Олимпиада школьников: меч джедая, реактивный ранец и телепорт к 2035

Что школьники говорят про олимпиаду:

• «Это похоже на олимпиаду, которую пишут в школе, только раз в пять сложнее.»
• «Космос — это здорово, но металл лучше. Немножечко.»
• «Ищу команду. 11 класс. На С++ с рождения.»
• «Хотел бы воплотить в жизнь портал-пушку из Рика и Морти.»

Что происходило на самом деле:

• Семиклассники ловят мюоны.
• От школьников сбежала рыба.
• В бассейне поселилась выдра.
• Школьник взломал зачетный этап по ИК-каналу.
• 7-ми и 9-ти классницы победили 11-ти классников.
• Команда написала алгоритм предсказаний, который предсказал, что с этим алгоритмом они проиграют.

Для начала — пару задачек, чтоб всё с самого начала было ясно. А потом — подробности.

Задачи по биологии для нанотехнологов

Задание 2

В далеком будущем, исследуя соседнюю галактику, человечество столкнулось с инопланетной расой, называющей себя Рейфами. В результате нескольких контактов стало известно следующее. Каждой общиной Рейфов управляет королева, являющаяся единственной особью женского пола в общине. Относительно меньшая часть общины состоит из мужчин, имеющих высокий интеллект. Большая часть — из рабочих особей, крупных и мускулистых, способных только к выполнению приказов интеллектуальных особей и рутинных дел.

Достоверно про эту расу известно:

• Наблюдалось только рождение рабочей особи. Это был «выход» из образования, названного наблюдателями «кожистым коконом». Особь появлялась несколько меньшего размера, чем взрослая, и явственно более беспомощная, но уже вполне сформированная.
• Известно, что рабочие особи в пределах одной общины генетически идентичны.
• Продолжительность жизни рабочей особи неизвестна.
• Продолжительность жизни королевы и мужчин — высокая и приблизительно одинаковая
• Рождение «интеллектуальных» особей не наблюдалось, но есть сведения, что они рождаются достаточно незрелыми и имею некий аналог человеческого детства.
• Смены пола у взрослых особей не бывает.
• Есть сведения о традиции увозить юную королеву (до созревания) из общины.
• Обнаружены генетические особенности, сближающие эту расу с земными насекомыми, и, возможно с рыбами.

• A. Предложите механизм определения пола у этой расы, пол (генетический и фенотипический) всех особей, продолжительность жизни рабочих.
• B. Предположите, существует ли у Рейфов живорождение.
• C. Предположим, община Рейфов осталась без королевы, но имеет потребность в новой. Предложите механизмы, как они могли бы получить родственную им королеву, и какие особи должны были у них остаться для осуществления этого.

Ответы обоснуйте.

Задание 4

Представители расы протоссов обладает антропоморфными очертаниями тела, за исключением строения конечностей — у них выгнутые назад колени и четырехпалые руки. Цвет кожи зеленоватый, синеватый или серый. Протоссы двуполые, известно, что и мужчины, и женщины у них диплоидны. Эта раса способна питаться энергией света, однако известно, что иногда рождаются дети со сниженной способностью к восприятию света. Такие дети без специальных мер крайне редко доживают до возраста, когда сами создают семьи. За способность усваивать энергию света отвечает гетеродимерный белок Stl из двух субъединиц — S и L, для поддержания его работы достаточно хотя бы одной.

Вам доступны архивные записи одного из крупных городов-миллионников протоссов, посвященные их демографии и записи о межклановых браках.

В результате изучения архивов вам известно следующее:

• большинство протоссов в городе обладают серой кожей, синеватая и зеленоватая окраска встречаются реже, причем синеватая примерно втрое реже, чем зеленоватая
• сниженной способностью к восприятию света мальчики страдают чаще, чем девочки
• сниженная способность к световосприятию встречается редко — реже, чем в 1% случаев.
• в тех случаях, когда протосс со сниженным световосприятием заводил семью, то, как правило, но не всегда, его дочери были здоровы
• Из клановых записей известно:
• Клан потомственно серокожих протоссов решил породниться с потомственно зеленокожим кланом. По результатам нескольких браков в первом поколении все дети оказались серокожими. В браках этих протоссов между собой примерно три четверти были серокожими, а среди остальных (не серых) примерно одна шестнадцатая оказалась с синеватой кожей
• Другой потомственно зеленокожий клан породнился с кланом с синеватой кожей. Все дети от таких браков оказались с зеленоватой кожей. В браках этих протоссов между собой три четверти детей оказались с зеленоватой кожей и четверть с синеватой кожей
• В браках представителей клана с серой кожей с представителями клана с синеватой кожей, у все детей была серая кожа. Во втором поколении было три четверти серокожих и поровну из оставшихся с синеватой и с зеленоватой кожей

• A. Определите, как наследуются у протоссов цвет кожи.
• B. Определите, как наследуются дефект световосприятия.
• C. Почему дефект световосприятия настолько редок у протоссов?

Свой ответ поясните.

Что вообще происходит?

Олимпиада Национальной Технологической Инициативы. Цель — к 2035 году захватить галактику. Средство — вырастим поколение Королевых, Менделеевых, Сикорских, Вернандских. Как — заинтересовав школьников интересными задачами.

Из 20 000 участников заочных туров в финал прошли 572 школьника. Первая часть финалистов, 360 человек, приехали в «Сириус» в Сочи, где соревновались по девяти направлениям. По остальным восьми профилям соревнования проходят в марте–апреле в семи регионах России — от Владивостока до Санкт-Петербурга.

Немного подробностей про 4 профиля (из 9), по каким направлениям проходила олимпиада.

Нейротехнологии и разработка киборгов

В этом году финалисты делали систему управления бионическим протезом руки человека. Участники собрали протез, придумывали и реализовывали систему управления протезом на основе мышечной и мозговой активности.



Система должна обладать определенной мерой чувствительности, которая позволит осуществлять захват хрупких предметов.


Победителем стала та команда, у которой получилась наиболее точная система управления с минимальным количеством ошибок при выполнении заданий.





В распоряжении участников были наборы-конструкторы «Юный нейромоделист» и комплекты для сборки бионического протеза руки.





Список команд

Полезные материалы:

• Курс по биомеханике
• Курс по биосенсорам
• Видеоуроки BiTronics Lab
• Вводный курс по Arduino
• Курс по программированию на Python
• Задания всех этапов профиля «Нейротехнологии» 2017 г.

Автономные транспортные системы

«Мы воспитываем в участниках системное понимание. Необязательно что все станут инженерами, но они должны понимать, что есть системы и они стыкуются в очень разных местах, что всегда физика цепляет инженерию, инженерия цепляет „софтовые скилы“ и так далее. И они должны чувствовать команду, среду, которая вокруг них. Мы, кстати, замечаем, что команды между собой не конфликтуют, они „борются“ с полигоном, а не друг с другом.»

Команде финалистов предстояло:

• Сконструировать и управлять элементами автономной транспортной системы на специальном полигоне;
• Разработать программы управления тремя видами систем: наземного, водного, воздушного, участвующих в доставке груза, с учетом особенностей управления и логистики каждой из них;

Электронная часть всех систем создается базе Arduino-совместимых платформ.



Это — звёздное небо. Все аппараты ориентируются «по звездам».

Для каждого из трех видов транспортных средств (ТС) необходимо решить две задачи: глобальную (сориентировать ТС «по звёздам» и довезти груз в конкретный порт, который стыкуется со следующим ТС) и локальную (в рамках движения каждого ТС избегать столкновений с препятствиями, реагировать на дорожную ситуацию, светофоры и прочее).

История про «Кожаных мешков».

В ходе олимпиады мы собирали код, который написали школьники. Естественно, они интересовались, а зачем, а будет ли его кто-то читать. Получив ответ, что код будут читать и если там написана полная ерунда — баллы снимут, дети кинулись лихорадочно исправлять написанное.



Любой программист вставляет комментарии и отладочные сообщения понятные и веселящие автора кода. В задаче, где нужно было обнаружить человека на изображении с камеры, у школьников программа выдавала "Кожанный ублюдок найден".

Полезные материалы:

• Олимпиада НТИ 16/17. Все задания профиля «Автономные транспортные системы»
• Олимпиада НТИ 15/16. Все задания профиля «Автономные транспортные системы»
• Онлайн-курс «Программирование на языке Python»
• Онлайн-курс «Программирование на языке С++»
• Видео-лекции по Arduino
• Онлайн-курс «Arduino для начинающих»
• Видео-курс «Электроника шаг за шагом»
• Хакатон по профилю «Автономные транспортные системы» 2017
• Введение в программирование С++
• Строим роботов из Arduino
• Хакатон по профилю «Автономные транспортные системы» 2018

Большие данные

В этом году на этом профиле была интересная история. Медицинский физик Александра Далечина собрала данные по 900+ онкопациентам центра «Гамма-Нож» и данные по 5000+ очагам заболевания в мозгу. Такого в России просто никогда не делали.

Финалисты — кстати, участникам лучшей команды 13 и 15 лет — обработали эти данные так, что точность диагнозов увеличилась в 6-7 раз.

Участники должны сначала разобраться с медицинскими терминами и назначениях, потом — проработать методологию решения двух задач, по выживаемости и по ремиссии. «Если взять средние значения и средние отклонения от значения, то ошибка будет в районе года. С использованием методов машинного обучения ошибка уменьшилась до 4-5 месяцев.

Курьёзные ситуации, конечно, тоже были.

«В прошлом году один парень победил в «Больших данных», а после олимпиады решил, что не будет поступать в вуз, а будет создавать базу по анализу данных, — рассказывает Алексей Федосеев. — Родители, естественно, просили не валять дурака. А он проявил характер, разругался с ними и специально написал ЕГЭ на 20 баллов».

«У меня даже новая лекция про религию Байеса».

Полезные материалы:

• Хабр посоветуй: как выиграть олимпиаду НТИ для школьников по профилю «Большие данные»

Инженерные биологические системы

«Нашей команде дали разбалансированную установку. В ней накапливалось много аммиака — и рыбам плохо, и растениям. Мы должны были придумать, как её сбалансировать. Придумали систему «повешения», «соты отчаяния» и «перчатную затычку»».



В центре истории — рыбки.



Школьникам предлагалась система из кустиков салата, аквариума с форелью и дренажной системой. Все это надо было настроить, чтоб рыбки не сдохли.



— А что если сдохнут? У Ребят же будет горе?
— А мы каждое утро приходим пораньше, и если увидим, что рыба скоро «откинет копыта», выловим ее и заменим на новую. Но пока все рыбки живы. Только сбегали пару раз.

Но охранники Сириуса хитро поглядывали на мирно плавающую форель и ждали конца олимпиады…



Школьники 9 класса выполняли теоретические расчеты, составляли алгоритм автоматизации сбора основных показателей аквопонических систем и автоматизировали введение необходимых реагентов в установки.



Для работы будут предоставлены запущенные аквапонные системы в минимальной комплектации и комплект дополнительных «Модулей», которые возможно интегрировать в систему. Примеры «Модулей»:

• дополнительный гидропонные модули;
• блок биологической водоподготовки;
• блок удаления избыточной органики;
• рассеиватель водного потока;
• аэраторы — распылители воздуха (дополнительные);
• перистальтические насосы;
• манипулятор с пространственными датчиками.

Настоящие инженеры легко решают задачи при помощи подручных средств

«Самое сложное в начале олимпиады — это создать ситуацию, в которой дети выйдут за пределы зоны «учитель — ученик». Этот формат, когда все, что сказал учитель, верно, и ребенок должен сделать все, что он сказал, его мы должны срочно просто рубить. Потому что система открытая, способов решения может быть много. Более того, мы можем допускать ошибки и специально допускаем ошибки. И если ребенок находится в состоянии «да хозяин, все, что сказал учитель, верно», мы пытаемся его из этого состоянии вывести»

Полезные материалы:

• 10-11 кл., Обязательный курс: Биотехнология и генная инженерия
• 10-11 кл.: Молекулярная биология. Введение
• 10-11 кл.: Молекулярная биология (продвинутый уровень)
• 9 кл., Обязательный материал: Аквапоника, общая информация
• 9 кл., Обязательный материал: Замкнутые биосферы
• 9 кл., Обязательный материал: Замкнутые рыбоводные установки
• 9 кл., Биология. Общий курс.
• 9 кл. Биология. Расширенный курс.
• Задания всех этапов профиля «Инженерные биологические системы» 2017

Обстановка и атмосфера на Олимпиаде

Это ситх-пиарщик. Ольга Прудковская. Добрая внутри.



Это Ольга Шабалина. Это она спалила ИК-хакера.


Нейрорестлинг


Бобук рассказывает



— А можно сделать Олимпиаду НТИ, но без школьников?
— Она есть. Называется «Комкон».

О чем мечтают финалисты

Где заняться проектной деятельностью

Если вы во Владивостоке — то в Центре проектной деятельности ДВФУ.

Участникам Олимпиады НТИ рады на многих хакатонах, форумах и школах. Идеи того, куда можно съездить после финала:

21 марта 2018 года, Москва — «Нейрофест» для любителей нейротехнологий.

25-31 марта Весенняя проектная школа GoTo в МАРХИ

26-30 марта 2018 года, Подмосковье — федеральный хакатон «Лиги роботов».

Регистрация до 15 апреля: конкурс идей социального предпринимательства — Social Impact Award.

6-11 апреля, Владивосток. Финал профиля VR — можно прийти на мастер-класс или волонтёрить. Напишите о своём желании здесь.

13-15 апреля, Москва — VI Форум Breakpoint: хакатон, кейсы, стартапы, эксперты. Регистрация до 7 апреля.

17-20 апреля, Тюмень. Школа Открытого университета Сколково «Навигатор инноватора». Регистрация до 9 апреля.

21 апреля — 11 мая, Владивосток — авиационная смена в ВДЦ «Океан», призёры и победители ИРС и БАС имеют весомые бонусы (70 и 130 баллов) на конкурсе. Подача заявок до 23 марта.

28 апреля, Владивосток — Региональный этап Всероссийской робототехнической олимпиады ВРО. Регистрация команд открыта до 1 апреля.

28 апреля, Владивосток — Конференция исследовательских и проектных работ в ДВФУ. Регистрация и заочный этап до 10 апреля.

22-25 мая, Владивосток. Школа Открытого университета Сколково «Навигатор инноватора». Регистрация до 14 мая.

(даты определяются, лето 2018), Артек. Авиационная смена от ОАК. Туда
уже получили приглашение лучшие участники профиля «Беспилотные
авиационные системы».

17-30 июня, 15-28 июля, 12-25 августа Летние проектные GoTo школы в Подмосковье.

1-24 июля, Сочи — образовательная программа «Большие вызовы» в ОЦ «Сириус». Подача заявок до 31 марта.

1-10 июля, Владивосток — «Наноград». Отбор через конкурсы и конференцию. Кроме того, в «Наноград» едут победители и лучшая команда профиля «Нанотехнологии».

7-28 августа, Крым — школа «Юниквант» в Артеке. Подача заявок до 27 апреля.

(даты определяются, осень 2018) Проектная смена Кружкового движения и Рыбаков Фонда в «Орлёнке».

Репортажи про олимпиаду в СМИ

• «То, что дети здесь делают, сильно опережает школу»
• Они из будущего: что такое Олимпиада НТИ, как стать ее участником и победить
• Знаю, в чем сила
• Олимпиада НТИ: включите солнце!
• «Я училка до мозга костей, и готовить к олимпиаде для меня захватывающий эксперимент»
• НИЯУ МИФИ определил победителей олимпиады НТИ профиля «Ядерные технологии»

Благодарности

Я реально благодарен. Во-первых, спасибо РВК и АСИ за всю рыбу то, что за 3 года с нуля сделали суперкрутую движуху, о которой я мечтал. Супер респект команде «делателей» (Ассоциация кружков), кто своими руками это реализовал. Отдельное спасибо Ольге Прудковской за блат, за огонь-шутки, за 4 раза прослушанную экскурсию и звездный меч. Спасибо Дмитрию и Екатерине за то, что пригласили меня.

P.S.

Надеюсь, на следующий год на Олимпиаде НТИ организовать (подпольную?) лабораторию по турбореактивному движению и реактивным ранцам.