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2024國(guó)際青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽備賽報(bào)名正在進(jìn)行中!

3M國(guó)際青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽是一項(xiàng)激發(fā)和挑戰(zhàn)中學(xué)生創(chuàng)造性思維,并鼓勵(lì)運(yùn)用STEM的知識(shí)去解決現(xiàn)實(shí)問題的比賽。比賽最早是在1999年由 Discovery Communications 首次發(fā)起,2008年 Discovery Education 與3M攜手合作,旨在培養(yǎng)下一代問題解決者,并為學(xué)生提供了直接與3M科學(xué)家合作的獨(dú)特機(jī)會(huì)。

3M青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽每年舉辦一次,邀請(qǐng)5-8年級(jí)的學(xué)生提交1-2分鐘的視頻,介紹解決日常問題的獨(dú)特解決方案,展示利用科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)造的能力,最終獲勝者將有機(jī)會(huì)贏得接受科學(xué)家一對(duì)一的研究指導(dǎo)和 25,000 美元大獎(jiǎng)。之前的挑戰(zhàn)賽曾涌現(xiàn)出許多創(chuàng)造性的解決方案,包括節(jié)水、噪聲污染、能源消耗和提高公共交通效率等。2024留學(xué)匯“小小科學(xué)家”一對(duì)一獨(dú)家科學(xué)指導(dǎo)方案,旨在激發(fā)學(xué)生們對(duì)科學(xué)的興趣,獨(dú)立完成一項(xiàng)屬于自己的小作品并提交參加3M科學(xué)賽。

# 比賽時(shí)間 #

挑戰(zhàn)開始

2024 年 1月 4 日

挑戰(zhàn)結(jié)束

2024 年 5 月 2日

決賽入圍者和國(guó)家優(yōu)異獎(jiǎng)獲得者公告

2024 年 6 月

決賽

2024 年 10 月

獲獎(jiǎng)名單公布

2024 年 10 月

# 適合學(xué)生 #

在美國(guó)50個(gè)州就讀的,想要用科學(xué)和創(chuàng)新解決現(xiàn)實(shí)世界的問題,5-8年級(jí)學(xué)生們。

5-8年級(jí)“小小科學(xué)家”大獎(jiǎng)活動(dòng),2024國(guó)際青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽備賽報(bào)名正在進(jìn)行中!

# 競(jìng)賽內(nèi)容 #

參加挑戰(zhàn)賽不需要制作原型機(jī)或依賴高端實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生圍繞解決一個(gè)對(duì)他們、學(xué)校、家庭或社區(qū)產(chǎn)生積極影響的問題,用手機(jī)或簡(jiǎn)單的數(shù)碼相機(jī)創(chuàng)作1?2分鐘的視頻,交流想法背后的科學(xué),評(píng)委根據(jù)創(chuàng)造力、科學(xué)知識(shí)和有效的溝通技巧進(jìn)行評(píng)判。

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# 推薦主題 #

比賽不限制參賽作品主題,推薦以STEM領(lǐng)域?yàn)橹鲗?dǎo),你將如何:

改善未來的生活

改善人類健康

改善安全性

改善流動(dòng)性

改善地球環(huán)境

改善能源消耗

改善社區(qū)

……

# 競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng) #

Grand Prize Winner 大獎(jiǎng)獲得者

Two Runner-Up Prizes 杰出獲勝者

Improving Lives Award 最佳改善生活獎(jiǎng)

Finalists 決賽入圍者

State Merit Winners 州賽獲勝者

Honorable Mention 榮譽(yù)獲勝者

# 評(píng)分設(shè)置#

創(chuàng)造力(占分?jǐn)?shù)的 30%)

獨(dú)創(chuàng)性和創(chuàng)新思維。

科學(xué)知識(shí)(占分?jǐn)?shù)的 30%)

將 STEM 原則應(yīng)用于真正的挑戰(zhàn)。

說服力和有效溝通(占分?jǐn)?shù)的 20%)

展示熱情和研究。

整體表現(xiàn)(占分?jǐn)?shù)的 20%)

連接所有點(diǎn)以激勵(lì)他人。

# 參賽收獲 #

1、競(jìng)爭(zhēng)超級(jí)大獎(jiǎng),獎(jiǎng)金25,000美元,這將是你人生中一次難忘的科學(xué)研究學(xué)習(xí)經(jīng)歷;

2、決賽入圍者們將有機(jī)會(huì)跟隨著名的3M高管和科學(xué)家一對(duì)一學(xué)習(xí)交流;

3、找到志同道合的小伙伴們,參與這項(xiàng)活動(dòng)的同學(xué)們都是對(duì)科學(xué)活動(dòng)充滿熱情的;

4、在這項(xiàng)活動(dòng)過程中,你將突破現(xiàn)實(shí)教室的壁壘,走進(jìn)聯(lián)動(dòng)的新世界;

5、你的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的創(chuàng)新想法,真的會(huì)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生影響帶來改變;

6、決賽入圍者將他們的視頻比賽創(chuàng)意呈現(xiàn)給杰出的評(píng)審團(tuán);

7、在這項(xiàng)互動(dòng)中沒有傳統(tǒng)的教科書,你可以天馬行空,發(fā)揮你的創(chuàng)造力和想象力;

8、決賽入圍者們將有機(jī)會(huì)會(huì)見3M的高管和科學(xué)家們;

9、這項(xiàng)活動(dòng)將帶領(lǐng)你走進(jìn)科學(xué)世界,并成為你的活動(dòng)履歷中重要的一項(xiàng),對(duì)你的升學(xué)和科學(xué)學(xué)習(xí)之路產(chǎn)生重要影響;

10、在這里,你將有可能會(huì)成為美國(guó)的下一位杰出青年科學(xué)家。

# 往屆獲獎(jiǎng)作品 #

Marietta在全國(guó)青年科學(xué)家比賽中獲得第二名,他制作了一份能夠幫助視力有問題的人輕松烹飪的項(xiàng)目,而獲得大賽第二名,并同時(shí)獲得大賽的改善生活獎(jiǎng)。

Mahapatra 因其名為“基于機(jī)器學(xué)習(xí)的優(yōu)化烹飪操作的無(wú)障礙友好指導(dǎo)系統(tǒng)”的項(xiàng)目獲得了第二名和公眾投票獎(jiǎng),該項(xiàng)目部署了邊緣計(jì)算和先進(jìn)的視覺算法,以幫助視力障礙人士輕松烹飪。新聞稿稱,這名青少年的靈感來自他的姑姑,姑姑因青光眼導(dǎo)致失明而不得不放棄做飯。

Mahapatra 今年早些時(shí)候申請(qǐng)了這項(xiàng)挑戰(zhàn),并被選為全國(guó)申請(qǐng)者中的前 10 名決賽選手。Mahapatra 說他計(jì)劃成為生物科學(xué)領(lǐng)域的計(jì)算生物學(xué)家/數(shù)據(jù)科學(xué)家。

他在他的3M 傳記頁(yè)面上說:“我對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域產(chǎn)生了非常強(qiáng)烈的熱情,并且真的想解決現(xiàn)實(shí)世界的問題并發(fā)明新的功能和解決方案?!?/span>

Kriesh Tivare獲得電動(dòng)汽車充電科學(xué)實(shí)驗(yàn)獎(jiǎng)

Kriesh Tivare 全國(guó)“3M 青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽”中獲得了弗吉尼亞州優(yōu)異獎(jiǎng),他進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)研究了如何在道路上使用線圈為玩具車提供動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)非接觸式充電。

“它基本上是在汽車駛過時(shí)給汽車充電,”Kriesh Tivare說。在他的獲獎(jiǎng)實(shí)驗(yàn)中,Kriesh 解釋了如何通過輪胎按壓道路上的開關(guān)來閉合電路并使用電磁感應(yīng)為車輛供電,而不是讓固定充電站恢復(fù)供電。

Kriesh 是在他的家人外出旅行并且不得不為他們通常每天充電的特斯拉 Model 3 的充電站尋找和消磨時(shí)間時(shí)想到的。在 2019 年去波士頓的一次家庭旅行中,里程焦慮很明顯,因?yàn)樗麄儽仨毭课宓搅鶄€(gè)小時(shí)休息一次,需要 45 分鐘到一個(gè)小時(shí)來充電。

“在商場(chǎng)里,有一個(gè)專門用于……充電的地方,很多充電站已經(jīng)投入使用,”他說,對(duì)比了充電站和加油站的數(shù)量。

Kriesh 使用釣魚竿在小型 PVC 管道上纏繞數(shù)百次線圈,創(chuàng)造了自己的材料。

他使用頻率發(fā)生器為道路模型上的線圈供電,并使用示波器測(cè)量感應(yīng)的功率,并嘗試使用不同的線圈和頻率以最大限度地提高效率。

在麥克萊恩的 Cooper 中學(xué)上八年級(jí),Kriesh 喜歡歷史和數(shù)學(xué)課,并且可以將自己視為一名天文工程師,發(fā)現(xiàn)行星或?qū)ふ姨罩械纳?/span>

非接觸式充電——Kriesh 在他的參賽作品中使用的術(shù)語(yǔ)——正在成為現(xiàn)實(shí)。例如,ElectReon Wireless Ltd. 公司已在以色列和瑞典的公共道路上為公共汽車和卡車部署了其技術(shù)。

加利福尼亞的研究人員在1970 年代和 1980 年代檢查了這項(xiàng)技術(shù),并最終測(cè)試了運(yùn)動(dòng)中的電動(dòng)汽車。一個(gè)1992年的報(bào)告調(diào)查通電高速公路的可行性指出道路感應(yīng)器將花費(fèi)“每車道英里數(shù)百萬(wàn)美元”,但對(duì)于車輛設(shè)備的成本是“相當(dāng)多的不確定性”在那個(gè)時(shí)候。

康奈爾大學(xué)的一個(gè)研究小組由電氣和計(jì)算機(jī)工程副教授 Khurram Afridi 領(lǐng)導(dǎo),一直致力于改進(jìn)電動(dòng)汽車的道路充電技術(shù),他們說這些技術(shù)可以用于從電氣化高速公路到支持制造倉(cāng)庫(kù)中的自動(dòng)叉車和機(jī)器人。

Afridi在有關(guān)該技術(shù)的視頻中表示,對(duì)需要維修的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行變革的時(shí)機(jī)可能是正確的。

Kriesh 有興趣繼續(xù)他的實(shí)驗(yàn),研究 5G 信號(hào)如何允許道路線圈在沒有壓力板的情況下為車輛充電,從而避免他的模型車需要通過開關(guān)。

“未來,5G網(wǎng)絡(luò)將取代道路內(nèi)的開關(guān),瞬間激活道路中的線圈,”克里什在比賽視頻中說。“動(dòng)態(tài)充電可能是智能無(wú)人駕駛汽車的一個(gè)充滿希望的未來。”

2020冠軍介紹

14歲女孩因新冠潛在療法研究

獲得2020青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽冠軍

5-8年級(jí)“小小科學(xué)家”大獎(jiǎng)活動(dòng),2024國(guó)際青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽備賽報(bào)名正在進(jìn)行中!

美國(guó)德克薩斯州一位名叫Anika Chebrolu的14歲女孩在一項(xiàng)全美青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽中奪魁,并獲得25,000美元的獎(jiǎng)金。她希望能夠通過這項(xiàng)研究,為對(duì)抗新冠病毒提供潛在的治療方法。

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Anika的項(xiàng)目展示

(來源:youngscientistlab.com)

Anika Chebrolu是美國(guó)尼爾森中學(xué)的一名學(xué)生。她的父親Srivasa Bhushan Chebrolu醫(yī)生,畢業(yè)于海得拉巴的奧斯馬尼亞醫(yī)學(xué)院(Osmania Medical College),是一名腎病專家。

Anika Chebrolu在采訪時(shí)說:“在我小的時(shí)候,我爺爺總是鼓勵(lì)我學(xué)習(xí)科學(xué)。他是一位化學(xué)教授。他總是告訴我學(xué)習(xí)所有關(guān)于科學(xué)的東西。隨著時(shí)間的推移,我越來越喜歡科學(xué)。”

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這也是Anika Chebrolu喜歡科學(xué)研究并參加 3M青年科學(xué)家挑戰(zhàn)賽的原因。

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Anika Chebrolu究竟做了怎樣的研究?具體又得到什么結(jié)果呢?

這個(gè)項(xiàng)目,從病毒進(jìn)入細(xì)胞的刺突蛋白——血凝素蛋白著手。

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在病毒侵染細(xì)胞的時(shí)候,血凝素蛋白能夠幫助病毒進(jìn)入。如果抑制該蛋白,能夠幫助阻隔病毒侵入細(xì)胞的第一階段。

如果找不到治療新冠病毒的特效藥,那么從病毒的普遍特性入手,也是潛在的治療方案。

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而Anika Chebrolu的工作,便是選擇找出了血凝素蛋白的最佳結(jié)合分子。

研究的過程一共分為了以下幾步:

先導(dǎo)步:

從rcsb PDB數(shù)據(jù)庫(kù)下載了血凝素蛋白的文件,并用FT map工具分析了治療熱點(diǎn),選取了下圖位點(diǎn)。

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第一步:

使用ZINC database中選取250000個(gè)分子。

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第二步:

使用CLC Drug Discovery Workbench進(jìn)行初步的分子對(duì)接,使用該軟件尋找前100個(gè)對(duì)治療熱點(diǎn)親和力最強(qiáng)的分子。

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第三步:

使admetSAR測(cè)試100個(gè)結(jié)合分子,最后只有6個(gè)通過了測(cè)試。

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第四步:

使用Pyrex軟件對(duì)6個(gè)分子進(jìn)行全面且深入的能量測(cè)試。

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第五步:

最終發(fā)現(xiàn)親和力最強(qiáng)的先導(dǎo)分子。

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這種先導(dǎo)分子,可以選擇性結(jié)合新冠病毒的突刺蛋白,或能成為新冠肺炎療法。

Anika Chebrolu說,獲得獎(jiǎng)項(xiàng)和頭銜是一種榮譽(yù),但她的工作尚未完成。她的下一個(gè)目標(biāo)是與科學(xué)家和研究人員一起努力,將她的研究發(fā)展為真正可行的治療方法。

參考文獻(xiàn):

https://www.newsindiatimes.com/americas-future-seven-indian-american-middle-schoolers-among-top-10-in-young-scientists-challenge/

https://www.youngscientistlab.com

https://edition.cnn.com/2020/10/18/us/anika-chebrolu-covid-treatment-award-scn-trnd/index.html?utm_term=link&utm_source=twCNNi&utm_content=2020-10-19T16%3A45%3A07&utm_medium=social

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