Do Rena na jihu americké Nevady se sjelo pod záštitou firmy Intel více než 1500 nejlepších mladých mozků z různých oblastí vědy a techniky, aby poměřily své síly, vzájemně se inspirovaly a navázaly nové kontakty. 21. STOLETÍ bylo při tom!
Nevadské Reno na první pohled rozhodně nepůsobí dojmem honosného města. Vyřezávané sochy medvědů a mustangů, které vás přivítají v letištní hale, jako by vám oznamovaly, že jste se ocitli kdesi na americkém venkově, který kdysi možná býval Divokým západem. Po většinu roku je zde největším povyražením hra v řadě z místních kasin, případně lyžování na překrásných příkrých svazích nedaleké Sierry Nevady. Pod nepříliš vábným povrchem však doutná nečekaný vulkán – zdejší mimořádně úspěšná univerzita. Právě díky její vynikající pověsti a zázemí se zde společnost INTEL rozhodla uspořádat finále obrovské mezinárodní přehlídky nejlepších mladých hlav světa, jejímž hlavním sponzorem je již od roku 1997. Jako jediný zástupce tisku z České republiky se soutěžního klání zúčastnil i náš redaktor.
Inteligentní cesta k prosperitě
K tradičním pilířům vědy, kterými jsou především nadšení pro věc a systematické studium, přidali Američané ještě další, v dnešním světě neméně důležitý – schopnost své myšlenky nejen zformulovat, ale i prodat, přesvědčit ostatní, že právě já jsem ten nejlepší, kterému je třeba naslouchat. My, rezervovaní Evropané, můžeme mít k americkému nadšenectví řadu výhrad, jedno se mu však upřít nedá – funguje. Američané jsou naštěstí přesvědčeni ještě o jedné věci – totiž že by se měli o své poznání, kudy vede cesta k úspěchu, podělit i s ostatními.
Zelená pro další generaci
Američané své mladé mozky nejen podporují, ale cíleně pro ně vytvářejí i konkurenční prostředí. Mladí vědci však musí mít příležitost své projekty porovnat a vyměnit si zkušenosti a taková setkání je třeba organizovat. První Přehlídku vědy a inženýringu (Science and Ingeneering Fair) pořádala americká organizace Science Service již v roce 1950 ve Philadelphii, během let pak tento podnik rozkvetl do mamutí události celoplanetárního významu. Letošní ročník, který hostilo nevadské Reno, přinesl do tohoto města neuvěřitelných 1226 projektů! Celkově se jej zúčastnilo 1563 středoškolských studentů z 51 zemí celého světa, čímž padly všechny jeho předcházející rekordy.
Přátelské setkání i tvrdá soutěž
Mladí sem nepřijeli pouze ukazovat, co si v klidu svých pracoven spočítali či naměřili, ale zejména drát se o své místo na slunci, resp. na stupně vítězů, které na autory nejlepších projektů čekají. Abychom byli spravedliví – už jen pouhá účast v Renu je velkým vyznamenáním. Všichni už mají za sebou tvrdá kola soutěží ve svých mateřských zemích – jsou to tedy ti nejlepší, kteří nepřijeli reprezentovat jen sebe, ale i svou domovinu. Však i v Renu toho už mají také hodně za sebou. Vysoce kvalifikovaný sbor porotců (viz rámeček) si už jednotlivé adepty důkladně proklepnul a před závěrečným slavnostním vyhlášením už je atmosféra tak hustá, že by se dala krájet.
Co čeká na vítěze?
Pro snadnější hodnocení rozdělili organizátoři projekty do 17 kategorií, které sahají od disciplín výsostně teoretických (matematika) po ty nejpraktičtější (např. aplikovaná mechanika). Ti nejlepší v každé z kategorií se mohou těšit na ceny, jako správní vědci však nebudou očekávat jen obyčejné dary. Odměnou nejsou peníze, za které by si mohli vítězové koupit cokoliv. Jsou to peníze, které jim mají napomoci v jejich další vědecké kariéře. První tři finalisté získají 50 000 dolarů na vysokoškolské stipendium podle vlastního výběru. Vítězové v každé jednotlivé kategorii získávají stipendium 5000 dolarů a nový počítač, tím však výčet cen nekončí. V každé jednotlivé kategorii se rozdávají ceny za 1.–4. místo, které jsou také honorovány částkami do 3000 do 500 dolarů. Kromě hlavních oficiálních cen se však rozdává i řada menších cen, které rozdávají nejrůznější soukromé společnosti a organizace, které soutěž podpořily a spoluorganizovaly. I tyto peníze si však mohou studenti vybrat jen v podobě stipendijních pobytů, návštěv vědeckých pracovišť či laboratorního vybavení. Ve vědeckých soutěžích zkrátka není místo pro soukromé požitky. Práce je vždy na prvním místě.
Byli jsme při triumfu Čechů
Slavnostní zakončení přehlídky pojali Američané skutečně ve velkém stylu. Vyhlašování jednotlivých kategorií se zhostili významní pracovníci společnosti INTEL a vyhlašování vítězů v jednotlivých kategoriích jakoby nebralo konce. Na samý závěr vyhlašování zavládlo v české delegaci nelíčené nadšení. První místa v absolutním pořadí patřila sice třem Američankám (v publiku se šuškalo hodně o protekci), robot litomyšlských gymnazistů však zaujal porotu natolik, že mu udělila první místo ve své kategorii. Čtvrtým místem ve své byla oceněna i ohýbačka háčků prostějovského studenta Jana Nezvala. Ani další projekty však nevyšly naprázdno. Softwarový nástroj pro weby 2.0 (?) pražských gymnazistů a návrh na rozkládání antibiotik v odpadních vodách Jana Justry byly oceněny zvláštními cenami již o den dříve. Sečteno a podtrženo – mladá česká věda má nejen výsledky, ale i dokáže se i úspěšně prodat na mezinárodním fóru. Pro budoucnost to jistě není špatné znamení.
1. Optické elektronické vlastnosti tenké vrstvy Sb80Se20 pro netěkavé paměti
Autorka projektu: Soňa Boháčová
Odkud pochází: Gymnázium Pardubice, Dašická 1083
Která místní soutěž jej na ISEF vyslala: Středoškolská odborná činnost (SOČ)
Ve které kategorii soutěžil: Energetika a přenosová zařízení
Umístění: bez umístění
Zatímco před pár lety nám stačily pevné či vyměnitelné disky, jejichž kapacita paměti se měřila v řádu megabajtů (-bytů?), dnes má řada z našich domácích miláčků disk o velkosti několika terabajtů (-bytů?). Pro ukládání informací se u optických i elektronických pamětí používají záznamové vrstvy z nejrůznějších materiálů, většina z nich je založena na bázi telluridů. Čím výkonnější technologie, tím větší jsou však nároky na velikost „skladiště“ informací, ale i na stabilitu i rychlost zápisu. Řada výzkumníků se proto snaží vyzkoumat vlastnosti nejrůznějších materiálů, které by mohly stávající záznamové vrstvy nahradit. Elektrické a optické vlastnosti jednoho takového typu materiálu, nazvaného Sb80Se20, zkoumala i nadějná pardubická chemička Soňa Boháčová. „Zjistila jsem, že můj materiál by mohl být stabilnější díky vyšší teplotě fázové přeměny. Další vlastnosti také naznačovaly jeho použitelnost pro ukládání dat,“ popisuje výsledky svého zkoumání nadějná vědkyně.
2. Osmikolový multifunkční poloautomatický robot
Autoři projektu: Marek Votrůbek, Jan Král, Petr Bubeníček
Odkud pochází: Gymnázium Aloise Jiráska, Litomyšl
Která místní soutěž jej na ISEF vyslala: Amavet
Ve které kategorii soutěžil: Inženýring: Elektronika a mechanika
Umístění: 1. místo ve své kategorii
Autorský tým celého projektu multifunkčního robota se dal dohromady na gymnáziu v Litomyšli, jeho dva členové (M. Votrůbek a P. Bubeníček) se však znají už odmalička.
Na počátku jejich vášně pro konstruování stála podle jejich vlastních slov záliba ve stavebnicích typu LEGO, svými současnými schopnostmi však již udivují i profesionální konstruktéry. Jejich společné osmikolové dítě má dvě části, které byly obě udělány doma, takřka „na koleně“. Mechanická část se skládá z vozítka a ramena, které má tolik stupňů volnosti jako lidská ruka, a dokáže proto velmi precizně uchopovat různé předměty. Jejich chloubou je však zejména část elektronická, kde jsou data získávaná z kamery digitalizována a analyzována speciálním softwarem taktéž z vlastní produkce. „Náš robot zatím dokáže například rozlišit a uchopit např. pivní či vinnou láhev, které mají charakteristický tvar,“ říká jeden ze spolutvůrců robota Petr Bubeníček. Autoři doufají, že jejich prototyp by mohl nalézt uplatnění v situacích, které jsou pro člověka příliš nebezpečné, např. při požárech, manipulací s výbušninami či v zamořeném prostředí. O celém projektu se více dozvíte na adrese www.robots.glit.cz
3. Smart Framework – Řešení pro nové webové projekty
Autoři projektu: Vojtěch Vít, Jan Šindelář
Odkud pochází: Gymnázium Arabská, Praha 6
Která místní soutěž jej na ISEF vyslala: Středoškolská odborná činnost (SOČ)
Ve které kategorii soutěžil: Výpočetní technika
Umístění: zvláštní cena Lemelsonovy nadace mimo hlavní soutěž
Dvojice mladých počítačových nadšenců Vojtěch Vít a Jan Šindelář se rozhodla vytvořit nástroj, který by napomáhal urychlení vývoje webových projektů střední a větší velikosti (např. firemní prezentace či internetového obchodu). Na trhu jim totiž chyběla softwarová struktura („framework“), s jejíž pomocí by bylo možno vytvářet podobné projekty bez toho, aby bylo třeba udělat s nimi ještě spoustu dodatečné práce. „Nechtěli jsme však znovu vynalézat kolo,“ říkají o své práci oba mladí programátoři. Jejich projekt proto využívá řadu již existujících knihoven a frameworků, vytváří však pro programátory příjemné a přehledné prostředí. Výsledkem jejich projektu je tedy jakýsi „balík“, s jehož pomocí lze celou práci na architektuře interaktivních webových stránek zvládnout snadněji a rychleji.
4. Numerické diferintegrování
Autor projektu: Alexander Slávik
Odkud pochází: Gymnázium Brno – Řečkovice
Která místní soutěž jej na ISEF vyslala: Amavet
Ve které kategorii soutěžil: Matematika
Umístění: bez umístění
Alexandr Slávik ve své práci spojil dva své velké koníčky – matematiku a programování. Jako matematikovi mu učarovala možnost dosazovat do vzorců hodnoty, ve kterých daný vzorec nemůže nabývat smysl. Tak se dostal i k teorii diferintegrování (angl. fractional calculus), která se zabývá derivacemi a integrály necelých řádů, tedy takových, které mohou nabývat i zlomkových hodnot. Díky svým programátorským schopnostem byl schopen ušít tomuto postupu i slušivý „kabátek“ v jazyce Object Pascal. Tato matematická hračka však může najít i řadu uplatnění, například pro popis vlastností elastických materiálů, říká mladý matematik, který by rád pokračoval ve studiu matematiky či fyziky na vysoké škole.
5. Univerzální ohýbačka háčků
Autoři projektu: Jan Nezval
Odkud pochází: Střední odborná škola průmyslová a Střední odborné učiliště strojírenské, Prostějov
Která místní soutěž jej na ISEF vyslala: Středoškolská odborná činnost (SOČ)
Ve které kategorii soutěžil: Inženýring: Elektonika a mechanika
Umístění: 4. místo ve své kategorii
Příběh vzniku Janovy ohýbačky je překvapivě prostý – jeho tatínek mu zadal ohýbat háčky ručně, a ruku na srdce – komu by se do takové práce chtělo? Zdlouhavou a namáhavou práci přece může zastat robot! Elektronickou část, pomocí níž lze nastavit takřka jakýkoliv sebebláznivější tvar háčku, si mladý vynálezce nechal vyrobit na zakázku, ta mechanická je již kompletně jeho dílem. A jak vidí výhody svého vynálezu sám autor? „Mojí ohýbačku lze využít zejména v práškových lakovnách. Odstraňuje zdlouhavou ruční práci, zrychluje výrobní čas a zmenšuje také prostorové a cenové nároky na podobný typ zařízení. Používat ji může prakticky kdokoliv, k její obsluze je třeba jen minimální trénink, který zvládne každý.“ Podle jeho vlastních slov je vynález přímo připraven k sériové výrobě. Jedinou překážkou je už jen (ne?)zájem potenciálních odběratelů.
6. Rozklad antibiotik v odpadních vodách
Autoři projektu: Jan Justra
Odkud pochází: Gymnázium Brno-Řečkovice
Která místní soutěž jej na ISEF vyslala: Amavet
Ve které kategorii soutěžil: Životní prostředí
Umístění: zvláštní cena Lemelsonovy nadace mimo hlavní soutěž
Obsah antibiotik v odpadních vodách, kam se dostávají zejména díky lidské moči, je čím dál závažnějším problémem. Jejich koncentrace je na jedné straně příliš nízká na to, aby zničila všechny patogenní zárodky, které zde našly své dočasné útočiště, na druhou stranu však zase příliš vysoká na to, aby na ně bakterie nereagovaly vůbec. Taková lázeň ve slabém koktejlu antibiotik dělá bakteriím jen dobře – zvyšuje jejich vybavenost na případné protitahy ze strany člověka a lidé si tak nevědomky vytvářejí skutečně odolné nepřátele. Této situace si všiml brněnský gymnazista Jan Justra a pokusil se navrhnout jednoduché a elegantní řešení. Antibiotik v odpadních vodách značně ubude, budou-li vystaveny ultrafialovému záření. UV-záření je nelikviduje přímo, ale poskytuje energii pro tvorbu radikálů, díky nimž se pak rozkládají. „Zatím se mi podařilo dosáhnout účinnosti 50 % za pH 7, kdy je tento proces nejvíce efektivní,“ říká Jan Justra, který vidí svou budoucí profesní dráhu ve studiu farmacie.
Jak vybrat ty nejlepší?
Soutěž ISEF (International Science and Igeneering Fair) je určena středoškolským studentům mezi druhým a čtvrtým ročníkem střední školy. Nejlepší projekty vybírala vysoce kvalifikovaná porota, která celkově čítala okolo 900 členů, včetně výzkumných pracovníků společnosti INTEL a také několika nositelů Nobelovy ceny. Vybrat ty nejlepší je dlouhodobý a bolestivý proces. Každý projekt je obodován pomocí stobodové škály, hodnotí se mimo jiné kreativita, hloubka vědeckého myšlení, důkladnost, jasnost atd. Každý autor či autorský tým má poté 15 minut na představení svého projektu porotcům, kteří se potom několik hodin radí o tom, jak jednotlivé projekty porovnat. O hloubce a poctivosti práce poroty svědčí i to, že letos vyřadila 3 projekty, o kterých zjistila, že byly „opsány“.
Odkud přicházejí do soutěže naši zástupci?
Česká republika si na slabou účast na ISEF rozhodně stěžovat nemůže – 6 týmů v soutěži neměly ani takové technologické velmoci, jako je Německo, Izrael či Jižní Korea. Po třech týmech přivezly na toto mezinárodní fórum dvě „konkurenční“ české soutěže – SOČ (Středoškolská odborná činnost) a AMAVET (Asociace pro mládež, vědu a techniku). Soutěž SOČ je tradiční středoškolskou soutěží, která v letošním roce završila třetí desítku let své existence. Je určena studentům středních (výjimečně i základních) škol a soutěží se v 18 kategoriích, které pokrývají většinu vědeckých a technických oborů, pamatováno je však i na obory humanitní (umění, historie, filosofie). Soutěž AMAVET je mladší a možná i dravější rybou v malém českém rybníčku vědeckých soutěží. Existuje u nás od roku 1990 a není zdaleka jen soutěží – kromě klání mladých vědců, organizuje Centra pro děti a mládež (nyní je jich v České republice 14), zimní a letní vědecké campy a řadu exkurzí do zahraničí. Účast na mezinárodních soutěžích je tedy pro AMAVET spíše vrcholkem ledovce rozsáhlé práce s mládeží.
