Конспект. Участники первого краснодарского Science Slam рассказали о своих разработках

В Краснодаре 16 февраля впервые состоялась научная битва Science Slam — молодые ученые в форме стендапа рассказали о своих исследованиях и достижениях. Портал Юга.ру публикует конспект выступлений участников.

Кандидат биологических наук, доцент биологического факультета КубГУ Никита Волченко рассказал, как можно получать электричество с помощью микробов.

— Биоэнергетика — это раздел науки на стыке биохимии, физики и биологии, изучающий энергетические процессы в клетке. Все мы — живые организмы, которым необходимо откуда‑то брать энергию. Она вокруг нас: это радиационное, ядерное, электромагнитное излучение. Проблема в том, что эти виды энергии мы не способны использовать.

Многие из тех, кто собрался в этом зале, прямо сейчас используют энергию химических соединений. Как человек вообще получает энергию? Съедает сосиску, чтобы внутри организма она поделилась на небольшие соединения, от которых в итоге отщепляются электрон и протон. Процесс их отщепления — конечная цель всего нашего питания. Куда девать отработанные электроны и протоны после того, как они прошли безумную биохимическую цепочку? Нужно какое‑то вещество, которое придет и заберет их в себя. Нас спасает кислород — мы дышим, чтобы сбросить в кислород отработанные вещества.

Как это можно использовать? Есть микробы, которые можно заставить генерировать электричество с помощью микробных топливных элементов. Принцип похож на работу гальванической батареи. У таких топливных элементов небольшие показатели по электроэнергии, но зато они способны перерабатывать органические отходы. Для вывода отработанных элементов вместо кислорода можно задействовать что-то другое. Система бесконечна до тех пор, пока есть отходы.

Аспирант кафедры общественного питания КубГТУ Ростислав Журавлев рассказал, в чем плюсы молекулярной кухни.

— Молекулярная кулинария занимается, скажем так, деструкцией привычного блюда. С помощью технологий мы создали новое направление гастрономии: из свекольного отвара можно сделать пенную эмульсию, а с помощью жидкого азота — молекулярное свекольное мороженое. С технологией «сувид» можно при низких температурах приготовить мясо так, что оно останется сочным и вкусным. Желатинизация — всем знакомо желе, мы можем получить любую его форму.

Чем же занимаюсь я? Основная тема моих исследований — технология сферификации. Основной элемент, без которого мы не сможем ее осуществить, — альгинат натрия. Это основной структурный компонент бурых водорослей, он обладает целым комплексом полезных свойств. Технологию придумал Ферран Адриа.

Мы в своих разработках используем молочную сыворотку — у нее низкая себестоимость, она полезна и не содержит молочный жир. Нам необходимо взять наполнитель, например, сироп, смешать с порошком альгината натрия, подождать 30 минут и начать экстрагировать в обычную сыворотку. Вокруг капли мгновенно образуется желатиновая оболочка. Что в этом хорошего? В технологии используют только натуральные компоненты. Альгинат натрия — источник полезных пищевых волокон, аминокислотный состав сыворотки не отличается от молока. Стоимость производства технологии также очень низка.

Аспирант по направлению «Теория и история культуры» ИМСИТ Анастасия Чалая объяснила, как человек влияет на городскую среду.

— Я занимаюсь изучением городского пространства, это все, что нас окружает: дороги, здания, вывески, все что угодно. Под дизайном каждый понимает что-то свое, но на самом деле это процесс создания окружающего мира через решение определенных задач. Он использует три закона: польза, прочность и красота.

В современном мире от дизайнера, помимо проектирования формы, требуется предсказывать будущее. Раньше мир развивался линейно: мы ели одну еду, пользовались одними инструментами и находились в одних и тех же пространствах. Опыт был линейным, и предсказания основывались на том, что уже было. Такой подход оказался несостоятельным, произошло несколько технических революций. Будущее предсказать невозможно и сейчас, но мы можем узнать заранее, что и как мы будем делать.

Человек, культура и среда находятся в постоянном взаимодействии. Среда определяет культуру, она, в свою очередь, влияет на поведение человека, который влияет на среду с помощью современных технологий. Если поменять один компонент, изменится вся цепочка.

Есть три тренда. Интерактивность — степень взаимодействия между людьми и человеком и средой. Среда не только фон, но и участник действий в нашей жизни. Вспомните Google Glass или очки дополненной реальности. Надеюсь, что очень скоро мы будем приходить домой, и дом будет отвечать на наше приветствие.

Второй тренд — многофункциональность. Зачем носить книжку, ручку, плеер и кучу предметов, если можно взять смартфон. С пространствами происходит то же самое — они совмещают несколько функций, например, коворкинги.

Третья тенденция — самоидентичность. Современный мир требует равенства, но человеку все равно надо идентифицировать себя, причислять себя к группе или процессу. Тут мы говорим не о предмете, а о качестве личности. Например, мы можем прийти в одно пространство и ассоциировать себя с ним.

Поменять пространство сложно, и это задача дизайнера. Но помня законы, по которым работает дизайн, мы также можем поменять компонент — человека. Когда вы создаете пространство вокруг себя и стремитесь, чтобы оно отвечало вашим запросам, вы немного приближаете будущее.

Ассистент кафедры электрических машин и электропривода КубГАУ Николай Курченко рассказал, как с помощью тока сделать сельхозпредприятия более прибыльными.

— Многие знают, что вода покрывает около 2/3 планеты, организм тоже на 2/3 состоит из воды. Я изучаю свойства воды: минерализацию, водородные показатели, поверхностное натяжение. Кроме молекул воды H₂O в любой емкости находятся несколько примесей: соли, бактерии, вирусы. Мы опускаем в воду два электрода, пропускаем ток и разделяем электроды диафрагмой. Этот процесс называется электродиализ. Во время протекания тока положительные ионы притягиваются к отрицательному электроду, отрицательные ионы — к положительному. Происходят изменения свойств воды, из которых нас больше всего интересует изменение pH.

Для растений этот показатель так же важен, как для человека. На сельхозпредприятиях используют пестициды: берут воду, заливают в опрыскиватель, добавляют препарат и наносят на растения. Зачастую pH воды из природного источник  — от 7 до 10 единиц. Из-за этого препарат выпадает в осадок, не работает, поэтому агроном вынужден применять обработку еще раз, а это негативно сказывается на грунтовых водах и почвах. Предприятия ежегодно теряют около 1 млрд рублей только из-за незнания того, что pH влияет на качество препаратов.

Мы разработали электроактиватор, который регулирует pH. Полученную воду заливают в опрыскиватель и добавляют химикаты. Принцип можно использовать не только в сельском хозяйстве, но и в медицине, и в промышленности.

Аспирант КубГУ Семен Сеченев и кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией робототехники и мехатроники КубГУ Игорь Рядчиков рассказали, каким должен быть хороший робот-помощник, и победили в Science Slam.

— Фантасты предсказывали восстание роботов еще с 40-х годов, но до сих пор единственный робот, который может восстать, — это робот‑пылесос.

Есть задача — нужен робот-помощник, который вас догонит и принесет чашку кофе. Почему бы не сделать его человекоподобным? Тогда ему нужны мышцы, глаза, нервы, ощущение себя в пространстве и он не должен быть подключен к розетке — это дорого и сложно. Еще даже не создан тот искусственный интеллект, который в баре сможет поддержать с вами беседу.

Для создания робота-помощника мы синтезировали шасси с тремя звеньями и центром масс, висящим ниже второго сустава. Габариты робота AnyWalker в сложенном состоянии — 70 см, принципиальная возможность к подъему на препятствие выше него в 2,5 раза.

В процессе хождения есть принципиально важная задача — стабилизация. У человека для этого есть позвоночник, для робота каждый сустав — это минимум 1 тыс. долларов, к нему надо провести питание, с него надо собрать данные. С помощью системы динамической стабилизации робот не падает, может крутить руками в любом направлении. Конструкция может применяться для стабилизации судов и ходячих роботов.

Мы создаем универсальную платформу для роботов-помощников, функционал которых будет зависеть от программного обеспечения, которое на них поставят.