Při dnešním slavnostním vyhlášení vítězů v prostorách konferenčního centra v Phoenixu dva ze šesti projektů středoškolské vědecké elity z Česka vybojovaly medailová umístění na nejprestižnější vědecké soutěži pro mladé studenty Intel ISEF 2013. Druhé místo v kategorii elektrické a mechanické inženýrství obsadil student Marek Novák z českobudějovického Gymnázia Jírovcova. Ve svém projektu sestavil měřicí přístroj, jehož jeden modul lze využít v lékařství, konkrétně v oblasti prevence srdečního selhání a včasného odhalení kardiovaskulárních chorob. „Výsledkem mého projektu je komplexní zařízení schopné sledovat srdeční elektrickou aktivitu, okysličení krve a další vitální parametry v domácích podmínkách nebo na cestách. Toto zařízení může být používáno jak lékařským personálem, tak i pacientem,“ vysvětluje Marek Novák, který se v první části projektu zaměřil na návrh a realizaci hardwaru pro vývoj elektroniky, který by se od komerčně nabízených řešení odlišoval především multifunkčností a přitom byl stále finančně dostupný. Za svůj prakticky využitelný projekt s názvem Návrh modulárního multifunkčního senzorového a měřicího zařízení a jeho implementace získal prémii 1.500 amerických dolarů, která je spojená s druhým místem. 

Při dnešním slavnostním vyhlášení vítězů v prostorách konferenčního centra v Phoenixu dva ze šesti projektů středoškolské vědecké elity z Česka vybojovaly medailová umístění na nejprestižnější vědecké soutěži pro mladé studenty Intel ISEF 2013.

Druhé místo v kategorii elektrické a mechanické inženýrství obsadil student Marek Novák z českobudějovického Gymnázia Jírovcova. Ve svém projektu sestavil měřicí přístroj, jehož jeden modul lze využít v lékařství, konkrétně v oblasti prevence srdečního selhání a včasného odhalení kardiovaskulárních chorob. „Výsledkem mého projektu je komplexní zařízení schopné sledovat srdeční elektrickou aktivitu, okysličení krve a další vitální parametry v domácích podmínkách nebo na cestách. Toto zařízení může být používáno jak lékařským personálem, tak i pacientem,“ vysvětluje Marek Novák, který se v první části projektu zaměřil na návrh a realizaci hardwaru pro vývoj elektroniky, který by se od komerčně nabízených řešení odlišoval především multifunkčností a přitom byl stále finančně dostupný. Za svůj prakticky využitelný projekt s názvem Návrh modulárního multifunkčního senzorového a měřicího zařízení a jeho implementace získal prémii 1.500 amerických dolarů, která je spojená s druhým místem.

Marek Novák před odjezdem na Intel ISEF 2013 plánoval studium na Fakultě elektrotechniky na pražské ČVUT. Od své účasti na Intel ISEF si sliboval, že poměří své síly v celosvětové konkurenci a možná získá přátele-kolegy i ve světě. Jeho úspěch v globální soutěži mu jistě pomůže k přiblížení jeho snu: rád by se podílel na vývoji špičkových lékařských přístrojů. Pódiové umístění na „olympiádě“ vědeckých talentů, jak je Intel ISEF nazýváno, totiž otevírá cestu na nejlepší americké univerzity.

Koordinační sloučeniny lanthanoidů a jejich luminiscenční vlastnosti – tak je nazvána práce Michaely Krákorové z Gymnázia v Brně-Řečkovicích, za kterou v kategorii anorganické chemie vybojovala třetí místo. „Zabývala jsem se zejména chemickou syntézou a charakterizací dosud nepopsaných komplexních sloučenin europia a praseodymu, prvků patřících do skupiny lanthanoidů, které jsou známé pro své luminiscenční vlastnosti,“ uvádí Michaela Krákorová. Díky získání dvou dosud nepublikovaných molekulových struktur komplexů praseodymu bude možné rozšířit naše představy o vnitřním uspořádání těchto sloučenin, což vědcům také může pomoci pochopit jejich chování. Výsledky jejího projektu lze využít zejména v analytické biologii, chemii a biochemii na značení vzorků (například DNA), a tedy při studiu procesů v živých organismech na molekulární úrovni. Michaela Krákorová bude maturovat až za rok, pak chce studovat medicínu, přičemž chce skloubit jak lékařskou praxi, tak medicínský výzkum. Svou účast na Intel ISEF hodnotila jako příležitost nahlédnout do života v jiné části světa a také získat kontakty nejen na odborníky, ale i na mladé lidi s podobnými zájmy – vědou. Za třetí místo jí přísluší odměna ve výši 1000 amerických dolarů.

Cena Gordona Moorea jde v roce 2013 poprvé do Evropy

Nejpřínosnější projekt ze všech kategorií byl při slavnostním vyhlášení v pátek 17. května odměněn Cenou Gordona Moorea, spoluzakladatele společnosti Intel, která byla letos udělena počtvrté. Uděluje ji Nadace společnosti Intel a je dotována 75 tisíci dolarů. Letošním laureátem Ceny Gordona Moorea se stal devatenáctiletý rumunský teenager Ionut Budisteanu, který byl oceněn na využití umělé inteligence k vytvoření modelu nízkonákladového automobilu, který sám sebe řídí. Ionutovi se podařilo svým výzkumem přispět k vyřešení závažného celosvětového problému. V roce 2004 při dopravních nehodách přišlo o život 2,5 milionu lidí a k 87 % nehod došlo v důsledky chyb řidičů. S 3-D radarem a zabudovanými kamerami vytvořil Ionut návrh autonomně kontrolovaného auta, jež dokáže detekovat dopravní pruhy současně s reálnou polohou auta. Jeho řešení stojí pouze 4 tisíce dolarů.

Intel ISEF je největší a nejprestižnější soutěž pro studenty středních škol, do které se probojuje pouze absolutní špička vědeckých talentů ze sedmdesáti zemí světa. Letos to bylo více než 1500 studentů ze sedmdesáti zemí, kteří prošli sítem 500 národních a regionálních soutěží, do nichž se každoročně přihlašuje více než sedm milionů studentů. Motivace uspět ve finále je velice silná: pokud dotyčný projekt zaujme porotce, mezi nimiž se nacházejí i nositelé Nobelovy ceny, může účastník počítat nejenom se zajímavou finanční prémií z celkového objemu přesahujícího v přepočtu 60 milionů korun, ale zejména se mu otevírá cesta ke studiu na nejlepších amerických univerzitách. Soutěž, která je považována za „olympiádu vědeckých talentů“, od roku 1950 organizuje Společnost pro vědu a společnost, od roku 1997 probíhá s podporou společnosti Intel.

Šest studentů z České republiky se v arizonském Phoenixu představilo se svými individuálními projekty, s nimiž se prosadili v národních soutěžích AMAVET a SOČ (Středoškolská odborná činnost). Na Intel ISEF 2013 v týdnu od 12. května obhajovali své originální výzkumné projekty, sdíleli své nápady a bojovali o umístění v sedmnácti vědeckých kategoriích od matematiky, chemie a počítačové vědy přes botaniku a lékařství až po společenské vědy a ekologii. Stovky z nich vedle peněžitých prémií obdržely ceny, granty, stipendia a vědecké pobyty, které jim mohou uspíšit vědeckou kariéru.

Anotace úspěšných projektů

Návrh modulárního multifunkčního senzorového a měřícího zařízení a jeho implementace

Autor: Marek Novák

Škola: Gymnázium Jírovcova, České Budějovice

Navrhnul a vyvinul jsem systém, který umožňuje integraci více měřících a senzorových modulů do zařízení ovládaného pouze z grafického dotykového displeje. Také jsem vyvinul několik aplikačních modulů, které pracují s mým systémem. Celý systém a aplikační moduly jsou vyrobeny z běžně nabízených komponent. Je zde možnost dalšího rozšíření, především co se týče specializovaných měřících modulů. Systém je založen na třech mikrokontrolerech PIC18F (Microchip), které komunikují po společné signálové sběrnici a a mají společnou napájecí sběrnici.

Systém je uživatelsky přívětivý a může být používán i neprofesionály díky použití intuitivního grafického rozhraní (dotykového panelu). Jako příklad aplikace jsem vyvinul dvě skupiny modulů. Jedna skupina, pro použití ve školách nebo výzkumných laboratořích jako integrované a dostupné zařízení, které obsahuje osciloskop, spektrální analyzátor, multimetr, generátor průběhů, tester komponent a U-I tracker. Druhá skupina je příklad komplexního lékařského zařízení, které je schopno měřit EKG, saturaci krve, tělesnou teplotu a pružnost cév. Toto zařízení může být používáno jak lékařským personálem, tak i pacientem. Sběr dat pro libovolný aplikační modul je podporován zabudovaným rozhraním pro standardní paměťovou kartu (SD).

Koordinační sloučeniny lanthanoidů a jejich luminiscenční vlastnosti

Autorka: Michaela Krákorová

Škola: Gymnázium Brno-Řečkovice, Terezy Novákové 2, Brno

Tento projekt se zabývá přípravou a studiem struktury a luminiscenčních vlastností koordinačních sloučenin lanthanoidů s ligandy typu P–N–P a dále také přípravou a studiem struktury nových ligandů typu C-N-P.
Z  provedených komplexotvorných reakcí byly získány dvě dosud nepopsané koordinační sloučeniny praseodymu. Molekulová struktura těchto látek byla stanovena RTG difrakcí. Oproti dosud popsaným analogickým sloučeninám s koordinačními čísly 6 a 7 v nich centrální atom vykazuje koordinační číslo 8. Provedené komplexotvorné reakce také potvrdily preferenci lanthanoidů vůči kyslíku jako tvrdému donoru. Dále je popsána příprava čtyř ligandů s C–N–P skeletem pomocí dvou způsobů. Vznik očekávaných produktů byl prokázán pomocí 31P NMR spektroskopie a RTG difrakce, která umožnila stanovit dosud nepopsanou molekulovou strukturu nového ligandu Ph2P-NH-C(O)Ph. Luminiscenční studium komplexů europia v roztocích a v pevné fázi potvrzuje očekávaná prodloužení času vyhasínání až o 0,3 ms v důsledku koordinace.

Toto téma bylo zvoleno vzhledem k širokému spektru aplikací těchto sloučenin. Luminiscentní sloučeniny jsou využitelné zejména pro přípravu nových materiálů jako supravodiče, materiály pro optoelektroniku, jako např. technologie LED či optická vlákna, a také jako zobrazovací a vyzařovací systémy. V současnosti jsou také studovány jako alternativa pro sloučeniny gadolinia, používané jako kontrastní látka při vyšetření magnetickou rezonancí. V neposlední řadě jsou tyto komplexy využitelné v analytické chemii a biologii především ke značení molekul (např. DNA) a tedy zkoumání procesů v živých organismech na molekulární úrovni.

Další projekty středoškoláků z ČR, kteří se zúčastnili finále Intel ISEF 2013 v Phoenixu

O přízeň poroty se dále z České republiky ucházela studentka Do Hoang Diep z příbramského Gymnázia pod Svatou Horou. V práci s názvem Čárový kód života aneb Molekulární markery a jejich možná využití pro DNA Barcoding a fylogenetické studie řešila studium krátkých úseků DNA s výhledem jejich aplikace pro účely druhové identifikace rostlin.  „Za modelovou čeleď jsem si vybrala Juncaceae, česky sítinovité. Prozkoumala jsem celkově pět úseků a navrhla vhodnou kombinaci molekulárních markerů (krátkých úseků DNA) vhodných pro výše uvedené účely,“ shrnuje Do Hoang Diep téma svého projektu. Ten účastí v soutěži neskončil, nadále se mu bude věnovat a snažit se jej dotáhnout do podoby článku v impaktovaném časopise, publikovat chce do prosince 2013. Do Hoang Diep by ráda studovala na PřF UK v Praze obor Molekulární biologie a biochemie organismů. „Vedle toho bych chtěla pokračovat ve své spolupráci s Akademií věd. Úspěch v soutěži mi nejspíše pomohl získat příslib pracovní smlouvy s AV ČR v případě studia v Praze,“ říká Do Hoang Diep, která se na Intel ISEF nominuje jako vítězka národního finále soutěže AMAVET.
Student Gymnázia Josefa Ressela v Chrudimi Jan Hrabovský se ve svém projektu zabýval přípravou a studiem amorfních (skelných) materiálů, které jsou díky svým luminiscenčním vlastnostem vhodné pro využití v oblastech telekomunikačních technologií, laserových aplikací nebo fotovoltaických křemíkových článků. Největší přínos své práce vidí Jan Hrabovský v tom, že přispěl k přípravě nových materiálů, jež povedou ke zvýšení účinnosti fotovoltaických článků. O své nejbližší budoucnosti má jasno: „Po maturitě, která mě čeká v nejbližší době, jsem se rozhodl studovat chemii na univerzitě v Pardubicích, kde jsem vytvořil valnou většinu své práce.“

Do oblasti mikroskopických organismů zavítal projekt Marie Švarcové, studentky Střední odborné školy veterinární v Hradci Králové. „Zkoumala jsem mikroskopické organismy – želvušky, které se vyskytují převážně v mechu a půdě. Ke svému aktivnímu životu musí být pokryty aspoň tenkou vrstvou vody. Při nedostatku vody upadají želvušky do neaktivního stavu – tzv. anhydrobiózy, ve které jsou extrémně odolné vůči nepříznivým podmínkám. Ve svém projektu jsem zkoumala odolnost  anhydrobiotických želvušek ze tří lokalit a hledala jsem nejodolnější druh,“ popisuje svoji práci Marie Švarcová, která chce svůj zájem o přírodní vědy dále rozvíjet na vysoké škole zaměřené na biologii.

Projekt s názvem Fluorescenční vlastnosti chelirubinu v interakci s DNA je výsledkem zkoumání Martina Palkovského z Gymnázia Jakuba Škody v Přerově. „V práci jsem se zaměřil na látku chelirubin přirozeně se vyskytující v rostlinách, které všichni známe, jako je například vlaštovičník větší (Chelidonium majus). Hlavní náplní byla experimentální práce v laboratořích Masarykovy univerzity v Brně, kde jsem zkoumal, jak se mění fluorescenční vlastnosti chelirubinu v závislosti na přítomnosti, koncentraci a druhu použité DNA metodou fluorescenční spektroskopie,“ přibližuje svůj projekt Martin Palkovský, který zjistil, že chelirubin interaguje s DNA lépe nebo srovnatelně jako komerčně využívané fluorescenční sondy. Díky vlastnostem chelirubinu lze například v rakovinných buňkách rozlišit oblasti s DNA od oblastí bez DNA. Martin Palkovský uvádí, že poté, co postoupil do finále, se mu ozvali někteří zástupci zahraničních univerzit, jestli nemá zájem o studium právě na jejich škole.

zdroj: tisková zpráva společnosti INTEL