6 сенсационных открытий, которыми подростки потрясли мир на научных ярмарках Google и Intel

В США ежегодно проходят научные выставки, участниками которых становятся талантливые дети и подростки со всего мира (Google Science Fair, Intel ISEF). Эти дети способны заткнуть за пояс многих взрослых ученых, а их гениальные открытия в скором времени могут изменить жизнь человечества в лучшую сторону.

Мы в AdMe.ru впечатлены успехами этих юных ребят и с удовольствием делимся их вдохновляющими историями.

1. Лорен Ходж. Снижение канцерогенов в продуктах питания

Лорен Ходж было всего 13 лет, когда она прочитала в газете об одном судебном разбирательстве. Речь шла об иске к сети ресторанов, которые не предупреждали посетителей о том, что в курице гриль содержатся канцерогенные вещества (хотя по закону обязаны были это делать). Чуть позже Лорен заметила, что края курицы, которую ее мама маринует в лимонном соке, приобретают светлый оттенок (т. е. происходит процесс денатурации). У Лорен возникла мысль, что маринады могут влиять на концентрацию канцерогенных веществ в приготовленном на гриле мясе.

Лорен связалась с несколькими лабораториями, и после многих попыток лаборатория Университета штата Пенсильвания позволила 13-летней девочке стать их лаборанткой. Лорен мариновала курицу дома, используя разные маринады; затем готовила ее на гриле и транспортировала в лабораторию с соблюдением всех требований. Там она исследовала количество канцерогенных веществ с помощью профессионального оборудования. Вот результаты ее исследований:

• лимон снижает количество канцерогенов в приготовленном на гриле мясе на 98 %;
• соленая вода и коричневый сахар — на 60 %;
• оливковое масло не снижает уровень канцерогенов в статистически значимых величинах;
• соевый соус чаще повышал концентрацию канцерогенных веществ.

За свою работу Лорен была удостоена второй премии на научной ярмарке Google Science Fair в 2011 году.

2. Джона Конн. Датчики для слабослышащих

Джона Конн играл на гитаре в комнате, где было много других музыкантов. За шумом он не мог услышать звучание собственной гитары. Он прикусил гриф и совершил открытие: вибрация прошла по зубам, и стало возможно отчетливо различить звук. Так молодой человек узнал о явлении костной проводимости звука и понял, что может помочь слабослышащим людям. Он создал собственное устройство, которое переводит звуковую волну в вибрации и отправляет на специальные датчики, прикрепляемые к пальцам рук.

Проведенные тесты устройства показали, что люди стали воспринимать различные частоты и мелодию лучше на 95 %. Джона — победитель Google Science Fair 2012 года.

3. Джек Андрака. Тест-полоска для моментальной диагностики рака

Близкий семьи Джека Андраки из здорового мужчины превратился в ходячий скелет всего за полгода. Он умер от рака поджелудочной железы. 14-летний Джек не мог просто так смириться с его смертью и решил искать способ побороть рак. Он не знал, с чего начать, и... обратился к гуглу и «Википедии». Оказалось, что 85 % больных раком поджелудочный железы проходят диагностику слишком поздно, когда вероятность выживания составляет всего 2 %. Метод, который сегодня используется для диагностики, был придуман 60 лет назад. «Он даже старше моего отца», — шутит Джек. Кроме того, этот анализ недостоверен: около 30 % случаев рака остаются невыявленными. «И стоит анализ $ 800, поэтому ваш врач должен быть ну очень подозрительным, чтобы рискнуть отправить на столь дорогостоящий тест», — говорит Джек.

Джек мечтал придумать свой тест. Он нашел в интернете список из 8 тыс. видов белка, которые могут быть выявлены при раке поджелудочной железы, и начал исследование. Он искал белок, который выделяется в больших количествах уже на ранних стадиях заболевания. Спустя тысячи испробованных вариантов, когда руки уже опускались, Джек наконец нашел нужный белок — мезотелин. Теперь ему нужно было придумать доступный метод выявления этого белка (чего до него не делал ни один взрослый ученый).

«Открытие посетило меня в самом неподходящем для инноваций месте. Просто в усыпальнице инноваций — на школьном уроке биологии», — шутит Джек. Параллельно читая статью об углеродных нанотрубках и слушая лекцию об антителах, Джек решил соединить оба этих знания в своей разработке: вплести антитела в структуру нанотрубок и получить тест. «Слушайте, это так же просто, как приготовить шоколадное печенье. Просто берете нанотрубки, смешиваете с бактерией, перемешиваете это все, погружаете бумажную полоску — и готово! Вы можете диагностировать рак... Так я это себе представлял. Я разослал этот алгоритм по электронной почте в 200 лабораторий и получил 199 отказов. Никто не кричал мне со всех сторон „Ты гений!“, „Ты спасешь мир!“, как я этого ожидал».

Только одна лаборатория ответила положительно на запрос Джека. На деле оказалось, что идея Джека была полна изъянов. Он дотошно и кропотливо решал каждую из проблем. Но наконец тест-полоска была готова. Этот тест в 168 раз быстрее, в 400 раз более чувствительный и в 26 тыс. раз дешевле существующей технологии диагностики. Джек выиграл Intel ISEF в 2012 году.

«Знаете, я пересмотрел свое отношение к интернету. Оказывается, он нужен не только для того, чтобы постить селфи с утиными губками. Это реальный шанс повлиять на судьбу человечества. Если простой подросток, который даже не знал, что такое поджелудочная железа, смог это сделать, то только представьте, чего сможете добиться вы».

4. Эйша Кхаре. Полная зарядка гаджетов за 30 секунд

Современные смартфоны прочно вошли в нашу жизнь, но есть одна проблема: они уж очень быстро разряжаются. А что еще обиднее — достаточно долго заряжаются. 19-летнюю Эйшу Кхаре такое положение дел не устраивало.

Ее мама биолог, а папа инженер, но они не настаивали на том, чтобы дочь занималась наукой. Наоборот, они всячески поощряли ее творческое развитие, в том числе занятия танцами. По мнению Эйши, именно такой подход сыграл ключевую роль в том, что она способна посмотреть на давно известную проблему под новым углом. Эйша смогла создать суперконденсатор, который позволяет сократить процесс зарядки устройства до 30 секунд, за что выиграла $ 50 тыс. и 2-е место на выставке Intel ISEF в 2013 году.

Уровень работы Эйши в 19 лет соответствует работам, которые выполняют кандидаты точных наук. Сейчас ее главный проект — соединить емкость аккумулятора и высокую скорость зарядки суперконденсатора в одном устройстве. Это поможет не только в сотни раз быстрее заряжать гаджеты, но также потреблять меньше электроэнергии и доставлять ее в отдаленные уголки планеты, где она особенно необходима и где нет электропровода.

5. Эрика де Бенедиктис. Бестопливные космические путешествия

Эрике было 14 лет, когда она путешествовала в автобусе по Флориде с родителями. Это было очень скучно, и они предложили дочери заехать в музей, чтобы посмотреть на экземпляр «Сатурна-5». «Было очень жарко и душно, и я просто надеялась, что там будет кондиционер», — говорит Эрика.

Эрику шокировал размер ракеты. С этого осознания подлинных габаритов начался ее интерес к космическим путешествиям. Эрика мыслила как ребенок: «Если космос такой большой, наверное, он еще и очень интересный».

Одна из крупных проблем в космических путешествиях людей — это топливо. Представьте себе, сколько использует топлива такая махина (третья ступень «Сатурна-5» весит 132 тонны)? Чтобы долететь до Марса, а потом вернуться обратно, нужно дозаправиться. Чтобы доставить топливо для дозаправки, нужно использовать другие космические корабли с топливом. В итоге мы будем использовать топливо, чтобы доставлять топливо, чтобы расходовать топливо.

В своем проекте Эрика предлагает межпланетную транзитную сеть Interplanetary Transit Network. Вместо того чтобы просто отправить ракету из точки «А» в точку «Б», можно тщательно подумать о маршруте, по которому эта ракета будет двигаться. И позволить гравитационным силам Солнечной системы доставить туда космический корабль. Эрика составила подробную схему астероидов в Поясе астероидов между Марсом и Юпитером и продемонстрировала, что гравитационные силы Юпитера могут притягивать и отталкивать массивные объекты. Даже такие огромные, как «Сатурн-5».

Но у проекта есть минус: доставка таким способом людей заняла бы целую вечность. Вместо нескольких дней полета потребовалось бы около 5 лет. И тем не менее маршрут небезнадежен, так как с его помощью можно доставлять топливо для дозаправки ракет, отправляя его заранее.

За свой концепт Эрика получила 1-е место по физике на конференции ISEF в 2010 году.

6. Эстон Лашапель. Протез руки в 170 раз доступнее по цене

Эстон из небольшого городка с населением чуть более 1,3 тыс. человек. Он был в 9-м классе, когда познакомился с девочкой 7 лет, чей бионический протез стоил $ 80 тыс. «Боже, одно движение „открыть — закрыть ладонь“ и один датчик — за такие деньги? Кто может позволить себе такое купить?»

«Я действительно почувствовал возможность изменить индустрию через создание протеза стоимостью менее $ 1 тыс. Но мне было 14 лет, и я не знал, с какого края к этому подступиться. Я использовал небольшие пропеллеры от игрушечных самолетов, рыболовные крючки и конструктор лего... и создал протез, который мог считывать движения перчатки на другой руке».

Протез Эстон собирал в своей комнате. Позже он использовал предоставленные в открытых источниках дизайнерские проекты, соединил их с технологией 3D-моделирования HP Sprout и создал усовершенствованный вариант протеза. После окончания школы Эстон и его друзья основали компанию Unlimited Tomorrow, в которой изготавливают протезы. Эстон также сотрудничает с NASA.

Средняя стоимость протеза сегодня составляет $ 60 тыс. Эстон создал протез с таким же функционалом, но со стоимостью $ 350.

«Я совершил достаточно много открытий за последние 5 лет (сейчас Эстону 19. — Прим. авт.). Я могу продавать их, могу вообще ни с кем не делиться. Или я могу разработать технологию, которая поможет другому человеку. В свою очередь, он воспользуется ей и создаст что-то свое — так мы вместе продолжим улучшать жизнь людей». Следуя этому убеждению, Эстон не стал наживаться на своих изобретениях и обеспечил свободный доступ ко всему программному обеспечению. «Один человек не может изменить мир, только вместе нам это под силу».

Кто из ребят впечатлил вас своим открытием больше всего?