Jaké procesory předčí v rychlosti stávající procesory? Jaké meruňky jsou nejzdravější z hlediska prevence rakoviny? Jak fungují přístupové kanály cytochromů, které rozhodují o účinku podávaných léčiv? Odpovědi na otázky obsahují práce, které reprezentují Středoškolskou odbornou činnost (populární SOČku) na světové přehlídce mladých vědců a techniků Intel ISEF 2012 v Pittsburghu.

Vybrané práce zde předvádí na 1600 mladých vědců a techniků ze 60 zemí světa. Přehlídka skončí v pátek dopoledne místního času vyhlášením hlavních cen v 17 vědecko-technických kategoriích. Vítězové na prvních místech obdrží 3000 USD, na druhých 1500 USD, na třetích 1000 USD a na čtvrtých místech 500 USD. Nejlepší práce v každé kategorii obdrží navíc 5000 USD.

Za Středoškolskou odbornou činnost se účastní Tomáš Mariančík ze Střední průmyslové školy elektrotechniky, informatiky a řemesel Frenštát pod Radhoštěm s prací "Podivné procesorové jednotky pro nové programování a použití," Petr Pokora z Gymnázia Brno-Řečkovice s prací "Ovocné hybridy spojené s kladnými účinky na lidské zdraví" a Eva Umlaufová z Gymnázia Jeseník a Př. F. UP Olomouc s prací "Analýza přístupových cest z/do aktivních míst cytochromu P450."

Tomáš navrhnul celou rodinu procesorů, které mohou počítat jinak, než stávající procesory. Instrukce tvoří dvourozměrnou mřížku a mohou se spojovat s instrukcemi ve svém okolí. Např. operandy součtu se berou ze sousedních bodů v mřížce. Ty opět ze sousedních bodů atd. Takové procesory mohou řešit specifické úlohy lépe, než procesory stávající. Usnadňují programování, paralelní výpočty probíhají přirozeně a není potřeba ukládat mezivýsledky. Tomáš navrhnul kompletní specifikaci takového procesoru a pomocí hradlového pole vytvořil jeho model. S využitím několika identických jader simuloval shlukování jednoduchého biologického organismu. Pro stávající procesory jde o obtížnou úlohu. Tomášovi při použití několika jader nového procesoru trvalo řešení pouhých 17% času proti řešení s jedním jádrem.

Petr přišel s hypotézou, zda jsou všechny známé odrůdy meruněk stejně hodnotné z pohledu příznivého působení na lidské zdraví. Rozhodl se hypotézu laboratorně ověřit pro více než 240 známých hybridů meruněk. Pomocí obsahu antioxidantů, které příznivě působí na lidské zdraví preventivním účinkem proti např. rakovině. Výsledky byly překvapivé. I když plody meruněk vypadají na první pohled stejně, množství antioxidantů, které obsahují a tím i příznivých účinků na lidské zdraví, se může lišit až desetkrát. Petr navrhnul metodiku, jak hybridy na základě množství antioxidantů hodnotit. Také vytvořil aplikaci, kde zákazník v obchodě sejme mobilním telefonem čárový kód meruněk a obdrží obratem zprávu, o jak zdravý druh se jedná. Plánuje zahrnout i další druhy ovoce,

Eva zkoumala cytochromy P450, což jsou lidské enzymy, které metabolizují více než 50% všech podávaných farmak, jejichž metabolismus je známý. Cytochromy P450 jsou málo prozkoumané. Přitom se nachází v lidských buňkách např. jater nebo mozku. Eva popsala přístupové kanály, které vedou k aktivním místům cytochromu. Tam se odehrávají všechny metabolizující procesy. Vizualizovala a formulovala hypotézy o funkci přístupových kanálů v cytochromu, ze kterých je možné usuzovat, jak kanály pracují. To je významné při podávání léčiv a preskripci jejich účinku.

Přiletěli jsme v sobotu 12.5. večer. Hned v neděli brzy ráno na mezinárodním oddělení ISEF registrovali a pustili se do přípravy a schvalování projektů na předem vymezených místech. Bylo také potřeba vytvořit reprezentační panel České republiky pro slavnostní zahájení, se kterým naši studenti vystoupí na podium, až bude Česká republika vyvolána. Výsledek snažení je na obrázku.


Když se dívám na obsah panelu a tam uvedená jména, domnívám se, že nemůže jít o výsledek špatného školství a nemám ani strach z budoucnosti. Jak nakonec Česká republika při pondělním slavnostním zahájení vystoupila na podium, je možné shlédnout na záznamu zde (přibližně 1 hodinu a 10 minut od počátku). Také se podívat, jak zahájení Intel ISEF vypadá. I na ukázku závodního motocyklu jako segway apod. Družíme se s dalšími delegacemi.


Včera, tj. v úterý odpoledne probíhal pro všechny účastníky diskusní panel excelence ve vědě a technologii za účasti 8 nositelů Nobelovy ceny. Účastníci mohli dávat otázky a nositelé Nobelovy ceny odpovídali. Nobelisté odpovídali na jedné straně na specificky racionální dotazy o úloze, funkci a směřování vědy a techniky, na druhé straně poměrně velká část odpovědí, možná i zajímavější, byla věnována neracionálním tématům jako úloze radosti, štěstí, náhody. Když jsem se potom vracel do hotelu, připomenula mi to scéna z ulice na obrázku.


"Neracionální" kostel je obestavěný racionálními výškovými budovami. Ze současného pohledu není totiž racionální mít v centru města náměstí, tj. prázdnou neekonomickou plochu. Není racionální tam mít kostel. Další neekonomický objekt. Přitom jde o zdroje radosti, štěstí.

Dnes, ve středu, je hlavní soutěžní den. Účastníci jsou od časného rána u svých projektů a prezentují je odborné porotě. V obrovské hale s nekonečnými řadami projektů je na tisíc porotců majících přinejmenším ceněný vědecký stupeň Ph.D. Fanděme jim prosím, společně, s laskavostí. Jak zaznělo na slavnostním zahájení, současný člověk má takové možnosti, že ho omezuje pouze jeho vlastní hranice imaginace. Chodím každý den ráno od hotelu ke konvenčnímu centru, kde se přehlídka koná, kolem místního společenského domu. Kde mám hranice imaginace ukazuje břečťan pnoucí se po domě k nebi. Když přistavím jedno patro, bude tam také.


Večer se v Carnegiho centru vědy koná vědecká noc. Experimenty, vědecké produkce a také setkávání a výměna zkušeností z dnešního náročného dne. Tornádo, ponorka, planetárium, Lady Gaga laserová show, teleskop, exhibice robotů. Zítra je hala s projekty otevřená veřejnosti. Těšíme se. Večer se vyhlašují zvláštní ceny vědeckých společností, univerzit, společenských institucí. V pátek dopoledne potom zmíněné hlavní ceny. Odpoledne se vracíme domů.


Poděkování:

Firmě Intel za finanční podporu a velkorysé sponzorství.
MŠMT za finanční podporu.
Národnímu institutu dětí a mládeže MŠMT za finanční podporu a perfektní organizační vybavení.
Laskavé čtenářce, laskavému čtenáři s úctou za přečtení i povzbuzení.
Aktuálně.cz za zapůjčení fotoaparátu.