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vwin.com网博通2018年大师赛决赛选手

Broavwin.com网dcom基金会和科学与公众协会德赢网(社会)于9月18日宣布,在2018届Broadcom大师赛中选出30名中学生作为决赛选手。

vwin.com网Broadcom基金会和科学与德赢网公众学会于9月18日宣布了第八届Broadcom大师®的30个入围者,国家一流的科学,技术,工程和数学(STEM)中学竞赛。Broadcom硕士,vwin.com网由科学与公众协会创建和制作的项目,德赢网试图激励年轻的科学家,解决未来巨大挑战的工程师和创新者。
决赛选手将前往华盛顿,从10月19日到24日,他们将参加一场严格的竞赛,利用基于项目的学习来测试和展示他们对21岁的掌握。 ST百年批判性思维能力,交流,每个STEM领域的创造力和协作。入围者还将于10月20日下午1点至4点在国家地理学会(National Geographic Society)举行一次免费活动,与政府官员会面,向公众展示他们的项目。获奖者将于10月23日在卡内基科学院(Carnegie Institution for Science)举行的颁奖典礼上获得提名。
恭喜Broadcom Masters®2018vwin.com网入围者!

决赛概述:

  • 入围者包括14名女孩和16名男孩,覆盖14个州,代表29所学校。加利福尼亚州入围决赛的选手最多,只有9名,接下来是佛罗里达有四个,乔治亚州和俄勒冈州各有三个。
  • 入围者由来自前300名硕士和创纪录的2537名申请者的杰出科学家和工程师组成的小组选出。这些学生来自35个州,来自加州的78人,佛罗里达州33人,德克萨斯州21人。
  • 阅读新闻稿.
  • 决赛书.
  • 眺望山顶300大师.

入围者名单:请点击入围者姓名查看他们的照片,项目名称,和生物。

Jack Albright第八年级
努瓦学校:希尔斯堡,加利福尼亚
预测未来:利用机器学习预测阿尔茨海默病的进展

杰克·奥尔布赖特头像项目背景:去年,杰克的祖母得知她患有老年痴呆症,或广告。悲哀地,目前还没有治愈方法。脑疾病通常在中年或老年开始。随着时间的推移,它会导致记忆问题,语言,行为和问题解决。这些类型的功能称为认知能力。病人也经常感到困惑和情绪波动。经常,医生不知道阿尔茨海默病的早期阶段,杰克注意到。这就是治疗可能最有帮助的时候。“鉴于我在计算机科学方面的背景,他说:“我意识到,帮助像我祖母一样的病人的最好方法是利用机器学习来预测广告的发展。”

策略和结果:杰克开发了一种机器学习工具来预测阿尔茨海默病对认知能力的轻微和严重影响的发生。这种机器学习系统根据许多观察结果来确定如何对事物进行分类。在这种情况下,杰克从一个大数据库中收集了1737名患者的数据。除此之外,他专注于为那些病人做15个标记。研究将这些因素与老年痴呆症的进展联系起来。杰克还将每个病人的医生就诊数据与这些标记配对。这给了他更多的数据点。这也给了他关于每个病人病情进展的数据。然后,杰克使用不同的机器学习方法,让他的系统找出如何对病人的疾病阶段进行分类。然后他用110个不同病人的数据测试了这个系统。一些机器学习分类器工作得很好。杰克计划继续微调系统。更好地预测疾病的进程可以帮助确定哪些患者可能是临床试验的好候选人,他说。

其他利益:杰克想成为一名计算机科学家。他说:“我强烈地感觉到,我可以利用我的数学和计算机科学能力在世界上做得很好。”与此同时,他最喜欢的课外活动是奥林匹亚数学锦标赛。他说:“我喜欢解剖一个不熟悉的问题并创造一个优雅的解决方案的刺激。”杰克喜欢击剑和打国旗。他也会游泳和踢足球,棒球,篮球,和跟踪。他一直在学日语,弹钢琴和吉他。

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斯里拉姆·比玛拉朱,第六年级
哈克学校:库比蒂诺,加利福尼亚
低成本射箭助手,具有视障人士界面

sriram bhimaraju头像项目背景:“以射箭之神命名,我一直把射箭作为一种激情来追求,”斯里拉姆说。随着时间的推移,他的技术水平提高了。但他发现自己很难准确地练习。每节课都要付教练的钱太多了,市场上现有的工具可能需要1000美元。斯里拉姆决定发明一种低成本的工具来给弓箭手实时反馈。要做到这一点,他利用了他在电子学和编码方面的知识。除了发展自己的射箭技能,sriram还与一个帮助盲人的团体合作,所以他确保系统的指导会被大声说出。那样,视力受损的弓箭手也可以使用它。

策略和结果:斯里拉姆的射箭助手使用物理学,电子和计算机编码。传感器可以让系统分析弓箭手在瞄准目标时所做的工作。然后,该系统提供实时语音指导,帮助运动员调整投篮。例如,弯曲传感器测量绳子弯曲时的电阻。数据进入系统,这就是计算。然后用户会听到反馈。以同样的方式,手机的加速度计测量倾斜。SRIRAM的系统使用这种测量方法来确定瞄准箭头的最佳角度,而手机的陀螺仪可以帮助人们找到最佳的瞄准方向。斯里拉姆说他的工具帮助他练习,教练也喜欢这个工具。但他面临着挑战:风的问题。柔性传感器的读数不一致。陀螺仪和加速度计故障。手机应用程序的麻烦。等等。“做我的项目教会了我什么都不起作用!”斯里拉姆说-至少很少在第一次尝试。

其他利益:“我一直喜欢让事情飞起来,”斯里拉姆说。这一呼吁吸引他去射箭。它也激发了人们对板球的兴趣,网球,篮球和羽毛球。斯里拉姆还喜欢用折纸飞机飞行。斯里拉姆在唱诗班唱歌,他会演奏一些乐器,包括法国号角,四弦琴和印度鼓被称为小报,他希望成为一名机械工程师,特别有兴趣开发有助于减少空气污染和缓解气候变化的汽车。

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泰勒·比索恩迪亚,第七年级
格兰德大街中学:贝尔莫尔,纽约
microrna-156调控理查氏陶瓷配子体对孢子体发育及盐度敏感性

项目背景:飓风和涨潮带来的洪水增加了泰勒在长岛海岸的家附近土壤的咸味。盐胁迫会干扰许多植物花粉的发育,抑制它们的繁殖能力。盐也可以影响植物细胞中的各种microrna,泰勒注意到。这些是单链核糖核酸的短片段,或RNA。除此之外,发夹状的比特调节细胞表达基因的方式。近年来,科学家们已经找到了利用microRNA沉默或破坏基因的方法。泰勒利用这个过程来了解盐度如何影响植物的繁殖。

策略和结果:泰勒专注于一种microRNA,称为miR156。种子植物需要它来制造出运转良好的花粉。在蕨类植物中也有不同的版本,泰勒发现了其中一种蕨类植物。泰勒得到了孢子来培育这种蕨类植物。他还从一家公司购买了定制的microrna来压制其mir-156。为了他的实验,泰勒把浸泡过的蕨类孢子放在琼脂板上。另一组蕨类孢子在琼脂板上也有一些消音microrna。泰勒让两组孢子开始发育成配子体,蕨类植物的形态使其雄性和雌性生殖细胞。七天后,泰勒在每套盘子里加盐。后来他测量了配子体的大小,它们产生的叶绿素量,以及它们后代植物的数量。用消音microRNA处理的孢子产生的配子体发育不良,后代较少。用盐和消音microRNA处理的孢子发育最少。

其他利益:“我喜欢中提琴,因为它能帮助我思考,它发展了我的手眼协调和表情,”泰勒说。他喜欢和大都会青年管弦乐队以及他所参加的其他团体一起去音乐厅。泰勒也会吹风笛。对于运动,他喜欢田径和交叉配合。泰勒希望成为一名生物学家。“了解基因是如何被调控和失调的很重要,”他说。他还想了解生物如何应对气候变化和污染等威胁。

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Anna Du第六年级
蒙台梭利安多佛学校:安多佛,麻萨诸塞州
开发一种基于智能红外遥控器来识别海洋环境中的微塑性物质

头像安娜项目背景:安娜喜欢用海镜制作珠宝。有一天她在收集它,她看到塑料制品散落在海滩上。她担心鸟或其他动物可能会把颜色鲜艳的塑料误认为是食物。所以,她开始捡垃圾。“在我收集的时候,我禁不住注意到塑料制品的数量,”她说。塑料不仅仅在海滩上,她补充说。大量的塑料碎片散落在海洋中。最小的钻头叫做微塑性塑料。安娜想用一种低成本的方法来发现海洋中的微塑料聚集,以便清理干净。

策略和结果:安娜发明了一种低成本,能够在水下发现塑料的自动化系统。除此之外,该系统使用一个能探测红外线的照相机。“有许多不同类型的塑料,每个都有自己的特征吸收光谱,”安娜解释说。系统的摄像头拍照。然后将这些图像与安娜在联机数据库的帮助下开发的参考库进行比较。那样,该系统可以将塑料与其他类型的材料区分开来。安娜在陆地上测试了这个系统。然后她把它适应了相对黑暗的水下环境。安娜还建造了一个遥控潜水器,或遥控车辆,把她的系统带过水面。它有她自己设计的螺旋桨。安娜在浴缸里测试了整个系统,然后她在家里的游泳池里试一试。她不断地调整东西,以提高遥控潜水器的耐用性和机动性。“最后我创造了一个可以在现实世界中使用的,微咸水环境,”她说。

其他利益:“几乎每天我都会做某种形式的创客活动,”安娜说。“我喜欢制定自己的计划,为自己的作品制作电子线路和外壳。”其他最喜欢的消遣包括写作,绘图,研究自然世界。“我有自己的后院花园,我用它做实验,”她说。安娜也喜欢滑冰,她会拉小提琴和录音机。她希望成为一名环境工程师。在那个角色中,她希望能帮助解决日益严重的塑料污染问题。

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James Fagan第八年级
河滨虚拟学校:河滨,加利福尼亚
亚音速的设计和校准,用于火星空气动力学研究的低密度风洞

詹姆斯·法根头像项目背景:詹姆斯项目的灵感来自一次家得宝之旅。他说:“当时我在管道部门,开始玩排水管。”他在地上凿了一条隧道。他对火星也有长期的兴趣。他之前的一个科学项目测试了哪种机翼在火星上产生的阻力最大。但任何要在火星上使用的飞机都需要经过测试才能取得最佳效果。火星上的大气密度只有地球的1/100。詹姆斯着手设计一个风洞,可以在飞机在火星上遇到的条件下进行测试。

策略和结果:詹姆斯做了一个可以复制火星低气压的风洞。他还用旧百叶窗做成的叶片为它造了一个风扇。他找到了一种用二氧化碳交换隧道内空气的方法,它构成了火星上的大部分大气。最有效的设置使用两组管道将通过隧道吹出的气体返回到进气点,杰姆斯报道。该系统还可以更好地处理回油管的8个45度角,而不是4个90度角。当詹姆斯把隧道内的压力降低到火星上的压力时,他得到一个惊喜。风扇马达每分钟的最大旋转量增加了39%。这样做的总功率仅为地球大气压力所需功率的十分之一。降低气压可能解释了结果,杰姆斯说。尽管如此,“它可以提供更小的电池,更长的飞行时间,或者更强大的发动机,”他解释说。

其他利益:“我的职业目标是成为一名航天工程师,”詹姆斯说。他喜欢加入为国外环境设计新型飞机的团队。“我喜欢建筑!”他补充道。他曾代表他的学校参加写作和数学竞赛以及国际拼字比赛。他也学俄语。“我喜欢折纸,弹钢琴和下棋,”詹姆斯补充道。

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Alice Feng第八年级
哈克学校:圣何塞,加利福尼亚
蘑菇种类和基质对新型可生物降解材料菌丝体性能的影响

艾丽丝·冯头像项目背景:爱丽丝在一家博物馆看到一块生长迅速的有机蘑菇砖。这让她想到了。每年,全世界生产的塑料只有百分之十得到回收利用,她报道。剩下的都是垃圾填埋场,水道或其他地方。蘑菇是一种真菌。菌丝体是真菌的营养部分,由许多分支线组成。“如果我们能培育出与塑料具有相似物理特性的菌丝体材料,然后菌丝体将成为塑料的完美环保替代品,”爱丽丝说。

策略和结果:艾丽斯和一个合伙人一起完成了她的项目,正是太阳。他们种植由不同种类蘑菇组成的块材。然后他们将这些块的性能与三种类型的塑料进行了比较。爱丽丝和阿丽用了五种蘑菇。他们在四种不同的材料上种植每种:锯末,木屑,麻和瓦楞纸。大约两个月后,他们烘烤这些木块以阻止真菌的生长。小组测试了每个街区的力量,它减少热量传递的能力,以及降低噪音的能力。Alice和Arely将这些数据与玻璃纤维的结果进行了比较,低密度泡沫塑料,和高密度聚苯乙烯泡沫塑料。他们也测试了他们街区的其他品质。例如,他们研究了碎片是如何被生物降解的,他们还研究了这些砌块的抗腐蚀性能。一些蘑菇块降低了声音和塑料,结果发现,有一种材料甚至比高密度聚苯乙烯泡沫塑料还要坚固。工作越多,菌丝体可以替代一些塑料,她说。

其他利益:“花样滑冰让我沉浸在一个冬季的仙境中,优雅与力量结合在一起,”爱丽丝说。她说:“竞技花样滑冰还教会我在摔倒后要站起来,在挫折后要坚持下去。”她在2018年中太平洋地区花样滑冰锦标赛上获得奖牌。爱丽丝也会弹钢琴。她今年在全国比赛中获得第三名。其他活动包括跳舞,游泳和学校俱乐部。“我一直想成为一名法医学家,”爱丽丝说。正如她看到的那样,法医学家分析了许多类型的证据“并像拼图一样将它们拼凑在一起”。

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罗伊C格罗斯,第七年级
Terman中学:Palo Alto,加利福尼亚
面向平民的紧急通信网络:波多黎各的经验教训

罗伊·格罗斯头像项目背景:罗伊于2017年获得业余无线电执照。不久之后,飓风玛丽亚袭击了波多黎各。暴风雨摧毁了岛上的电网。电话和互联网停止工作。很快的食物,药品和其他应急物资抵达了该岛。但是,缺乏沟通阻碍了响应工作人员的努力。“灵感来自我对无线电技术的热情,我决定建立一个新的紧急通讯系统,”罗伊说。他希望它在其他系统故障时工作。“我被教导人类最基本的需求是水,食物,避难所和希望,”罗伊说。“在自然灾害之后,这些都供不应求,但是如果你能沟通的话,它们都在你的范围之内。”

策略和结果:我发明了一种连接到你的智能手机的设备,可以让你发送和接收短信,没有使用手机发射塔或互联网,”罗伊说。他从一个二手收音机和一个Arduino可编程板开始。在其他一些试验之后,他利用了一个叫做APR的现有网络,代表自动位置报告系统。这是一个基于无线电的数字通信系统。APR可以发送和监控本地区域的信息包,例如位置数据,交通报告等等。无线单元可以通过网络重复发送信息包。罗伊让他的设备与蓝牙和智能手机协同工作。然后他用他的最终设计制造了两个装置。接下来他做了五种类型的测试。他报告说:“我证明信息和位置数据可以可靠地发送到5英里以外的地方。”无线电设备可以长距离地重新发送信息,或者这些装置可以向卫星传送信息。这些电池用太阳能或汽车电池充电。

其他利益:我想成为一名电气工程师,就像尼古拉·特斯拉,”罗伊说。“他的热情和毅力激励了我。他从不放弃,即使他的实验室被烧成平地,“罗伊也喜欢用业余无线电工作。此外,他在合唱团唱歌弹钢琴,小号和吉他。他参加足球和篮球运动。他也喜欢户外活动,比如徒步旅行,山地自行车和野营。

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加布里埃尔·哈马蒂·穆里尔,第八年级

利马天主教学校圣罗斯:迈阿密海岸,佛罗里达州
截瘫患者在垂直风洞中获得稳定

项目背景:截瘫患者不能控制他们的腿和下半身。然而,他们中的许多人仍然喜欢冒险。加布里埃拉认识杰西卡和雷伊时就知道了这一点。都是截瘫,但是他们喜欢在户外协助跳伞。“他们说他们觉得自由!”Gabriela说。加布里埃尔喜欢在垂直风洞中进行室内跳伞,他想帮助截瘫患者学习这项运动。然而,有个问题。为了“迎风”,室内跳伞运动员需要保持臀部向下,手臂向前伸出,两腿向后弯曲。截瘫是怎么做到的?如果他们不能控制自己的腿?加布里埃尔决定找个办法。

策略和结果:加布里埃尔制作了两种装置的模型,使截瘫者的腿保持在室内跳伞的适当位置。一个模特把脚踝固定住。另一个是膝盖的直角垫。脚踝固定器的材料,她使用OODLE怪物巨型面条泡沫和工业实力尼龙搭扣。这些材料不会伤害人的皮肤。然而,它们的强度足以使脚踝保持30.48厘米(12英寸)的距离,并防止任何拍打。做护膝,加布里埃拉使用了电脑设计软件和一台带有塑料“墨水”的3D打印机,接下来在室内跳伞中心进行了实地测试。一位专业的跳伞运动员和加布里埃尔都在风洞内对模型进行了三次测试。“最后,两名截瘫患者测试了模型。“成功了!”加布里埃拉一直在研究另一个问题,以便更好地适应截瘫患者的尿管。这在试验中不是问题。尽管如此,她说,“我从我的项目中了解到,想法永远不会是最终的。”

其他利益:除了室内跳伞,Gabriela的学校和社区活动包括女童子军,艺术俱乐部年鉴。骑脚踏车,读书和旅游是其他最受欢迎的消遣,我对纳米系统工程感兴趣。Gabriela说。她喜欢它在很多领域都有应用。现在,她使用计算机设计软件,在附近的一家制造商实验室制造东西。

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乔治亚·哈钦森,第七年级
伍德赛德小学:伍德赛德,加利福尼亚
数据驱动双轴太阳跟踪器的设计

佐治亚·哈钦森·赫索特项目背景:佐治亚州的叔叔最近在家里安装了太阳能电池板。直接照射到太阳能电池板上的阳光越多,它能产生越多的电。而且发电量越大,它可以节省更多的水电费,而且越快还回购买成本。双轴追踪器最有效地跟踪太阳,因为它们沿着两个轴移动。然而,他们花了很多钱。格鲁吉亚有一个想法是基于她2017年去看日食的旅行。“我意识到如果人类知道日食将在何时何地发生,她说:“我们必须知道其他时候太阳会在哪里。”“这启发了数据驱动的双轴太阳跟踪器。”

策略和结果:许多太阳能电池板的跟踪器使用昂贵的传感器。相反,格鲁吉亚依靠国家海洋和大气管理局的一个方程式,或者NOAA。该公式使用一个地方的位置数据来表示太阳在任何日期和时间都将在天空中的位置。佐治亚用这加上更多的数学来建立一个计算机模型。它显示了指向这些地点的太阳能电池板产生的电能与固定位置电池板产生的电能相比的情况。佐治亚接着写了一个计算机程序来控制她的跟踪器的马达和太阳能电池板的位置。最后,她把一切都整理好了。她测试了该设备,并将其与2018年初两天内固定面板的输出进行了比较。结果与她的模型预测值相差不到8%。整整一年,可移动的面板会产生更多的电力。“在[旧金山]海湾地区,数据驱动的双轴太阳能跟踪器可以将太阳能的回收期缩短40%,“乔治亚说。

其他利益:乔治亚说:“我热爱海洋,一辈子都在冲浪。”她很想发明一种自动装置来帮助她判断要捕捉哪种波。她也喜欢打排球和水球。“在两项运动中,最重要的特点是把团队目标放在个人目标之前,她说。乔治亚在唱诗班唱歌,同时演奏法国号和单簧管。她计划成为一名机械工程师。

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Ahmad Ismail第八年级

格兰达伊斯兰学校:圣克拉拉,加利福尼亚
联合抗真菌治疗念珠菌病疗效观察

艾哈迈德·伊斯梅尔头像项目背景:艾哈迈德的项目是针对一种称为侵袭性念珠菌病的真菌病。一种酵母菌引起这种疾病。根据亚特兰大疾病控制与预防中心的报告,GA在美国每年约有46000人签订合同。十分之三的人最终死于此。许多病人最近都在医院里,或因癌症或其他疾病而生病。侵袭性念珠菌病通常始于发烧和寒战。它可以扩散到心脏,大脑,骨头,眼睛和关节。艾哈迈德想探索治疗感染的方法。

策略和结果:在早期的一个科学项目中,艾哈迈德研究了单一抗真菌药物如何影响这种酵母。但是单一药物有时会失效,他指出。今年,他测试了联合使用抗真菌药物对侵袭性念珠菌病治疗的影响。他说:“我试图通过研究酵母细胞的作用机制和靶点,找到一种有效的治疗方法。”艾哈迈德在水溶液、肉汤和琼脂平板上培养酵母细胞。三种培养基中每种培养一个样品作为对照。然后,艾哈迈德用六种抗真菌剂中的两种制成的一种混合物处理来自每种培养基的多个样品。之后,他测量并比较了每个样本中酵母的生长情况。最有效的组合是两种药物的混合物,合成偶氮化合物和合成烯丙胺。这些药物与酵母细胞产生不同酶的能力发生反应。

其他利益: 艾哈迈德说:“由于我对生物学和医学的热爱,我对从事医学博士的职业很感兴趣。”他解释说:“我知道这将是一个有回报的职业,因为帮助他人过上健康的生活会让人感到满意。”他最喜欢的爱好是壁球和运动。他也喜欢跑步,希望在高中时打网球或羽毛球。艾哈迈德研究阿萨姆语,印地语和阿拉伯语。他还活跃在学校的各种俱乐部和项目中,并与当地的宗教团体合作。

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威廉·詹金斯,第八年级
威斯敏斯特学校:亚特兰大,佐治亚州
机器人网球分拣机

威廉·詹金斯头像项目背景: 威尔说:“像我这样有竞争力的网球运动员面临的一个令人沮丧的问题是,死掉的网球和成千上万的好球混合在一起。”死球弹得更低,打乱了球员的射门。培训中心知道这个问题。不时地,有些中锋有教练用手把球分类,这需要花费大量的时间和成本。其他中心跳过排序,只是定期更换所有球。这节省了时间,但也会丢弃许多好球。不管怎样,每年有数以百万计的网球被扔进垃圾填埋场——“足够从(华盛顿)特区伸出来。去阿拉斯加的安克雷奇,威尔说。

策略和结果:威尔设计并制造了一台自动网球分拣机。“我的机器使用的是专业网球教练用来分拣球的同一种落球方法,”他解释说。一次一个,这个装置把每个球都放在砖头上。传感器与不同高度的光束相对应。与传感器相连的一台计算机记录了当球反弹时,哪些光束会阻挡球。然后,计算机向控制倾斜台的电机发送信号。一张网接住球,把它落在桌子上。然后球滚入篮中,无论是好球还是坏球。经过多次调整,将测试机器。他为三个好球和三个坏球各做了十次测试。数据显示,机器对球进行了一致和正确的分类。对于他的下一个原型,将计划缩短周期时间,并有四条平行的分拣线。那样,这台机器一小时内可以分拣4800个球!威尔希望把这个项目发展成赚钱的生意。

其他利益:威尔最喜欢的运动是网球,但他也喜欢滑水和滑雪,乒乓球长曲棍球,还有棒球。他在侦察方面很活跃,计算机俱乐部和机器人。他也是个业余杂耍演员!如果他的网球分拣机能带来盈利,威尔计划领导公司。否则,他希望从事计算机科学的事业。“我相信人工智能是一种改变游戏规则的技术,”他说。

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米希尔·尼廷·乔希,第七年级
霍华德街特许学校:萨利姆,或
Terrella-Aurora模型:用于空间探测的带电粒子屏蔽演示

米希尔·乔希·赫索特项目背景:米希尔说:“这项计划激发我的灵感是住在一个不同的星球上,并扩展到未知的领域。”2010,奥巴马总统宣布了一个大胆的计划:在20世纪30年代的某个时候将人类送上火星。SpaceX现在已经将多个火箭助推器带回地球,以便再次使用。太空旅行可能不远,米希尔意识到,但生活在火星上会带来挑战。一个问题是有害的太阳辐射,以带电粒子的形式出现。为了找到解决方案,Mihir联手约翰Madland。一起,他们寻找一种方法来偏转这些带电粒子。

策略和结果:米希尔和约翰展示了在火星表面设置的磁屏蔽可能保护地球表面的人。“然后带电粒子将从行星上偏转出去,因此创造了一个“安全区”,米希尔解释说。男孩们一起建立了一个比例模型来测试他们的想法。在模型中,真空室模拟空间。这个模型还有一个电子枪,它代表太阳发出带电粒子。要做到这一点,男孩们重新设计了一个小型变压器。他们还为电力系统使用了一个旧的霓虹灯信号变压器。代表火星及其磁场,米希尔和约翰制造了一个球体。它有两个不锈钢半球,两端都有磁铁。模型的磁屏蔽采用铝镍钴磁铁。铝镍钴是指含有铝的铁合金,镍和钴。实验表明,磁铁实际上在泪滴状区域偏转了辐射。一个更强大的磁铁可以提供更大的空间偏转,他们建议。

其他利益:“我喜欢无人机,”米希尔说。所以,“如果我选择一个职业,我会选择航空工程。“把他自己的无人机送上天空让他“参与到鸟的生活和飞行的乐趣中,”他说。音乐方面,他喜欢弹大提琴和钢琴。米希尔也在唱诗班唱歌。他经常打羽毛球,乒乓球,击剑,垒球和田径。

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Shreyas Kar第八年级
梅泽克中学:路易斯维尔,肯塔基
正确的慈善-一个基于软件的网络应用程序,为捐赠者带来同一平台上的慈善机构和接受者,并在适当的时间向适当的人捐赠和分发最需要的物品。

项目背景:2017年,飓风哈维袭击了德克萨斯州,飓风玛丽亚在波多黎各造成了广泛的破坏。史里亚斯在新闻中看到人们在受苦,但他也看到人们想帮忙。其他灾难也会发生。但是,施瑞亚斯补充说:“很多次,施里亚斯与许多慈善团体的工作人员交谈。他说:“他们帮助我了解捐赠和分配是如何运作的。”经过进一步的研究,他着手建立一个软件平台来记录人们的需求和帮助。

策略和结果:Shreyas发现了在他的应用程序中屏幕流是什么样子的。然后他为不同的慈善团体写了一些简短的故事。每个故事都有几个简短的句子来说明小组的需要。其中几个用户案例构成了他所说的积压工作。然后Shryas开始编码,并设计了应用程序的网页。他将他的应用程序连接到他用开源产品创建的数据库,在调试程序的过程中。一旦他对整个应用程序进行了编码,什里亚斯对它进行了不同场景的测试。“例如,如果捐赠者登录,他应该能够查看最需要的项目,然后将这些项目添加到捐赠推车中,”他解释说。结帐时,捐助者将为捐赠安排一次送礼。同样地,一个慈善机构可以看到有什么捐赠。应用程序将更新需求清单。Shryas已经与一些当地慈善机构共享了该应用程序供他们使用。

其他利益: 史里亚斯想成为一名数学家。“我可以做更多的数学研究,找到解决问题的新方法,”他说。也,他指出,数学在大多数科学领域都发挥着重要作用。史里亚斯喜欢数学俱乐部,电脑俱乐部,机器人学,以及科学奥林匹克。

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Asmi Kumar第八年级
西北中学:米尔顿,佐治亚州
使用Arduino和MS Azure开发一种设备来预测自闭症的崩溃

阿斯米·库马尔头像项目背景:阿斯米认识一个男孩,他的姐姐患有自闭症。自闭症包括一系列的病症。自闭症患者通常在社交能力方面有问题。他们中的许多人也有重复的行为或沟通方面的问题。虽然有些自闭症患者可以在高水平上工作和工作,其他人有更严重的问题。阿斯米知道这个男孩的姐姐有严重的残疾。有时这个女孩和其他自闭症患者会崩溃。当他们变得不知所措时,就会失去控制。阿斯米想帮忙。她的设备旨在警告人们,当其中一个崩溃可能发生的时候。带着一点警告,家庭成员和护理者可能会采取行动帮助保护某人。

策略和结果:ASMI构建并编程了一个跟踪用户心率的设备。当有人把它戴在手腕上时,该设备将数据发送到基于Web的移动程序。程序计算每分钟的节拍。它还计算额外的统计数据,处理心跳频率变化时的间隔和峰值。然后,程序将这些数据与每个用户的“正常”心率范围进行比较。如果心跳在短时间内开始加快,或者如果它们不正常地上升或下降,程序通过移动应用程序发出通知。这就警告了父母或护理者潜在的崩溃。与同行一起测试,公开数据和模拟数据表明,该装置能够准确检测和预测异常心率。阿斯米希望与大学研究人员合作,获得更多关于自闭症儿童的数据。这样她就可以继续工作来改进她的设备。

其他利益:阿斯米说:“钢琴能演奏出的音乐很优美,也很轻松。”她已经打了八年多了。她也喜欢在合唱团唱歌,和朋友打篮球。“这对任何人来说都是一个很好的娱乐活动!”她说。除此之外,阿斯米认为数学是她“最大的热情”,她经常在附近的俱乐部举办夏季数学圈。她在当地辅导其他学生。阿斯米计划成为一名计算机科学家。

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Janani Kumaran第八年级
亚伯拉罕林肯中学:盖恩斯维尔,佛罗里达州
利用蜗牛和植物生长调节剂对入侵水生植物氢化物进行综合控制(续项目:第2年)

项目背景:“生活在佛罗里达州意味着靠近淡水泉,湖泊和河流,”贾纳尼说。但该地区的水常常充满氢化物,入侵植物。它把本地植物挤在水里,干扰船只在水路上的航行。去年,Janani测试了一种蜗牛是否有助于控制水草。今年,她想知道,把这种控制和化学处理结合起来,是否能起到更大的作用。“如果我能找到一个可行的解决方案,她说:“我会帮助我的许多朋友的家人,他们住在这些受感染的湖泊和泉水周围。”

策略和结果:Janani为该项目的三个试验中的每一个收集了500个氢化物小费。第一,每个试验的植物在经过杀虫剂处理的水中生长了两周。然后,植物进入不同的盘子。每项试验都有对照组,其中植物没有得到处理来控制杂草。其他的锅只在植物中添加了蜗牛,而有些锅里只有杂草加上两种化学除草剂中的一种。前两次试验使用了一种叫Clearcast的除草剂。第三次试验增加了平底锅来测试一种名为氟利酮的除草剂。此外,每一次试验都用两种蜗牛和一种除草剂处理平底锅。当除草剂和蜗牛可以一起行动时,杂草的“显著更强的控制力”就产生了,贾纳尼报道。“如果我继续这个话题,她说:“我将看到集成控制在自然环境中是如何工作的。”

其他利益: “打网球是我的‘去’课外活动,”贾纳尼说。“通过网球,我认识了很多我不认识的了不起的人,并与他们交流。”她还游泳和跑步。贾纳尼也会弹钢琴。学校内外的活动包括4小时,艺术俱乐部和编写夏令营的女孩。贾纳尼还帮助盖恩斯维尔拯救兔子。她希望成为一名专攻精神病学的医生。她说:“我想帮助人们达到一种精神状态,使他们能够最充分地生活。”

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Gabriella Lui第八年级
探索学院:帕拉廷,伊利诺斯
利用射频识别(RFID)技术在学校环境中设计一个全自动实时存在检测安全系统

加布里埃拉·路易斯·赫德肖特项目背景:数十起校园枪击事件在美国各地造成学生伤亡。成千上万的学生因暴力而受到创伤。悲哀地,加布里埃说:“如果没有美国政治家加强枪支管制的意愿,学校枪击案是无法避免的。”然而,她仍然想提供帮助。RFID代表射频识别。这项技术将数字信息编码成“智能”标签或标签。单独的读卡器可以接收和解码数据。而且这些设备不必在对方的视线之内。加布里埃拉认为射频识别技术可以帮助在紧急情况下定位学生,这将使帮助更快到达。

策略和结果:加布里埃拉为学校设置设计了一个RFID系统,并在教室和公共汽车上对其进行了测试。“我的系统设计能够提供实时事件,”加布里埃拉说。RFID标签以无线电波的频率使用电磁能量。天线接收信号并将其发送给读卡器。当然,学生经常走动,学校环境也各不相同。健身房的天花板往往很高。教室天花板较低。校车有很多金属材料;有时可以屏蔽电磁场。Gabriella计算了每个设置需要多少天线。她还建立了一个系统来分析标签上的所有数据。她测试了不同的因素如何影响读数的准确性。然后,她测试了学生们在教室和公共汽车上走动时发生了什么。这些读数产生了数百万个数据点。加布里埃拉编写了一个应用程序来自动分析数据。该系统能够很好地跟踪每个学生的到达和离开时间以及他们的位置。

其他利益: 加布里埃拉喜欢多种音乐风格,从嘻哈到古典。她说:“弹钢琴和吉他从来不会给我带来快乐。”她也喜欢摄影和视频编辑。她说:“这是一种令人难以置信的方法,可以让人对珍贵时刻保持切实的提醒。”她的其他消遣包括做饭,绘画和高尔夫。加布里埃拉也在一家食品银行和养老院做志愿者。她对生物医学研究很感兴趣,希望成为一名医生。

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Varun Madan第八年级
湖高地预备学校:奥兰多,佛罗里达州
为了改善蜜蜂的健康状况,对喂养婴儿双歧杆菌(存在于人体肠道益生菌中)的现场试验

瓦伦·马丹·赫索特项目背景:蜜蜂作为传粉者发挥着巨大的作用。他们为农民种植的许多植物施肥,这有助于我们提供水果和蔬菜。70年前,美国有大约600万个管理蜂箱。今天只剩下不到300万人。快速下降需要停止,Varun说。否则,我们最珍视的传粉者可能会灭绝。”一位大学教授的演讲告诉他许多蜜蜂面临的免疫系统问题。瓦伦想知道,一种有益的肠道细菌的补充喂养是否能帮助蜜蜂。他决定找出答案——即使这有点不舒服。“我被叮了42次,即使是在我的肚脐里!”他说。

策略和结果:瓦伦使用了一种叫做婴儿双歧杆菌的细菌。婴儿)它有助于保持人们的消化道健康。一些研究表明,它也可能有助于免疫系统。瓦伦用高剂量和低剂量的细菌给蜜蜂喂糖溶液,每个蜂箱有两个蜂房,每个蜂房都有一个地方养蜂场。他给他的对照组第五个蜂箱喂普通糖溶液。瓦伦每两周补充一次溶液,持续6周。之后,他从每个蜂巢收集数据。他把每只蜂箱里的蛋和幼崽分为五帧。他称了每个蜂巢的蜂蜜。以设定的间隔,他计算出离开每个蜂巢的蜜蜂的数量,以便觅食,他计算了每一个蜂巢中蜜蜂和孵卵的总数。瓦伦报告说:“我们显然有一个赢家。“在四个研究参数中,低剂量喂养的蜂箱在三个方面优于高剂量和糖溶液喂养的蜂箱。”在他看来,这种细菌有潜力成为提高蜜蜂健康的有效工具。

其他利益: 瓦伦喜欢戏剧。“它教会了我创造力,耐心,他说:“在许多严格的排练和表演中,要努力工作和奉献精神。”他也在合唱团,喜欢宝莱坞舞蹈。他也会演奏一些乐器,包括钢琴,小提琴,吉他和鼓。作为一名运动员,他擅长网球和田径。瓦伦计划成为一名环境工程师。他说:“这份工作能以如此伟大的方式改变世界。”

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John Madland第七年级
莱斯利中学:萨利姆,俄勒冈
Terrella-Aurora模型:用于空间探测的带电粒子屏蔽演示

约翰·马德兰·赫索特项目背景:去年,约翰参观了美国宇航局在加利福尼亚的喷气推进实验室。“我看到了最新的火星任务飞船,”他说。这让他思考。地球被一个磁场占主导地位的大区域所包围。这就是所谓的磁层,它保护地球不受来自太阳的许多有害带电粒子的伤害。火星,相反,“磁气圈非常弱,而且它得到的辐射量确实超过了安全极限,”约翰说。火星上的任何群体都需要保护。他和米希尔·乔希联手。一起,他们的目标是在人们试图登陆火星之前解决这个问题。

策略和结果:约翰和米希尔表明,在火星表面设置一个磁屏蔽可能保护地球表面的人。“它将把有害的带电粒子从行星表面转移开,这样就形成了一个“安全区”,约翰解释说。一起,男孩们做了一个比例模型来测试他们的想法。在模型中,真空室模拟空间。这个模型还有一个电子枪,它代表太阳发出带电粒子。要做到这一点,男孩们重新设计了一个小型变压器。他们还为电力系统使用了一个旧的霓虹灯信号变压器。代表火星及其磁场,约翰和米希尔制造了一个球体。它有两个不锈钢半球,两端都有磁铁。模型的磁屏蔽采用铝镍钴磁铁。铝镍钴是指含有铝的铁合金,镍和钴。实验表明,磁铁实际上在泪滴状区域偏转了辐射。一个更强大的磁铁可以提供更大的空间偏转,他们建议。

其他利益: 约翰想成为一名电气工程师。“当我小的时候,他说:“我最喜欢的礼物是破碎的电器。从那时起,他把很多东西放在一起,比如电脑,一个焊接站,甚至还有离子发动机。然而,我不仅仅是一个电子书呆子,”约翰补充道。“我也会吹萨克斯管,还会跑越野赛和田径赛,游泳,厨师,拍电影。“他也是他家的电工,水管工和干墙专家。

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莉莲·梅福德,第八年级
滨海中学:巴拿马城海滩,佛罗里达州
乌龟草手术:探讨圣约翰草浑浊度与实验性地中海藻的关系。安德鲁湾和大泻湖

莉莲·梅德福德头像项目背景:“我们住在墨西哥湾附近的泻湖上,鱼在我们的饮食中,”莉莲说。“我选择海草项目的部分原因是健康的鱼需要健康的海草。”研究表明,龟草的叶片宽度是它健康的一个指标。莉莲想知道水的浑浊度如何影响龟草的健康。浑浊度指的是浑浊或朦胧的水,土壤径流或其他污染会增加浑浊度。莉莲把注意力集中在她家乡附近一个海湾里生长的一种特殊类型的龟草上。海湾是一个河口——河流和海洋环境之间的过渡地带。

策略和结果:莉莲从圣路易斯的四个地方采集了水样。佛罗里达州的安德鲁湾。测量浑浊度,她将小瓶中观察到的水的浑浊度与校准过的样品进行了比较。她还描述了每个地点的水的外观。莉莲说,从浑浊度最高的地方流出的水“又黑又暗”。“事实上,在那里采集样本时,我的皮肤上形成了泥渣,“那个地方靠近一座桥,集中了人类的发展,她补充说。莉莲还仔细地从她的采样点切下了1900多片龟草叶。回到家里,她统计并记录了从每个位置采集的健康叶片样本数与受损或死亡叶片样本数。她还用尺子测量每把刀片底部的宽度。她把所有的龟草数据都记录在电子表格上。然后,她比较了每个位置的平均叶片宽度和混浊度。水越浑浊,平均叶片宽度越低,莉莲发现。

其他利益: 莉莲说:“我喜欢指挥棒旋转,因为当我最终掌握了一个垂直转弯的技巧时,我会非常兴奋,充满喜悦。”她也喜欢跳舞,尤其是抒情和现代风格。她也在舞台上光彩照人。她最近在音乐剧《Seustical the Music》中扮演格特鲁德·麦克夫兹,她的其他活动包括合唱团,年鉴和学生会。莉莲希望成为一名建筑师。“建筑将凝聚我对设计的热爱,艺术和色彩,”她说。

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Amara Orth第八年级
刘易斯中央中学:理事会的虚张声势,爱荷华
蜜蜂蜂胶的化学分析:栖息地的多样性影响蜂胶的质量,蜂胶是蜜蜂蜂群的重要组成部分。

阿玛拉·奥思·赫索特项目背景:阿马拉的祖父母是商业养蜂人。她说:“我喜欢在他们的农场里观察和工作蜜蜂,并认识到它们在生态系统中的重要性。”但她担心蜜蜂。寄生虫和疾病杀死了许多蜂群,现在蜂箱比几十年前少了。这种担心导致了她的化学项目。明确地,Amara想了解更多关于蜂胶的信息,蜜蜂生产的化合物。蜜蜂用唾液和采集到的植物材料来制造这种像胶水一样的物质。“他们用蜂胶排列蜂巢,减少真菌,细菌,还有病毒感染,”她解释说。如果蜂胶的化学质量下降,蜜蜂抵抗感染的能力也是如此,她注意到.

策略和结果:阿玛拉从爱荷华州东北部五个地方的蜜蜂场收集蜂胶。卫星图像和其他在线工具让她了解每个地点的栖息地有多多样化。阿玛拉把她的样品带到大学实验室,用气相色谱-质谱法分析样品。这个过程可以识别样本中的单个化学物质。它还告诉我们每种化学物质的含量。阿玛拉在她的样品中鉴定出200多种化合物。然后,她将结果与每个采样点栖息地的相对多样性进行了比较。蜂胶来源于生境最不多样的蜂场,其总化合物含量最低。那个地方的蜂胶也没有其他蜜蜂饲养场的样本中含有的抗菌化学物质。阿玛拉希望她的工作能帮助养蜂人为他们的养蜂场选择好的地点。

其他利益:“我喜欢通过艺术来展示我的创造力,”阿玛拉说。她是学校艺术俱乐部的成员,Amara的其他兴趣还包括缝纫,烹饪,弹吉他和班卓琴。阿玛拉积极从事体育运动,包括足球,篮球,垒球,田径和摔跤。除此之外,她在家里的花蜜养蜂场帮忙,帮助当地农贸市场销售鲜花和蜂蜜。她希望有一天能成为一名动物学家。

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杰奎琳·普拉维拉,第八年级
Altamont小学:山屋,加利福尼亚
生物纤维塑料:木质纤维增强水稻生物塑料形成和拉伸强度的作用

项目背景:杰奎琳说:“我清理垃圾的工作教会了我每天产生多少垃圾。”的确,美国每年产生超过2亿吨的垃圾。去年,杰奎琳研究了一种破米生物塑料。它是用碎米淀粉做的,水,醋酸和其他材料。今年,她研究了垃圾中常见的植物基材料中的纤维如何影响塑料的形成和强度。明确地,她想测试不同类型的木质纤维素的效果,植物细胞壁的主要组成部分。它包括被称为纤维素的化合物,半纤维素,木质素。

策略和结果:

杰奎琳用三种来源的纤维制造了生物纤维塑料:纸张,棉花和玉米皮。对于每个来源,她用六种不同比例的纤维和碎米淀粉混合成一批。然后,她测试了每种类型的多个样品的强度和柔韧性。为了测试拉伸强度,杰奎琳对每个样品施力,直到它断裂。然后她将每次试验的最大力除以该样品的横截面积。杰奎琳反复弯曲每一个样品直到它变皱,以此来测试柔韧性。撕碎了。纸纤维制成的塑料在整体拉伸强度上得分最高。然而,纸张含量越高,样品越硬。塑料与棉纤维是最灵活的整体,但随着样品中棉花含量的增加,强度下降。随着样品中纤维含量的增加,玉米皮纤维塑料的强度增加。但对于所有比率来说,这显然都是僵化的。总体而言,杰奎琳认为纤维素纤维有向上循环的希望,否则会被扔掉。

其他利益:“学习武术改变了我的生活,”杰奎琳说。她目前正致力于她的二级黑带。“是的,她说,被击中会很痛,但她知道她必须坚持下去。她补充说:“这不仅限于武术。”“不管生活怎样,你必须继续前进,为了达到你的目标并在生活中取得成功,“她也喜欢在其他领域竞争,包括科学奥林匹克。杰奎琳希望成为一名环境工程师。

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Kate Quinn第六年级
圣弗朗西斯阿西西天主教学校:路易斯维尔,肯塔基
阿特拉津的神经毒性可能是帕金森病的病因

项目背景:拳击手穆罕默德·阿里是凯蒂家乡路易斯维尔的英雄,肯塔基。他死于帕金森病,或PD,这是大脑和神经系统的疾病。它影响运动,记忆和心情。凯蒂还和一个五年前得知自己得了此病的人交谈。他和大家分享了生活在震颤和其他症状中的感受。她说:“他向我展示了这种疾病是如何影响真正的人的,以及为什么重要的是要找出导致帕金森病的原因,这样我们才能阻止人们发展这种疾病。”她想知道接触阿特拉津是否会起作用。人们在农作物和草坪的除草剂中使用这种化学物质。

策略和结果:凯蒂和一种叫做扁平虫的小扁虫一起工作。她解释说,它们“有一个类似于人类神经系统的神经系统”。凯蒂给两个实验组的蠕虫注射了高剂量和低剂量的除草剂,一个对照组什么也没有。三天七天,她测量了萤火虫对强光的反应。她还测量了他们一分钟内移动的距离。一周后,她在每个培养皿里放了一点食物。她计算了每只虫子闻和吃食物的时间。除草剂减缓了测试组的行为。“它们是剂量和时间依赖性的,”凯蒂指出。然后,她给所有三组人服用了一种名为Rytary的药物。这种药物能提高大脑中一种叫做多巴胺的信号化学物质的含量。这药使所有的虫子都兴奋。当它磨损时,测试组的症状恢复。凯蒂说:“这类似于帕金森病。”

其他利益:凯蒂说:“我对成为一名神经学家很感兴趣,因为这个项目已经显示了神经系统的重要性,以及它有多容易受到损伤。”为了好玩,她演奏录音机和木琴。她也喜欢运动,包括篮球和排球。“我喜欢打排球,因为我喜欢这项运动,和我的队友一起玩很有趣,”凯蒂说。她积极参加女童子军,她还为一个帮助她所在地区难民的团体做志愿者。

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劳拉·玛丽亚·雷利·桑切斯,第八年级
圣马修天主教学校:圣安东尼奥,得克萨斯州
罗非鱼皮肤和紫外线对组织再生和伤口愈合的作用

项目背景:作为女童子军,劳拉在当地一家医院做志愿者,她去看老兵。这些人中有许多人疼痛,伤口无法愈合。这些伤口感染的风险很高。劳拉说:“这激励我去寻找帮助加快伤口愈合和组织再生的方法。”一些研究表明,紫外线可以改善伤口愈合。也叫紫外线。同样地,一些研究表明,使用罗非鱼皮肤可能有助于伤口愈合更快。劳拉决定测试这些可能性。

策略和结果:劳拉用一种叫做扁形虫的扁虫做实验。它可以在受伤后重新生长身体的某些部位,并在组织再生和愈合的各种研究中得到应用。劳拉的假设是,暴露在紫外线和罗非鱼皮肤下受伤的扁虫比其他组愈合更快。劳拉把一些扁虫分配给对照组。她还建立了一个实验组,其中有被切割的扁虫和被烧焦的扁虫。在这些群体中,她将一些扁虫暴露在罗非鱼皮肤治疗和其他亚组的紫外线下。一些扁虫接受了两种治疗。在接下来的24天里,劳拉测量了扁虫的长度,动作,和生存。她还测试了扁虫水中的碱度或酸度。她的数据表明,罗非鱼皮肤和紫外线处理的活性和再生能力相似。当她结合这两种疗法时,她说,扁虫的活动“大大改善了”。那些扁虫也长得更长。

其他利益:“这是我第十年的舞蹈,”劳拉说。她特别喜欢芭蕾舞和爵士乐。她还积极参与拉拉队,游泳,和跟踪。作为女童子军,劳拉在当地退伍军人管理医院做志愿者。她还为无家可归的妇女和儿童在收容所从事社区服务工作。劳拉打算成为一名医生。在她看来,医生“有完美的组合”,他们为病人计划治疗和护理。他们是其他专业团队的一员。他们可以做研究来促进科学发展。他们可以成为社区的领导者。

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肯尼迪·索菲亚·罗杰斯,第七年级
教堂山中学:道格拉斯维尔,佐治亚州
安全游戏:检测青少年运动中易发生脑震荡的影响

项目背景:“我热爱艺术,肯尼迪说:“我喜欢弄清楚如何使事情运转起来。”她利用这些技巧来解决青年体育界日益关注的问题。2010年至2014年,22岁以下的美国人被诊断出脑震荡的人数增加了5倍。脑震荡是由于头部受到重击造成的,这会导致大脑撞击颅骨。可能导致重伤甚至死亡。肯尼迪希望有一种方法让运动员知道一次撞击是否足以引起脑震荡。她说:“在撞击发生时知道这些信息将使运动员能够得到立即的照顾,并可能减少反复撞击造成的伤害。”

策略和结果:肯尼迪说:“我设计了一种装置的原型,这种装置可以在运动时佩戴,以帮助检测撞击。”传感器检测并记录影响。如果一次打击足够猛烈,蜂鸣器将响起,灯将亮起。要制作设备,肯尼迪用Arduino编程软件和一个lilypad纺织电路板。这是一个用导电线和织物缝合的电路板。她头戴头带的第一个设计没用,所以她改成了帽子设计。这给了她更多的空间安装传感器和其他部件。肯尼迪在董事会仍然拼凑在一起的时候为其编制了程序。然而,获取传感器,灯和蜂鸣器的所有工作都需要耐心。她解释说:“从测试的一个阶段转移到下一个阶段通常会导致一个编程部分不再工作。”经过多次调试,肯尼迪把零件缝在一顶帽子上。然后她用塑料泡沫头测试了最后的原型。设计成功了——当冲击力很大时,灯光和声音都会亮起。

其他利益:肯尼迪说:“我喜欢拍照。”她的许多镜头都是有裁剪角的特写镜头。她说:“我喜欢这种拍照方式,因为它能让你从不同的角度看到一件事。”肯尼迪的其他艺术追求包括拉小提琴和萨克斯管。她也喜欢芭蕾舞,爵士和踢踏舞,以及跑步。她计划成为一名计算机科学家。“我喜欢编码,我喜欢探索,”她说。

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宾利西姆斯,第六年级
三角洲木业中学:李登峰,密苏里州
辐射对细菌表面积的影响

项目背景:数万亿个细菌细胞在人体内和人体上安家。有些类型是有害的,会引起疾病。但是许多其他细菌帮助身体保持健康。与此同时,人们会接受多种医学测试和使用辐射的过程。其中一些过程诊断和跟踪医疗状况。一些医学治疗也使用放射治疗。到目前为止,许多研究已经研究了这些过程对人们的安全性。但很少有研究关注对人体内细菌可能产生的影响。宾利决定了解更多。“辐射暴露会通过消除有害或有益的细菌而破坏人类细菌生态系统吗?”他问。

策略和结果:本特利与一种叫做大肠杆菌的无害菌株合作,或大肠杆菌。大肠杆菌他用琼脂在培养皿中擦洗细菌。他为他的实验小组在盖子上安装了不同类型的放射性二极管。一组菜里有钋,它发出α辐射。另一组人服用锶,它发出β辐射。第三个试验组得到了一种钴。它发出伽马辐射。宾利也有一个对照组。他把密封好的盘子放在恒温箱里两周。两周后,他计算出了盘中每个菌落的表面积。他认为伽马辐射组的表面积最小。然而,这些殖民地的表面积最大。宾利也做了方差分析。三个试验组与对照组的结果无统计学差异。因此,他拒绝了他的假设。他认为用X射线机的辐射进行类似的试验会很有趣。

其他利益: 本特利是一名合格的潜水者。他说:“在水面下有一个迷人而美丽的世界,有着异常多样的动植物。”“很刺激,冒险,他还和家人到全国各地采集矿物和化石。除此之外,他喜欢驾驶无人机,学会了养蜜蜂和吹喇叭。本特利计划成为一名动物学家。

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埃斯彭斯莱特内斯第七年级
家庭学校:卡斯特罗谷,加利福尼亚
矩形k-可见性图的最小嵌入维数

项目背景:像许多小孩一样,埃斯彭喜欢玩开关来开关东西。但这并不是全部。“五岁时,他说:“当时我正在墙上玩三个连续的电灯开关,并试图通过所有23=8个开关组合,尽可能少地翻转。”“我最终发现了一种系统化的方法,一次只翻转一个开关,然后把它推广到更多的开关上。他目前的项目在一个层面上探索一种数学现象,并将其带到更高的维度。“我的研究项目是纯数学和探索驱动的,”他说。

策略和结果:Espen的项目处理矩形(k-)可见性图。如果一组中的两个平行矩形的垂直或水平边之间有另一个宽度相同的平行矩形,则它们彼此可见。(想象两张13 x 19厘米的卡片边缘之间的视线,其中有一个10 x 15厘米的矩形,宽度在两张卡片之间居中。)矩形可见性图显示了一组中两个或多个矩形之间的关系。这些和其他类型的可见性图可以作为电路板的有用模型,计算机芯片设计,还有更多。埃斯彭探索了这个概念。然后他把它扩展到更高的维度。特别地,他研究了D维矩形k可见性图的边界。这些类型的图显示一些D维数的矩形(或超矩形)。图形的轴平行边缘线不能相交超过k个矩形(或超矩形)。埃斯彭计划在一本研究杂志上发表他的一些作品。

其他利益: 埃斯彭在羽毛球运动中保持活跃,足球,追踪并穿越国家。他热爱音乐,弹大提琴和钢琴。他还喜欢街舞和交际舞。埃斯彭打算成为一名数学家。“我喜欢抽象思维和发现和证明数学真理的过程,”他说。正如他看到的那样,数学家以使世界变得更好的方式为人类知识做出贡献。

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Pratik Vangal第八年级
斯托勒中学:波特兰,俄勒冈
改善固体生物质燃料燃烧引起的急性呼吸道感染,使农村厨房有可持续发展的能力,经济有效的通风解决方案

项目背景:“世界卫生组织(世卫组织)估计,全世界约有30亿人暴露在农村厨房燃烧固体生物质燃料产生的有毒烟雾中,”普拉蒂克报告说。这种烟雾对健康构成严重威胁。的确,烟雾每年导致数百万人过早死亡,他补充说。去年他去印度的一个小村庄时,看到了一些烟雾弥漫的厨房。“妇女们抱怨呼吸不适,胸痛,长期吸烟引起的咳嗽和眼睛刺激,”普拉蒂克说。换一种更清洁的能源会有所帮助。更好的通风也能改善室内空气质量,他说。

策略和结果:普拉蒂克设计了一个低成本的通风系统,利用回收的太阳能电池和废弃电脑的冷却风扇。许多农村家庭没有其他电力供应,他说,新的太阳能电池价格昂贵。然而,数以百万计的晶圆被回收利用,由于小缺陷,每年都被丢弃或廉价出售,他指出。所以,他学会了如何再利用废弃的光伏晶片。他用旧台式电脑的零件制造了这个系统的排气扇。他把几个风扇并联起来,装到一个排气板上。一旦他把所有的东西都连接起来,他测试了系统。第一,他确保他的光伏系统能提供足够的电力。然后他用一个用纸板做的农村厨房模型进行了试验。“模拟生物燃料烟雾,我用烟火把厨房填满了煤烟,”他说。不到一分钟,系统就把厨房里的烟清除了。普拉蒂克还设计了一个软件应用程序,帮助人们了解生物质燃料的相对风险。

其他利益: 普拉蒂克希望成为一名神经学家。 他说:“人类的大脑一直吸引着我。”他喜欢弹古典钢琴音乐。他说:“这有助于理顺我的思想,使我能够更好地集中注意力。”普拉蒂克已经在童子军呆了几年,喜欢和部队一起参加户外活动。他还定期在当地一家食品银行做志愿者。他喜欢下棋,喜欢游泳,篮球,击剑和网球。

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Akshaya Venkatesh,第八年级
斯科茨代尔:斯科茨代尔,亚利桑那州
一款全新的移动应用程序,可最大限度地减少食物浪费和收获

项目背景:Akshaya的家人与邻居分享他们后院的一些收获。一些额外的水果和蔬菜也会去她当地的寺庙。但她看到有多少人浪费了他们的食物。“根据2016年EPA的一项研究,美国每年扔掉超过3800万吨的食品。这个数字包括许多变质的农产品。考虑到这一点,她开始设计一个电话应用程序,帮助当地的食品银行获取多余的食物。Akshaya希望这个应用程序能帮助防止多余的农产品被浪费。

策略和结果:Akshaya的应用程序允许用户列出他们拥有的产品类型,他们的地址,以及其他信息。当当地一家食品公司的人登录时,那个人可以看到哪里有捐赠。然后,该组织可以将其工作人员或志愿者送到每个取货点收集农产品。为了开发应用程序,Akshaya在一个称为Xcode的编程环境中工作。她用一种叫做目标C的编程语言创建了她的应用程序。她还使用了各种其他工具,包括可可触摸框架,AWS云Web服务,以及用于数据存储的MySQL。然后,她与她所在地区的一个非盈利食品救援小组达成协议,收集应用程序上列出的食品捐赠。家庭,朋友和邻居同意列出初步测试的捐款。现场试验效果很好。“通过使用我的应用程序,她说:“该组织可以派人去收割和采摘水果和蔬菜,分发给需要的人。”她希望扩大这个应用程序的规模,使其得到更广泛的应用。

其他利益: Akshaya自愿把自己的时间从友好的邻居的院子里收集水果,用于当地难民营和其他需要帮助的人。她还向她所在地区的难民传授编码技能。“我最喜欢跳舞和唱歌,”她说,尤其是印度古典舞,印度古典歌曲,还有美国歌曲。她拉小提琴,参加网球比赛,游泳和体操。她想成为一名生物化学家。阿卡沙亚说:“了解构成你身体和生活的东西对我来说一直都很有趣。”

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Leo Wylonis第八年级
Tredyffrin东城中学:Berwyn,宾夕法尼亚
“让飞机再次伟大”:通过新型聚合物人工肌肉执行器优化和控制飞机机翼形状和飞行效率

项目背景:当利奥还小的时候,他经常在纸飞机上试验机翼襟翼和升降舵。不同的调整可以使飞机飞得更好。去年,他读到有关聚合物人工肌肉(PAM)的文章。聚合物是更小的链,重复的化学单位。许多塑料是聚合物。“聚合物人工肌肉在加热时收缩,而且有很高的强度重量比,”利奥说。他想知道他是否能用这种变形材料来控制飞机的机翼。内部的PAM执行器会使机翼后缘向下或向上弯曲。如果效果良好,这个装置可能导致更轻,更省油的飞机。

策略和结果:利奥用聚合物人造肌肉制造了一个飞机机翼执行器,这是控制机翼运动的部分。聚合物肌肉周围包裹着一根加热丝。该设备也有碳纤维棒和一个利奥用3D打印制成的外壳。此外,他设计并建造了一架遥控模型飞机。利奥的装置让人造肌肉移动一根连接模型飞机机翼外肋的杆。他还将传感器放在机翼上,以便在试飞期间收集数据。这些数据让他分析了对升力和阻力的影响。此外,利奥拍摄了他的试飞视频。他说:“我能看到机翼扭转设计的真实效果。”他知道,在这个概念应用于商用飞机之前,必须进行更多的研究和工程设计,但是他觉得他的项目是一个好的开始。“使用新的设计飞机的效率可以在不同的飞行阶段控制,”利奥说。

其他利益: 利奥说:“我对成为一名机械工程师最感兴趣,因为我一直喜欢用手工作。”他弹钢琴和法国号。他也在宾夕法尼亚州的公园里做义工。利奥说:“我真的很喜欢在当地的尼卡车队里进行山地自行车比赛。他为自己在本赛季提高了比赛成绩而自豪,他很高兴能利用自己的机械技术帮助队友修理和调整自行车。

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Gary Zhan第八年级
贝尔河特许学校:洛根,犹他
更冷,冷休克诱导启动子对靛蓝素生产的显著促进作用

项目背景:“我最好的朋友对任何含有合成染料的东西都过敏,”加里说。那些染料是玩具里的,衣服,食物,饮料,我们大多数人每天都使用纸张和其他产品。一种叫做蓝色1的染料对加里的朋友和其他人来说特别有问题。一种天然的替代品叫做靛蓝。细菌可以做到,它有一个明亮的蓝色。然而,靛蓝对于工业应用来说仍然太贵了,”加里说。他的项目旨在使这个过程更有效地降低成本。策略:让细菌用同样的资源做更多的工作。

策略和结果:当细菌开始制造蓝色染料靛蓝时,加里修补了如何触发。质粒是双链DNA的环,或脱氧核糖核酸。在较长的DNA染色体中,质粒DNA上的氨基酸拼出了一个遗传密码。在这种情况下,部分代码告诉细胞制造染料。但必须有某种东西触发这个过程。这是通过一个叫做启动子的DNA序列完成的。不幸的是,目前使用的启动程序往往工作太早。它告诉细胞在温热条件下生长时制造染料。但是染料分子只有在温度较低时才能正常折叠,所以早期的启动会浪费一些电池的能量和资源。相反,加里在质粒中引入了一个不同的启动子。然后他把它插入细菌中,并测试了他的新工艺。加里的新系统在18摄氏度(64华氏度)下工作得最好。与目前的方法相比,它将染料的产量提高了约28%。

其他利益: 加里从五岁起就开始弹钢琴。他说:“钢琴能让我通过音乐表达我的感受,而且每次都能让我讲不同的故事。”他还弹吉他,在合唱团唱歌。对于运动,加里喜欢足球,网球和游泳。他还在他所在地区的一个辅助生活社区做志愿者。“我希望将来成为一名合成生物学家,”他说。

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