31. IFJÚSÁGI TUDOMÁNYOS ÉS INNOVÁCIÓS TEHETSÉGKUTATÓ VERSENY (2021/2022-Es tanév) végeredménye
1. A bírálóbizottság 3 első, 3 második, 4 harmadik díjat ítélt oda
2. A bírálóbizottság 12 pályázatot kiemelt dicséretben, további 27 pályázatot pedig dicséretben részesített.
3. A zsűri döntése értelmében a 2022. szeptember 13-18. között, Leidenben megrendezésre kerülő "33. EU Contest for Young Scientists" európai döntőben a következő három első helyezett pályázat képviselheti Magyarországot: - Újrahasznosítható reagensrendszer fejlesztése humán testfolyadékokban jelen lévő kisméretű RNS-ek azonosítására
(pályázó: Kovács Viktória, Tóth Regina, Szegedi Radnóti Miklós Kísérleti Gimnázium) - Rusty
(pályázó: Kovács Nóra Anna, János Zsigmond Unitárius Kollégium, Kolozsvár) - UV megvilágító berendezés fejlesztése fotokémiai ligand kapcsoláshoz
(pályázó: Barna Benedek László, Budapesti Szent István Gimnázium)
(A zsűri döntése végleges, fellebbezésnek helye nincs.)
4. A Magyar Innovációs Szövetség legjobb határon túli pályázónak járó ösztöndíját, a díjazott fiatalok közül Kovács Nóra Anna, (János Zsigmond Unitárius Kollégium) nyerte el.
5. Azok a kiemelkedő középiskolai tanárok, akik a legjobb, legeredményesebb projekteket konzultálták, vagy kettőnél több pályázat nevezését kezdeményezték, ill. segítették, differenciált, egyszeri, egyösszegű 500-800 ezer forintos díjban részesültek.
6. Azok az iskolák - külön pályázati kiírás alapján -, melyekből legalább 3 nevezést adtak be, és a beadott nevezések közül legalább kettő a 2. fordulóba jutott, differenciáltan 800-1000 ezer forintos díjban részesültek. Fontos feltétel volt, hogy a 2021-2022-es tanévben, ill. folyamatosan kreatív műhelyt vagy szakkört, klubot működtettek/működtetnek, műszaki, természettudományi, környezetvédelmi, informatikai, valamint matematikai területen.
7. A díjazott és a kiemelt dicséretben részesített, leglátványosabb pályamunkák 2022. június 13-án, nyilvános bemutatásra kerülnek a Magyar Tudományos Akadémia székházában, ill. 2022 őszén a Kutatók Éjszakáján.
Díjnyertes pályázatok
I. DÍJban RÉSzesÍTett PÁLyamunkák
1. Újrahasznosítható reagensrendszer fejlesztése humán testfolyadékokban jelen lévő kisméretű RNS-ek azonosítására *
Pályázók: Kovács Viktória (2005), Tóth Regina (2004)
Iskola: Szegedi Radnóti Miklós Kísérleti Gimnázium
Konzulens: Bán Sándor
A daganatos betegségek Magyarországon a leggyakoribb halálokként jelentkeznek. Hazánkban a négy leggyakoribb tumoros betegséggel kapcsolatban működik szervezett szűrőprogram, az ezeken való részvételi arány azonban alatta marad a kívánatosnak, így a tumoros elváltozásokban szenvedők nagy részénél a diagnózis túl késői a hatékony terápiához. Ezért érdemes olyan alternatívákat keresni, amelyek kiegészítőként szolgálhatnak a már meglévő szűrőprogramoknak. A fiatalok fejlesztési célja egy ilyen alternatív lehetőség kidolgozása volt. A szaktudományos hátteret az a tény adja, hogy számos daganatos elváltozás esetén a betegség tényét jelző mikro RNS marker molekulák jelennek meg a testfolyadékokban. Ezek megjelenési mintázatát akár kvalitatív módon is kimutatva, egy első jelzőrendszer lenne beépíthető a szűrőprogramokba. Még ha ez a módszer nem is teljes diagnózis értékű, az ezeken a teszteken pozitív eredményt produkáló pácienseket további precízebb vizsgálatnak vethetnénk alá. Egy ilyen kiegészítő - első fázisú - diagnosztikus szűrőeszköznek teljesítenie kell néhány fontos feltételt. Ezek egyike az, hogy a háziorvosi rendelőkben vagy a
szakrendelőkben is könnyen elvégezhető legyen. Egy másik fontos kritérium, hogy a méréshez szükséges eszközrendszer beruházási költsége alacsony legyen, hiszen befektetési forrást általában nehezebb az egészségügyben találni, mint például vegyszerköltségek fedezetét. Kutatásuk célja ezért egy olyan eszközrendszer kifejlesztése volt, amely alkalmas kisméretű RNS-ek, köztük a számos betegség markerjeként jelentkező mikro RNS-ek kvalitatív vagy szemikvantitatív kimutatására, amely így alkalmas lehet a daganatos szűrések első fázisában. Céljuk, hogy mindezt a jelentős befektetést igénylő RT-PCR gép alkalmazása nélkül is lehetővé tegyék. A kísérletek általános érvényének bemutatásához egy random szekvenciájú RNS-t használtak. Rövid, egyszálú DNS-eket terveztek, amelyeknek a megfelelő szakaszára tapadnak fel a kimutatandó RNS-ek. A kifejlesztett reagens-oldatban található DNS-polimeráz primerként ismeri fel az RNS-t, így a DNS kétszálúvá egészül ki. Az így létrejövő kétszálú DNS-be tervezett promoter szekvenciáját ekkor már képes felismerni a reagensben szintén jelen lévő T7 RNS-polimeráz, amely így újabb RNS-eket hoz létre nagy számban. Ezek az amplifikált RNS-ek a következő egyszálú DNS-en indítanak el hasonló folyamatot és ez ismétlődik összesen négyszer. A felszaporodott RNS-eket végül SYBR Green II interkalációs festékkel mutatott UV-fluoreszcencia segítségével tesszük láthatóvá. A folyamat során a könnyebb kezelhetőség érdekében az egyszálú DNS-próbákat mágneses gyöngyökhöz kötöttük, amely akadályozta a 3'-> 5' exonukleáz aktivitást is. Eredményeik világosan jelzik az ötlet működőképességét, amelyet vizuális megfigyeléssel, valamint 500 nm-es excitáció melletti fluoreszcens mérésekkel, továbbá reverz transzkripcióval és ezt követő qPCR módszerrel is igazoltak. Az újrahasznosíthatóság igazolására a gyöngyökhöz kötött DNS-próbákról a kimutatás során feltapadó RNS-ek és a szintetizálódó második DNS-szálak lemelegíthetők, amelyet NanoDrop-os és qPCR méréssel is bizonyítottak. A projekt során egy szoftver is kifejlesztésre került, amely bármely rövid RNS-hez megtervezi a DNS-próbák szekvenciáját, továbbá egy 3D nyomtatott adaptor is készült, amellyel küvettás spektrofotométerekben is lehet kicsi térfogatok fluoreszcenciáját mérni.
* A díjat a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala ajánlotta fel. 2. Rusty*
Pályázó: Kovács Nóra Anna (2004)
Iskola: János Zsigmond Unitárius Kollégium, Kolozsvár
Konzulens: Kiss Alpár, Kovács Róbert Jenő
Az első ipari forradalomtól napjainkig, a létszámában egyre csak növekvő emberiség óriási hitelt kölcsönzött környezetétől, hogy a több milliárd főre emelkedett népesség hétköznapi életvitelét, egzisztenciáját fent tudjuk tartani. A hitelünk zálogában ugyanakkor egy igen is véges "erőforrás, a természet élővilága áll. Mivel a világ népességének jelentős része városokon él, ezért az egyik legsúlyosabb antropogén kárósító tényezőt a városokban és zöld övezetekben akkumulálódó szemétfoltok jelentik. Ha tükröt állítanánk a modern civilizációnk elé, akkor látnunk kellene, hogy az élővilág pusztításának és környezetünk beszennyezésének mi vagyunk a felelősei. Éppen ezért elkerülhetetlen, hogy az égető probléma megoldására új módszereket és technológiákat dolgozzunk ki. Ennek érdekében a fiatal igyekezett megalkotni egy teljesen új viszonyulásmódot a környezetszennyezési károk csökkentésére, melyet Társadalmi Tükör Technológiának (Social Mirror Technology) nevezett el. Első prototípusával, Rusty-val, arra törekszik, hogy képfelismerésre és feldolgozásra optimalizált kisméretű robotok segítségével az eldobott hulladékok detektálásra és monitorizálásra kerüljenek. Továbbá a megfigyelt hulladék jelenlétére felhívják az elhaladó emberek figyelmét, ezáltal morális tükröt állítva a társadalom irányába. A rendszer, amely egy fentarthatóbb szemétközgazdálkodást biztosítana három fő részből áll: egy kis robotból, vagyis Rusty-ból, egy központi szerverből, illetve egy weboldalból. Rusty egy olyan kisrobot, amely képes a környezetében lévő különböző objektumok (szemét) detektálására gépi tanulás (machine learning) segítségével. A Rusty-n lévő Android alkalmazás a navigációval párhuzamosan dolgozza fel a kamera által készített képeket a gépi tanulás segítségével és keresi a szemetet, úgyhogy előre elkészített képekhez hasonlítja a kamera által készített felvételt. A központi szerver célja, hogy kiszolgálja a weboldal és az Android alkalmazás által küldött kéréseket, illetve kommunikáljon az PostgreSQL adatbázissal, amely tárolja a robot által talált szemetek koordinátáit és típusát. A weboldal célja, hogy bemutassa a Rusty-k által talált szemetek elhelyezkedését, város szinten monitorizálja a szemetet, illetve Rusty utasításait elvégző személyek kommunikálhatnak ezen keresztül Rustyval, így közérdekű munkájukért digitális pontokat, úgynevezett Trashcointot gyűjthetnének. A szemétfelismerést követően Rusty kapcsolatba lép a környezetében elhaladó emberekkel színes kommunikációs megoldások révén, hogy felhívja a figyelmet az eltakarítandó szemétre. Fejlesztésével a pályázó azokat a társadalmi csoportokat kívánja megcélozni, amelyek szeretnének egy élhetőbb környezetért apró lépéseket tenni, valamint jól rezonálnak egy robot által felmutatott Társadalmi Tükör Technológia jelenségére (Social Mirror Tech.). Ez a technológiai tükör nagyban hozzájárulhat a társadalmi önreflexió felélénküléséhez és ahhoz, hogy élettereink autonóm módon tisztábbak és a természettel harmonikusabbak legyenek. A projektet a jövőben úgy is szeretné hasznosítani, hogy ne csak a városvezetőség rendelkezzen Rusty-kal, a közterületek tisztaságának érdekében, hanem intézmények, vállalkozások, iskolák számára is, egy megfontolandó akár egy demonstráló eszköz, akár egy minta legyen, amit megvásárolnak vagy akár saját maguk (ki)fejleszthetnek, ezzel egyegész sokszínű és zöld Rusty közösséget létrehozva. * Kovács Nóra Anna elnyerte a Magyar Innovációs Szövetség legjobb határon túli
pályázónak járó ösztöndíját is.
3. UV megvilágító berendezés fejlesztése fotokémiai ligand kapcsoláshoz*
Pályázó: Barna Benedek László (2005)
Iskola: Budapesti Szent István Gimnázium
Konzulens: Dr. Prokop Susanne
A nagyfelbontású mikroszkópos technikák túlnyomó többsége immunfestést alkalmaz fehérjék jelölése céljából, ám az antitest alapú jelölés számtalan limitációja ismert. Ehelyett használható egy antitestek helyett fluoreszcens ligandokat alkalmazó eljárás is.
Az eddigi ligandokat alkalmazó módszereknél a legfőbb probléma, hogy a mérési időhöz képest a ligandok túl gyorsan disszociáltak a fehérjékről, így a jelölés folyamatosan halványodott. A jelölés hosszú távú rögzítésének egyik megoldása, hogy a ligandokat irreverzibilisen, azaz kovalensen kapcsoljuk a fehérjékhez. Ez történhet fotokémiai kapcsolással, amelynek alapját az képezi, hogy a ligandhoz kémiai módszerekkel egy olyan funkciós csoportot kapcsolnak, amely UV hatására aktiválódik és ko-valensen kapcsolódik a fluoreszcens ligandhoz. Ez azonban még nem teljesen kidolgozott el-járás. Az egyik fő nehézséget az jelenti, hogy nem állnak rendelkezésünkre megfelelő eszközök ilyen jellegű biológiai preparátumok UV megvilágítására. A fenti nehézség leküzdéséhez szükség van egy olyan, nagy áteresztőképességű célberendezésre, amely képes a sejttenyésztő edények (plate-ek) befogadására, a lyukak (well-ek) UV fénnyel való megvilágítására meghatározott intenzitással és időbeli mintázattal, és a plate x-y irányú pontos mozgatására a lyukak eléréséhez. A kivilágító eszköznek könnyen mozgathatónak kell lennie, mert előfordulhat, hogy a mérést nem csak szobahőmérsékleten, hanem hűtőszobában kell elvégezni. Az eszköz 2D tervrajzát elkészítette a fiatal Inkscape programmal, majd az ennek megfelelő térbeli modellt a FreeCAD segítségével. Miután elkészült ezzel, FDM eljárást használó 3D nyomtatóval kinyomtatta az általa tervezett elemeket és összeállította a mechanikai részt. Az edény X-Y mozgatását léptetőmotorok végzik. Az elektronikát egy Arduino Mega egység vezérli. A 365 nm-es nagy teljesítményű LED párhuzamos sugárban világítja meg az edényt. Je-lenleg minden alkatrész a helyére került már és az UV-Covbel készülék tesztelése folyik.
* A díjat az Egis Gyógyszergyár Zrt. ajánlotta fel. II. DÍJban RÉSzesÍTett PÁLyamunkák
1. HandExo
Pályázók: Prill Gábor (2005), Sisa László (2005)
Iskola: NYSZC Bánki Donát Műszaki Technikum és Kollégium, Nyíregyháza
Konzulens: Zsigó Zsolt
A stroke nagyon gyakori betegség. A szélütés gyakoriságát tekintve a világon második helyen állunk. Évente 40-50 ezer ember bénul meg, vagy válik tartósan sérültté agyi keringési zavarok következtében, ez a szám háromszor-négyszer nagyobb, mint a fejlett országokban. Szin-te minden magyar családban van érintett. A HandExo egy személyre szabható exoskeleton. Az akkumulátoros eszköz kis lineáris szer-vómotorokat használ, amelyeket a szakember, - akár távolról is - betanít. A 3D nyomtatott kézortézis képes az ujjak mozgatására a rehabilitációs folyamat aktív elemeként. A 3D nyomtatással készített kéz-exoskeleton, újradefiniálhatja a kézrehabilitáció jövőjét, hiszen használata során mind a költségek, mind rehabilitációs beteglátogatások száma csökkenthető. Az aktív kézortézis segíthet a bénulásban szenvedő agyvérzéses betegeknek a sérült agy-kéz kapcsolat regenerálásában. Ennek olyan hatása van, amely idővel lehetővé teszi, hogy a be-teg technikai segítség nélkül is végrehajtsa a mozgást. Ha passzív kézortézist alkalmazunk, akkor kéz begörbült ujjait rugó segítségével egyenesítik ki. A HandExo használatakor azonban a lineáris motorok aktív módon mozgatják a beteg ujjait. Közel két év alatt sikerült egy működő demo, és egy tesztelésre is alkalmas prototípust kifejleszteni. A prototípus hibái a tesztelés során derülnek majd ki. Sikerült egy működő, tesztelés-re alkalmas applikációt is fejleszteni, ennek tesztelése, a hibák javítása, és a további fejlesztése az elkövetkező hónapok feladata. Az exoskeleton minden ujjának merev és elforgatható része van, amelyeket 3D nyomtatóval lehet elkészíteni. Minden egyes ujj előállításának a teljes költsége körülbelül 10 ezer forint, az exoskeleton nagyon drága lenne, ha nem 3D-ben nyomtatnák. A pályázók egy applikációt is fejlesztettek, amelynek segítségével a kéz alapszintű betanítása is megvalósítható. A gyógytornászok a HandExo applikáció segítségével távolról állíthatják be az ujjmozgás paramétereit, a mozgástartományt és a frekvenciát (ismétlések számát). Az applikáció segítségével telemedicina megoldást is használhat a beteg kezelője. A kézsebészeti műtéten átesett betegek számára is fontos a gyógytorna, a rehabilitáció. Az exoskeleton ujj ízületei megvédhetik a beteg inait, miközben minimálisra csökkenthetik a kéz-műtét utáni szövődmények kockázatát. Az adott kézre tervezett HandExo, amely tökéletesen illeszkedik a beteg kezére, meghatározza a kézrehabilitáció jövőjét. Lehetőség van olyan eszköz készítésére is, amely csak egy ujj gyógytornáját segíti, teszi lehetővé! Jelenlegi fejlesztéseik arra irányulnak, hogy olyan, a beteg kezére tökéletesen illeszkedő eszköz készüljön, amely egyszerű, könnyen tisztítható, és kényelmesen viselhető. Az applikáció segítségével szabad módban, vagy telemedicina szolgáltatásban is használható legyen. 2. MateKIT - matematikai oktatóprogram*
Pályázó: Kovács János (2004)
Iskolák: Kecskeméti Bolyai János Gimnázium
Konzulens: Sikó Dezső
A MateKIT egy olyan oktatóprogram, amely ténylegesen többet nyújt annál, mint hogy meg-spórolja a tanároknak a táblára írást. A tanulást élményszerűbbé és effektívebbé teszi.
Az applikációban található modulok:
Geometriai Vaktérkép: játékosan tanítja meg a leggyakoribb síkidomokat, alapozásul szolgál a témakörhöz.
Számkirály: az évek óta sikeres pedagógiai játék digitális verziója, melyben két diák versenyezve old meg számolási feladatokat. Így akár egy egész osztálynyi tanuló játszhat egyszer-re minimális tanári koordinálással.
Okos Feladatgyűjtemény: digitalizált feladatgyűjtemény, mely algebra, geometria és kombinatorika feladatsorokat tartalmaz hét nehézségi szintre bontva. A diák szintjét ÉLŐ rendszer határozza meg.
Az alkalmazás tartalmaz még 9 feladatgenerátort, melyeknél három fő célt tűzött ki a pályázó:
- testre szabott haladási ütem és azonnali visszajelzés.
- ne feladatbank legyen, hanem értelmes, nem túl nehezen megoldható és ellenőrizhető fel-adatokat generáljon a program.
- a tanár gyorsan tudja ellenőrizni és jutalmazni a jól megoldott feladatokat.
Feladatgenerátorok:
Római számok gyakorlása: számok váltása egytől négyezerig terjedő intervallumban.
Törtek gyakorlása: különböző nehézségű feladatokat generál, a diák megoldását kijavítja, azonnali visszajelzést ad.
Alapműveletek: a négy alapművelettel való számolást gyakoroltatja.
Egyenletek gyakorlása: a témakörben hét egyenlettípus megoldását kell a tanulóknak maga-biztosan elsajátítaniuk, a program ezekből a típusokból képes feladatok generálására, majd a válasz ellenőrzésére.
Egyenletrendszerek: két ismeretlenes egyenletrendszerek négy nehézségi szinten.
Arányosságok gyakorlása: véletlenszerű feladatokat generál az arányosság témakörében. A program előre megírt szöveges feladatokhoz generál kontextusba illő számokat.
Százalékszámítás gyakorlása: feladatokat generál a százalékszámítás témakörében. Mind a háromféle főbb feladattípust lefedik a változatos szöveges feladatok.
Mértékváltások gyakorlása: különböző mértékegységek közötti váltásokat generál.
Geometriai feladatok gyakorlása: leggyakoribb síkidomok terület, kerület és térfogatszámítási feladatait képes legenerálni.
A program nagy előnye, hogy tanórák keretein belül és önálló tanulásra is használható. Egy tanár írathat dolgozatot a programmal, és előtte megmondhatja a diákoknak, hogy milyen beállításokkal gyakoroljanak otthon, így pont arra tudnak készülni, ami a dolgozatban lesz. Ez a diákok motivációját az önálló tanulásra nagyban növeli, mert tudják, hogy nem feleslegesen dolgoznak. * A díjat az Ericsson Magyarország Kft. ajánlotta fel. 3. Vívó találatjelző gép vezeték nélküli rádiós modullal*
Pályázó: Molnár Donát (2008)
Iskola: Piarista Gimnázium, Budapest
Konzulens: Bottka Benedek
A koronavírus járványban a legtöbb vívóterem bezárt, ezért a gyerekek nem tudtak gyakorolni. Bár a vívófelszerelésük alapvetően teljes, de az otthoni edzéshez általában nem adott minden, a vívóteremben található felszerelés. Az egyik ilyen fontos eszköz a találatjelző készülék, mely az edzések és versenyek fontos felszerelése, s bár lehet venni vezeték nélküli találatjelző gépet, de a kapható eszközök rendkívül drágák, áruk egy teljes vívófelszereléssel vetekszik. A piacon kapható találatjelző gépek használata továbbá nem túl kényelmes, mivel kell hozzájuk testvezeték és a jeladó modult a farzsebbe kell rakni. A testvezetékes megoldást időigényes előkészíteni öltözéskor, beüzemelése több percet is igénybe vehet. Egy elromlott testvezetékes találatjelző gépnek a hibáját megállapítani viszonylag nehéz és a helyreállítása is pénz- és időigényes, a testvezetékek megbízhatatlansága miatt egy vívó évente több ilyen vezetéket is elhasznál. A fentiekből jött az ötlete a pályázónak, hogy ő maga építsen egy otthoni gyakorlást lehetővé tevő, vezeték nélküli találatjelző gépet minél olcsóbb és minél strapabíróbb kivitelezéssel. A találatjelző gépe három fő részből áll. Az első rész a kapcsolatot teremti meg a párbajtőrrel, a második rész egy kis doboz, amiben maga a modul "agya" van, vagyis maga a jeladó. A harmadik rész pedig egy félkör alakú kis doboz, amiben az összekötő kábelek vannak. A működése a vezetékes megoldáson alapul. A párbajtőr végén van egy mechanikus gomb, aminek benyomásával záródik az áramkör, ezt érzékeli egy Arduino Nano modul, ami pedig jelzést küld egy Nrf24l01 modulnak, ami pedig elküldi a vevőmodulnak az információt. A legfőbb programozható alkatrészek az adó modulban az Arduino Nano és az Nrf24l01-es modul. A vevőben pedig, az Arduino Uno panel, az Nrf24l01-es modul, a ledek és a hangszóró. A modulja kisebb, mint a jelenleg kapható vezeték nélküli találatjelző gépek. Az adóegység a fegyverben kerül elhelyezésre, ez kényelmes használatot és gyors beüzemelést eredményez. A megvalósításnál az Arduino paneljeit használta, amik széles körben elérhetők, viszonylag olcsók és viszonylag kiforrott technológiát jelentenek. A külső borítást PLA műanyagból készítettem 3D nyomtatással, ezzel biztosítottam a modulok könnyű súlyát és a borítás viszonylagos rugalmasságát. Az első rész a projektben a viszonylag hosszú tervezési folyamat volt. Ezután a szoftver meg-írása következett. A harmadik szakasz az összerakás és a formatervezés fázisa volt, amely alatt a beépítést többször is újra kellett gondolni. A projekt utolsó részeként a pályázó a meg-oldását alapos tesztelésnek vetette alá, a tesztelést élesben, vívótermi edzésen is és versenykörülmények között is elvégezte. Edzőjétől és vívótársaitól csupa pozitív és támogató visszajelzést kapott. Sok továbbfejlesztési lehetőséget talált a megvalósítás folyamán, az alapvető célját azonban így is teljesíteni tudta, azaz alacsony költségek mellett sikerült összeállítani egy otthoni gyakorlásra alkalmas találatjelző megoldást.
* A pályázó a Kárpát-medencei Tehetségkutató Alapítvány díját is elnyerte. III. DÍJban RÉSzesÍTett PÁLyamunkák
1. Ambel XL - Desktop Fotogrammetria 3D Szkenner/ 360°-os Termékfotózó
Pályázók: Mudrák Balázs (2005), Szabadi Botond (2005)
Iskola: Esztergomi Dobó Katalin Gimnázium
A fotogrammetria egy 3D szkennelési technológia, amivel úgy tudunk egy tárgyról 3D-s modellt rekonstruálni, hogy a lehető legtöbb szögből készítünk róla képet. Olyan tárgyaknál ajánlott a használata, ahol egy pontos modell textúra fontos, pl.: termék szkennelésnél, régészet stb. Ezen technológia használata tárgyak 3D szkenneléséhez egy nagyon lassú és bonyolult folyamat, mivel több száz képet kell az embernek manuálisan készítenie, és nem pontos és megismételhető. A pályázók eszköze ezt a problémát oldja meg. Ehhez hasonló megoldás jelenleg nincs a piacon. Már közel két éve dolgoznak ezen a 3D szkenner projekten, és az Ambel XL, amivel pályáztak a harmadik gép, amit megterveztek és megépítettek. Bármilyen digitális fényképezőgéppel működik és egy 40 cm átmérőjű motorizált tárgyasztallal rendelkezik, tehát már viszonylag nagyobb tárgyak szkennelésére is alkalmas. A mechanikához széles körben elérhető, 3D nyom-tatóknál és CNC gépeknél gyakran használt alkatrészeket használtak. Vezérlő elektronikaként egy Arduinot használnak, és a tengelyek hajtásához pedig léptetőmotorokat. A kamera három tengelyen mozog és a tárgy a tárgyasztalon pedig körbe forog, hogy a lehető legtöbb szögből tudjunk a tárgyról képet készíteni és ezzel a lehető legpontosabb modellt lehessen előállítani. A képkészítési pontok egy, a tárgy középpontja köré írt gömbön helyezkednek el. Rengeteg 3D szkennt készítettek és mindegyik után megkeresték, hogy min tudnának javítani a jobb minőség érdekében. Jelenleg a szkennerrel 0,25 mm-es pontosságot érnek el. Ez természetesen a használt fényképezőgéptől függ, és lehetne még pontosabb. Eszközükkel 360°-os termékfotózást is csináltak. Ezek egyre népszerűbbek a webshopokon, mivel a vásárlók így látják legjobban, hogy mit vesznek meg. A projekthez két támogatót is szereztek, akik alkatrészekkel és a felszereléshez járultak hozzá a projekt fejlesztéséhez. A jövőben még tovább szeretnék ezt a szkennerüket fejleszteni, a lehető legegyszerűbb használat és legjobb pontosság érdekében. 2. Robot tengeralattjáró továbbfejlesztése természetes vizek vizsgálatára*
Pályázó: Kertész Domokos (2005)
Iskola: Balassi Bálint Nyolcévfolyamos Gimnázium, Budapest
Konzulens: Dr. Komáromi Annamária
A pályázó a projektjében egy robot tengeralattjáró fejlesztését tűzte ki célként, amely képes biológiai kutatást végezni a vízfelszín alatt. A cél elérését több, hasonló robotokon még sosem használt ötlet támogatja. Jelenleg a víz minőségének vizsgálata helyszíni mintavétellel és laboratóriumi elemzéssel történik. A minta szinte kizárólag a felső rétegekből kerül levételre, ráadásul gyakran csak a part-közeli régiókban. A projekttel - a kutatók pozitív visszhangjára - ezen szeretne változtatni, és a piacon jelenleg fellelhető professzionális, óceánon is alkalmazható megoldások és a mindenki számára megvásárolható kamerás robotok közötti piaci rést szeretné kitölteni. A több millió eurós megoldások helyett, egy a piac kommerciális szegmensébe pozícionált megoldást szeretne elérhető áron nyújtani. A projektet elsősorban szolgáltatásként szeretné értékesíteni, ami azt jelenti, hogy a kutatást a pályázó végzi a robottal, a megrendelőknek pedig az adatokat adja át, igény szerint elemzéssel együtt. A robot vezérlése egy PVC csőbe került, melyhez kívülről egyéb elemek kapcsolódnak. A vezérlést egy Rasperry Pi és egy Arduino Mega végzi, melyek között a felmerülő feladatok fel-osztásra kerültek. A vezérlés a felszínről egy erre a célra teljesen az alapoktól Qt keretrend-szerben fejlesztett programból végezhető. Ez a grafikus felület köré épülő kód kezeli a teljes irányítást, és rögzíti az összes kimenő és beérkező adatot. A felszínről kapott utasítások maximum 2 tizedmásodperc késéssel kerülnek végrehajtásra, ahogy a robot adatai is hasonló késéssel jelennek meg a felületen. A tengeralattjáróhoz fejlesztett egy egyedi ballasztrend-szert, mely az emelkedést és a süllyedést tudja szabályozni. Ez két nagynyomású tartályból, és két felfújható tartályból áll. A nagynyomású tárolókból mágnesszelepek segítségével ereszthető át a levegő, mely a test külső részén elhelyezett változó térfogatú tartályokba áramlik. Feltöltéskor a térfogat megnő, ezzel emelkedésre bírható a test, míg a levegő kieresztésének hatására a test süllyedni kezd. Ilyen megoldást nem alkalmaznak hasonló robotokon. A fedélzeti biológiai szenzorok adatai szintén élőben kerülnek a felszínre, ahol egy ilyen céllal fejlesztett programban tudják kezelni az összes adatot, akár a merülések közben keletkezett mentésekből is. A jelenlegi prototípus már alkalmas a tervezett szolgáltatások végrehajtására. A fiatal a továbbiakban szeretne a robottal kutatásokat végezni, valamint úgy továbbfejleszteni a műszaki konstrukciót, hogy gyártásra alkalmas legyen. A fejlesztés közben hosszú távú cél-ként hasznos szakmai tapasztalatokat is szeretne szerezni.
* A díjat az Értelmiségi Szakszervezeti Tömörülés ajánlotta fel. 3. Összetett fénymikroszkóp megvilágító-rendszer fejlesztése
Pályázó: Nagy Nimród (2004)
Iskola: Svetits Katolikus Óvoda, Általános Iskola, Gimnázium és Kollégium, Debrecen
Konzulens: Jászai Gyöngyvér
A pályázati munka egy fénymikroszkóp megvilágító-rendszer fejlesztéséről szól. Az alapötlet a kondenzor apertúra-rekeszének a kondenzortól való függetlenítése és a mikroszkóp talpba helyezése volt. A rekesz képét egy lencse, a másodlagos kollektorlencse vetíti a kondenzorba, így az továbbra is ellátja feladatát. A megvilágító-rendszerének a felépítése a következő: a fényforrásként használt LED izzó fényét az elsődleges kollektorlencse gyűjti össze, ezután következik a talp-apertúrarekesz, majd egy 45°-os tükör, amely a fényt felfelé irányítja és végül a másodlagos kollektorlencse. A pályázó a mikroszkóptalpban lévő felesleges helyet ki-használva egy tizenkét fényszűrő befogadására alkalmas szűrőadagoló rendszert is beletervezett a rendszerbe. Ennek a megvilágító-rendszernek több előnye is van. Az első az, hogy a kondenzor alatt az apertúrarekesz eltávolításával hely szabadul fel, amely alkalmasabbá teszi tárcsás fáziskontraszt szűrőtartó, vagy más kiegészítő eszköz használatára. A talpba helyezett apertúrarekesz lehetővé teszi egy sok szűrő befogadására alkalmas szűrőadagoló-rendszer integrálását, továbbá a másodlagos kollektorlencsének köszönhetően a kivilágított látótér mérete is nagyobb lesz, ami kis nagyításoknál előny. Mindezek mellett az optikai elemek paramétereit úgy tervezte meg a fiatal - és ez volt talán a legnehezebb része a tervezési fázisnak - hogy a rendszer könnyedén átalakítható legyen az elterjedten használt Köhler-féle megvilágításra. Az elsődleges kollektor lencse fókusztávolsága 23 mm, átmérője 32 mm, a másodlagos kollektorlencse fókusztávolsága 45 mm, átmérője 30 mm. Az alkatrészek nagy része 3D nyomtatással készült. Magának a talpnak az elkészítésére, amelybe az alkatrészek be lettek szerelve, két darab egymásba illeszkedő, egyedileg gyártott, rozsdamentes acélból hajlított U profilt használt. Az alkatrészek rögzítéséhez szükséges fura-tok helyét a Tinkercad nevű online 3D modellezőben előre elkészített 3D terv alapján határozta meg a pályázó. Minden alkatrészt úgy tervezett meg, hogy a helyük pár milliméterinkén a rendszer finom-hangolható legyen, hogy ezzel lehessen kompenzálni az esetleges mérési hibákat, illetve hogy a lencsék optikai tengelyeit egymáshoz képest központosítani lehessen. A lencsék tartó-keretei néhány milliméternyit mozgathatók illetve a tükör dönthető és a másodlagos kollektor-lencse tartója két csavar segítségével központosítható.
4. Decentralizált logisztikai rendszerek modellezése és gyakorlatban való használata
Pályázók: Horváth András Máté (2004), Horváth Zsombor (2005)
Iskola: Budapesti Fazekas Mihály Gyakorló Általános Iskola és Gimnázium
Konzulens: Erőss-Honti Zsolt
A 21. században, a globális kereskedelem és információáramlás korszakában a logisztika lett az egyik legfontosabb terület. Egy közkeletű meghatározás szerint a logisztika anyagok, in-formációk és személyek mozgatásával, áramlásával foglalkozik. Ezen belül magában foglalja az útvonalak és módszerek tervezését, szervezését, irányítását és ellenőrzését is. A logisztikától függ, hogy megérkezik-e időben például az élelmiszer a boltokba vagy az üzemanyag a benzinkutakra. Ebben a piacban hatalmas potenciál van, hiszen létfontosságú a mai társadalom, illetve gazdaság életének megkönnyítésében és a jelenleg használt technológiákon bőven akad mit fejleszteni a hatékonyabb kivitelezés érdekében. A fiatalok kutatásának célja a kiszállítás távolságcsökkentése által a széndioxid kibocsátás csökkentése, ez nemcsak a cégeknek nyújt pénztárcabarátabb megoldást, de a globális fel-melegedés ellen is tennének ezzel. A pályázók a célkitűzésük megvalósítása érdekében sikeresen létrehoztak egy olyan peer-to-peer (P2P) city logisztikai kiscsomag szállítási modellt, amely az ENSZ által megfogalmazott 17 fenntartható fejlődési célok közül 5 esetre megoldást kínál. Ahhoz, hogy projektjük a lehető legpontosabb legyen, több szakértővel kellett konzultálniuk különböző szakterületekről, akik segítettek a kutatás matematikai hátterének feltérképezésében, illetve a megoldás lemodellezésében. A logisztikai matematikai modell működését tesztkörnyezetben vizsgálták, és ezzel igazolták az informatikai megoldás létjogosultságát. Tervük az, hogy az eddig lemodellezett megoldást automatizálják matematikai és informatikai eljárásokkal, ezzel egy fenntarthatóbb és mindenki számára elérhető újítást hozzanak létre.
31. Ifjúsági Tudo-
mányos és Innovációs Tehetségkutató Verseny
A zsűri elnöke: Dr. Jakab László professzor, BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar
A zsűri Táraselnöke: Dr. Birkner Zoltán, elnök, Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal
A zsűri tagjai: Dr. Ábrahám László, igazgató, Sensirion AG Dr. Balázs Gergely György, területi vezető, Rolls-Royce Hungary Kft. Dr. Bendzsel Miklós, elnök, Novofer Alapítvány Bodnár Balázs, ügyvezető igazgató, Framatome Kft. Bolyky János Antal, ügyvezető igazgató, Triax Üzletfejlesztési és Innovációs Kft. Ivánka Gábor, szabadalmi ügyvivő, ARINOVA Szabadalmi és Védjegy Iroda, az 1997. évi EU Fiatal Tudósok Versenyének 3. helyezettje Gémesi Zsolt, BME inkubációs vezető Dr. Greiner István, kutatási igazgató, Richter Gedeon Vegyészeti Gyár Nyrt Jakab Roland, ügyvezető igazgató, Ericsson Magyarország Kft. Dr. Keserű György Miklós, professzor, Természettudományi Kutatóközpont Kovács Zsolt, ügyvezető igazgató, Startup Campus Kölkedi Krisztián,
főosztályvezető,
Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal Dr. Kroó Norbert akadémikus, MTA Laufer Tamás, elnök, RacioNet Zrt. Molnár Anna,
oktató, Budapest School,
a 19. Ifjúsági Tudományos és Innovációs Tehetségkutató Verseny 1. helyezettje Pongrácz Ferenc, ügyvezető, Tugsram Operations Kft. Dr. Ormos Pál akadémikus, kutatóprofesszor, Szegedi Biológiai Kutatóközpont Dr. Pakucs János, ügyvezető igazgató, OT Industries, a MISZ tiszteletbeli elnöke Prof. Dr. Pap László, akadémikus, a Nemzeti Hírközlési és Informatikai Tanács tagja Papp László, kutató, Bécsi Orvostudományi Egyetem, a 8. Ifjúsági Tudományos és Innovációs Tehetségkutató Verseny 1. helyezettje Dr. Pomázi Gyula, elnök, Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala Pomezanski György, újságíró, a Felkínálom Alapítvány elnöke Sipos Imre, elnökhelyettes, Oktatási Hivatal Dr. Tevesz Gábor,
egyetemi docenc,
BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Dr. Vonderviszt Ferenc, rektor-helyettes, Pannon Egyetem Dr. Závodszky Péter, akadémikus, kutatóprofesszor, TTK Enzimológiai Intézet
Dr. Palkovics László, miniszter, Innovációs és Technológiai Minisztérium
