Второй Science Slam в Краснодаре. Конспект выступлений участников

ГМО и виноград, рис и косметика, покемоны, компьютеры и интуиция

После второго мероприятия в Краснодаре его организатор — просветительский проект «МатЧасть» — стал членом ассоциации Science Slam России. А значит, наши ученые теперь смогут выступать на крупнейших интеллектуальных баттлах. Юга.ру представляют подробный конспект выступлений этого года.

10 минут на выступление

рассказ о собственных исследованиях

аплодисменты как оценка зрителей

победитель — Александр Милованов

«Гены, которые мы приручили»
Александр Милованов
кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры виноградарства КубГАУ
«Как математики создают интуицию»
Алевтина Шаталова
аспирантка кафедры прикладной математики КубГУ
«Для кого реальны покемоны?»
Нина Османова
аспирантка и преподаватель кафедры психологии и дефектологии СГУ
«Биофабрика размером с планету»
Анна Гнеуш
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры биотехнологии, биохимии и биофизики КубГАУ
«Красоту спасет рис»
Наталья Лосева
кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры технологии жиров, косметики, товароведения, процессов и аппаратов ИПИПП КубГТУ

Гены, которые мы приручили

Гены, которые сидят и которые прыгают

Из школьного курса мы знаем, что наш геном состоит из хромосом. У хромосомы на плече находится ген, который состоит из кодирующих нуклеотидов. Некоторые гены умеют прыгать, поэтому иногда в нашем геноме происходит нечто, напоминающее бразильский карнавал. «Сидячие» гены кодируют наши внешние признаки — то, что мы видим в зеркале, «прыгучие» — это ДНК-транспозоны, которые любят путешествовать по нашему геному, в результате чего происходят мутации.

Молекулярно-генетический скрининг

Один из разделов биологии — маркерная селекция, именно так сейчас выводятся абсолютно все сорта растений, которые мы едим, и именно этим занимаюсь я. Например, скрестив два сорта винограда, мы получим огромное количество разных гибридов. Раньше нужно было ждать, пока гибрид вырастет и проявит себя. На это тратили целые годы и даже жизни ученых.

Сейчас нам достаточно первого листика, с ДНК которого мы проводим молекулярно-генетический скрининг. Так мы можем узнать, на кого из родителей будет похож гибрид, к каким вредителям и болезням будет устойчив и так далее.

О мутации клонов

Виноград размножается вегетативно: черенок можно отрезать и посадить, но при этом он любит мутировать, то есть получается одновременно «мутант» и «клон». Мы на виноградниках отбираем мутантов, которые имеют большую урожайность, но урожайность — полигенный признак.

Различить мутантов и клонов с помощью молекулярно-генетического скрининга сложно. Поэтому мы применяем ретротранспозонные маркеры. Ретротранспозоны — очень подвижные ребята, которые любят «тусить», что и приводит к мутации.

И вот в этом условном генетическом бассейне плаваю я и такие же охотники за крокодилами, чтобы отобрать лучшие гены на разведение. Не знаю, как остальные, но у нашей кафедры цель одна — напоить весь мир.

Как математики создают интуицию

Как и зачем учить компьютер интуиции?

Мы используем роботов, которые нам помогают. Но во многих сферах мы не можем их привлекать, так как они не понимают неопределенности, такие, скажем, как «хорошая погода», «низкая температура» или «высокая скорость». У человека есть опыт, интуиция, эмоции и чувства, а у компьютера нет ничего из этого. Но если мы найдем математический метод, который расскажет компьютеру о реальности, то он тоже сможет понимать эти неопределенности.

Я занимаюсь «воспитанием компьютеров». Многие мои коллеги-математики —приверженцы теории вероятности. Она хорошо работает с количественными методами, но неопределенности вроде «красивый» или «высокий» ими сложно описать.

Теория нечетких множеств

Решение — теория нечетких множеств. Например, чтобы объяснить роботу понятие «хорошая погода», мы берем множество чисел от 0 до 35 градусов, и все значения сопоставляем с показателями принадлежности. Например, 20 градусов — это хорошая погода, она выражена значением 1. А 34 градуса — это 0,3, и погода не очень благоприятная. Тогда компьютер начинает различать промежуточные понятия «хуже», «лучше», «жарче» и «холоднее» и начинает более гибко реагировать на изменение условий окружающей среды. Эту теорию разработал математик и логик Лотфи Заде, и в 1980-е годы она была очень популярна.

Проблема в том, что, когда мы вводим нечеткое число, нужны специальные методы. Раньше это было невозможно, но сейчас у нас есть мощные компьютеры с большой оперативной памятью.

Чем полезна теория нечетких множеств в повседневной жизни?

Рассмотрим пример с питьевой водой. Есть вода, пригодная для питья, а есть вода из реки Кубань. У последней, по теории нечетких множеств, показатель пригодности равен 0,6. То есть животным пить ее можно, а людям не рекомендуется.

Моя работа заключается в обучении компьютера понятиям «низкая стоимость бензина», «высокая скорость доставки», «кратчайшее расстояние». Эти методы используются в оптимальном инвестировании или оценке способностей предприятия. Есть коробки передач, которые работают на этой теории, стиральные машины и камеры, минимизирующие количество помех.


Читайте также: Уроженка Краснодара Анна Александрова, возглавившая проект по изучению философии и этики искусственного интеллекта, рассказала о моральных проблемах развития искусственного интеллекта

Для кого реальны покемоны?

Мир покемонов

У создателя покемонов Сатоси Тадзири был аутизм. Как и у Ирис Юханссон, автора книги «Особое детство», где она описывает двух своих невидимых друзей. Кто-то назовет это бредом, кто-то — галлюцинацией. Но я работала в классе с аутистами, и каждый день находила подтверждения фрагментам из этой книги.

Что, если и Сатоси через покемонов решил познакомить нас со своим миром? Покемоны — это существа со сверхспособностями, постоянно сопровождающие человека. Без него они просто не существуют.

Дополненная реальность на уровне ощущений

Реальность людей с аутизмом дополнена разными ощущениями. Они могут утверждать, например, что видят «красный шум грозы», когда информация из разных органов чувств смешивается. Некоторые картинки или звук, которые для нас совершенно обычны, у людей с аутизмом могут вызывать боль, раздражение или эйфорию.

Почему аутисты могут внезапно начать кричать, смеяться или плакать? Вероятно, потому что они не знают, как по-другому справляться с потоком нахлынувшей информации. Так происходит из-за того, что им свойственна повышенная или пониженная чувствительность к раздражителям.

Чем отличается наша реальность от реальности аутистов?

Представьте, что вы заходите в кафе. Вы замечаете интерьер, запахи, музыку, людей. Но мало кто заметит звук громко тикающих часов или хаотичное расположение салфетниц на столах. Человек с аутизмом мог бы обратить на это внимание.

Ирис Юханссон в детстве любила кусать малышей и не понимала, почему этого делать нельзя. Дело в том, что она очень любила детский писклявый крик и считала его очень приятным. Она не всегда понимала значение слов, но видела искры, которые из них летели, особенно если ее ругали.

Реальность детей с аутизмом иная — она дополнена тем, что мы с вами не ощущаем или ощущаем не так сильно. Я занимаюсь исследованиями в области инклюзивной педагогики, и для этого важно понимание реальности детей-аутистов. Цель моей работы — находить и разрабатывать методы, которые позволят детям с аутизмом и их обычно развивающимся сверстникам общаться, играть и учиться вместе.


Читайте также: Монологи мам, воспитывающих детей с аутизмом

Биофабрика размером с планету

Биологические отходы животноводческих комплексов

Если пластмасса или фантики — это действительно мусор, то биологические отходы — это ресурс. Вместо того чтобы сжигать или компостировать отходы животноводческих комплексов, их лучше перерабатывать с помощью микроорганизмов, которых на Земле множество. Нашу планета, по сути, и сама — огромная биофабрика.

Применять эти микроорганизмы можно в медицине, энергетике, пищевой технологии. Биотехнология как раз и изучает способы получения полезных для человека продуктов и веществ в замкнутых условиях с использованием различных микроорганизмов.

Это сфера моего изучения, а помогают мне в этом псевдомонады и азотобактер [и то и другое — бактерии, прим. Юга.ру], содержащиеся в почве. Мы подбираем питательные среды, на которых они растут, и определяем их функцию в биопрепарате, который разрабатываем.

Назначение псевдомонад и азотобактера

Псевдомонады вырабатывают фермент, который разрывает длинную белковую цепочку на более простые соединения. Именно они поглощают микрофлору отходов животноводства. Это сокращает процесс утилизации с полугода до 2-3 недель.

Азотобактер способен фиксировать характерный для птицефабрик неприятный запах и снижать аммиачную нагрузку. Он фиксирует азот и переводит его в связанную форму, которую хорошо усваивают растения. В итоге получается круговорот веществ, которые переходят в органические удобрения.

Так мы создаем препарат, который решает проблему утилизации отходов, снижает нагрузку на экологию, убирает неприятный запах, минимизирует штрафные санкции и создает органическое удобрение, которое повышает плодородие почвы.

Красоту спасет рис

Почему стареет кожа?

Кожа состоит из трех слоев: эпидермиса, дермы и подкожно-жировой клетчатки. Основную часть эпидермиса составляют кератиноциты, которые постоянно обновляются, делятся и синхронно двигаются к поверхности кожи. По пути они сохнут, теряют свою мембранную оболочку и превращаются в роговые чешуйки.

С годами эти клетки делятся все медленнее и уже не так активно двигаются к поверхности, а находящаяся глубоко в коже вода начинает более интенсивно испаряться. Кожа сохнет.

В дерме есть коллагеновые и эластановые волокна. Между ними находится гиалуроновая кислота, которая держит молекулы воды возле себя, образуя гелеобразное вещество. С годами синтез коллагена, эластана и гиалуроновой кислоты замедляется, воды опять же становится меньше, гелеобразный слой тоньше, и волокна начинают провисать.

Как обмануть возраст?

Замедлить эти процессы помогает качественная косметика. У любого косметического продукта есть база, к которой добавляют полезные вещества. База часто состоит из продуктов переработки нефти — парафина, парфюмерного масла, вазелина. Они дешево стоят, образуют на поверхности кожи защитную пленку, но не несут никакой пользы для глубоких слоев. Поэтому сейчас популярна биокосметика или экокосметика с эфирными маслами, настойками и экстрактами.

Косметика из рисовой шелухи

Наша задача состоит в поиске полезных природных компонентов и выборе формы введения их в косметический препарат. При этом мы придерживаемся принципа доступности сырья.

Сегодня мы исследуем в качестве сырья рисовые отруби, получаемые в процессе шлифования зерна. Мы воздействуем на них диоксидом углерода и на выходе получаем чрезвычайно насыщенные органические экстракты. В них содержится большое количество антиоксидантов и витаминов групп A и B.

Такие экстракты полезно вводить в альгинатные маски и косметику против возрастных изменений. На поверхности образуется воздухонепроницаемая пленка, не давая влаге испаряться и помогая полезным компонентам проникать глубоко в слои кожи.

Обсудить

В комментариях недопустимы и будут удалены: реклама, оскорбления, клевета, любые нарушения законов РФ.