа — это характерная особенность конференции», — рассказал Василий Павлов.

Например, используя современные технологии, ученики 9 класса Тит-Аринской СОШ им. Г.В. Ксенофонтова Таисия Стручкова и Станислав Макаров  на базе кружка дополнительного образования для школьников iengolab, нацеленного на обучение детей основам гео- и информационных технологий (направления Geo и Geo&IT) и развитие навыков проектирования и моделирования, разработали цифровое пространство плана малого села Тит-Ары Хангаласского улуса.

Ранее руководитель кружка и научный руководитель Михаил Никифоров рассказал, что дети знакомятся с основами картографии и геоинформатики, работы в ГИС (геоинформационных системах), способами использования веб- и ГИС-технологий в создании, хранении и анализе пространственных данных, управлением беспилотных летательных аппаратов, методами фотограмметрической обработки аэроснимков, 3D-моделированием.

«Выбрали эту тему, потому что в интернете нет нормальной карты нашего села, и чтобы проезжающие машины могли определить, где находится магазин или почта. Участие в конференции дало возможность узнать, как правильно работать с интернет-картами», — сказал Станислав Макаров.

А вот ученица 10 класса Алданского лицея Елизавета Пьянникова обеспокоена безграничным объемом ненужной информации в социальных сетях. Она доказывает, что в соцсетях можно не только развлекаться, но и проводить время с пользой. Елизавета принимает участие в НПК с 13 лет и является неоднократным призером. Последние три года она посвятила изучению влияния социальных сетей на современного подростка.

«Я пришла к выводу, что нужно научиться использовать их с максимальной выгодой для себя. Это и стало темой моей работы: «Концепция lifelong learning при создании индивидуальной образовательной экосреды».  Объем информации в современном мире увеличивается, поэтому человек должен уметь ориентироваться в его потоке и выбирать из него только самое нужное и необходимое.  Алгоритм в социальных сетях при правильном управлении может систематизировать информацию по выбранной теме, тем самым превращая нашу ленту в социальных сетях в экосреду. Даже реклама будет в такой среде полезной. Благодаря экосреде можно развиваться на протяжении всей жизни, меняя её в соответствии с интересами, предпочтениями и взглядами. Можно не только заниматься творчеством, хобби, но и учиться, готовиться к экзаменам, осваивать новую профессию и найти источник дохода. Тем самым алгоритм в социальных сетях работает на нас. Формируя экосреду, мы формируем своё сознание. Хочу поблагодарить организаторов и экспертов НПК. Доброжелательная атмосфера и ценные рекомендации позволили мне развиваться, работать над ошибками, не бояться высказывать свою точку зрения. Я получила опыт участия на всероссийском уровне благодаря рекомендациям к участию в «Открытие» в Ярославле, «Открой в себе ученого» в Санкт-Петербурге. В дальнейшем при поступлении в университет мне это пригодится», — поделилась Елизавета.

Автоматизированный программно-аппаратный комплекс на основе Lidar Lite V3 для сканирования горных выработок в опасных и труднодоступных местах на мобильной платформе разработал ученик 11 класса Политехнического лицея города Мирный Евгений Гафаров.

«Этот проект я делаю уже второй год. Активно занимаюсь им в определённые промежутки. Проект предназначен помогать человеку в опасных производственных зонах, в частности маркшейдерам, сканируя местность и выводя полученное облако точек в специальную программу. Сам робот управляется дистанционно. Выбрал я эту тему случайно. Одним вечером сидел и думал, что такого можно придумать на НПК. Надумал специальные очки, которые должны были сканировать местность, как в играх. Рассказал эту идею папе. Он послушал, подумал и добавил этой идее актуальность», — рассказал Евгений.

Напомним, что республиканская научная конференция-конкурс молодых исследователей «Шаг в будущее» – «Инникигэ хардыы» проходит с 1996 года. Конференции присвоено имя выдающегося ученого, популяризатора науки Владимира Петровича Ларионова. Ежегодно лауреаты и дипломанты конференции получают рекомендации для участия в высокорейтинговых всероссийских конференциях. Конференцию долгие годы проводил Национальный фонд возрождения «Баргарыы». В настоящее время организаторами являются Министерство образования и науки РС (Я), Малая академия наук РС (Я).