Описание задач «Научного Хакатона»

SCI HACKATHONCHALLENGES

/ ИНФОРМАЦИЯ SCIHACKATHON

Мероприятие, которое помогает решить научные задачи с помощью it технологий.

2 - 4 ИЮНЯДАТА

г. Минск, Парк Высоких Технологий, Купревича 1/5МЕСТО

ФОРМАТ ПРЕЗЕНТАЦИЯ РЕГИСТРАЦИЯ

ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕЛОВЕКА ПОСРЕДСТВОМ АНАЛИЗА ОТРАЖЕННЫХ СИГНАЛОВ WIFI.RF-capture оценка теплообмена человека посредством анализа отраженных CВЧ сигналов wifi.

ЗАДАЧА (ПОЛНЫЙ ТЕКСТ):

Суть известной технологии RF Capture в том, что радиосигналы, изучаемые источником СВЧ (роутер, точка доступа и т.п.), отражаются от фрагментов тела (тел) в режиме реального времени, обрабатываются программой и формируются на экране монитора в образе, внешние характеристики которого соответствуют характеристикам реального образа человека или группы людей. В отличие от альтернативных методов визуализации человека, в которых используются рентгеновские лучи, свет, терагерцевое излучение и миллиметровые волны, технология RF-Capture использует в работе волны низких частот (5,46-7,24 ГГц), способные проходить сквозь стены. Процесс сканирования пространства за стеной состоит из двух последовательных этапов. Первый этап предполагает регистрацию сигналов, отраженных от всех элементов контролируемого объема помещения, включая человеческое тело, осуществляемую размещенным в углу помещения где ведется «съемка» фазированным 2D-массивом (60х18 см) на 16-ти приемных и 4-х передающих элементах. На втором этапе отслеживаются изменения выделенного и просуммированного полезного сигнала вследствие перемещения объекта. Как нетрудно заметить, диапазон волн, используемый в технологии очень близок к диапазону волн, используемому бытовыми wifi-роутерами и точками доступа диапазона 5 ГГц (5150 –5825 MHz), что наталкивает на мысль об адаптации методологии RF-capture для устройств бытового сектора и применение в медицине, ветеринарии и т.д.

ЗАДАЧА 3МЕДИЦИНА

ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕЛОВЕКА ПОСРЕДСТВОМ АНАЛИЗА ОТРАЖЕННЫХ СИГНАЛОВ WIFI.


Сергей Бесарабнаучный сотрудник Института общей и неорганической химии НАН Беларуси, научный сотрудник РНПЦ детской хирургии.

АВТОР:

[email protected]

ИЩЕМ (НАВЫКИ):

инженер-электронщик (физик) с навыками низкоуровнего программирования; программист (программирование интерфейсов, WLAN), радиоинженер-антенщик (навыки проектирования, создания антенн и радиопередающих устройств).

ПРИМЕРЫ/АНАЛОГИ:

1) http://groups.csail.mit.edu/netmit/wordpress/publications/publications/2)http://evercare.ru/mit-radio-technologies3)http://bgr.com/2016/08/22/freesense-wi-fi-router-indoor-tracking/4)https://motherboard.vice.com/en_us/article/wifi-signals-can-id-individuals-by-body-shape5)https://www.youtube.com/watch?v=7LTr02cJkiA6)http://eqradio.csail.mit.edu/files/eqradio-paper.pdf

ТРЕНАЖЁР РАВНОВЕСИЯ ДЛЯ СМАРТФОНАРазработать стабилометрический комплекс для смартфона, который использует его сенсоры или сенсоры других вспомогательных устройств и специальное программное обеспечение для оценки перемещений тела человека в пространстве. Результаты измерений и(или) их отклонение от целевых значений должны наглядно представляться пользователю в ходе выполнения различных упражнений и игр, с целью обеспечения биологической обратной связи при проведении тренировок.


Гиподинамия (малоподвижный образ жизни) предрасполагает к тому, что человек мало пользуется вестибулярным аппаратом и суставно-мышечным чувством, но, к счастью, продолжает активно пользоваться зрением и слухом. Идея состоит в том, чтобы заинтересовать человека через интерактивное взаимодействие со стабилометрическим комплексом выполнять различные упражнения, играть в игры, заставив тем самым работать множество систем человека, ответственных за поддержание равновесия (зрительную, соматосенсорную, вестибулярную, опорно-двигательный аппарат, и др.). Соответственно, наглядное представление информации лучше всего осуществлять в визуальном, звуковом или сочетанном виде. Такое программное обеспечение должно решать следующие задачи:1) Обеспечивать создание индивидуальной программы тренировок.2) Обеспечивать измерение смещений тела человека по данным сенсоров смартфона (акселерометра и гироскопа, видеокамеры, возможно, других), либо использовать для этих целей разработанное в рамках данной задачи вспомогательное оборудование.3) Оценивать соответствие результатов измерений программе тренировок.4) Наглядно показывать пользователю смещения его тела и(или) подавать сигналы,указывающие на ошибки. Это может быть реализовано как в виде простейших диаграмм извуковых сигналов, так и, при возможности, в виде игровой среды.


ТРЕНАЖЁР РАВНОВЕСИЯ ДЛЯ СМАРТФОНА

ЗАДАЧА 4

Гурский Иван Сергеевичнаучный сотрудник, РНПЦ неврологии и нейрохирургии

АВТОР:

[email protected]


1. Mike van Diest, Claudine JC Lamoth, Jan Stegenga, Gijsbertus J Verkerke, and Klaas Postema. Exergaming for balance training of elderly: state of the art and future developments. J Neuroeng Rehabil. 2013;10: 101.2. Лихачев, С. А. Аппаратно-программный комплекс биологической обратной связи для коррекции нарушений позы и равновесия / С. А. Лихачев, В. В. Ващилин, И. С. Гурский, И. П. Марьенко // Медэлектроника – 2015. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии : сборник научных статей IX Международная научно-техническая конференция (Минск, 4 – 5 декабря 2015 г.). – Минск : БГУИР, 2015. – С. 173 – 175. https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/10791


программирование для мобильных устройств (Android, iOS); программирование приложений реального времени для мобильных устройств (Android, iOS

Помимо смартфона и специального программного обеспечения, в состав стабилометрического комплекса может входить и другое вспомогательное оборудование, отвечающее целям проекта. Такое оборудование может само по себе являться объектом разработки, либо в качестве него могут использоваться уже существующие на рынке решения.

МЕДИЦИНА

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПО+НЕЙРОГАДЖЕТЫ Метод биологической обратной связи (БОС) - это аппаратный метод лечения функциональных нарушений без внешнего воздействия: любым параметром своего тела можно управлять самостоятельно, зная его текущие значения. БОС - Это по сути модернизированный вид медитации, применяя который, можно перескочить ступеньку длительной тренировки чувствительности, которую заменяют датчики и монитор, и сразу перейти к управлению организмом. Данный метод позволяет успешно бороться с широким кругом функциональных нарушений, таких как: артериальная гипертензия, бессонница, СДВГ, панические атаки, фобии, депрессия, головная боль напряжения и боль в спине, эпилепсия, астма и другие расстройства. Также можно тренировать особо эффективные состояния: транс, глубокое расслабление, состояние потока, повышенную концентрацию. Сегодня на рынке представлен внушительный список подобной аппаратуры. Однако как правило она представляет собой сложный, стационарный и дорогостоящий комплекс, требующий навыка специалиста, либо очень простые нейрогаджеты, которые предлагают лишь проработку навыков концентрации и расслабления.Мы хотим поднять уровень нейрогарнитур до профессионального, т.о. отпадает необходимость посещать кабинет невролога, а сама технология оказывается доступной сразу большому кругу пациентов. Для этого нам нужно спроектировать 3D-модель гарнитуры (предположительно на основе OpenBCI), разработать программное обеспечение для пациента и врача-консультанта, которое бы позволяло преобразовывать сигнал в графики и аудио, корректировать программу тренировок, собирать статистику для научных исследований и давать консультации в режиме онлайн.


БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПО+НЕЙРОГАДЖЕТЫ ПРИМЕРЫ/АНАЛОГИ:

Вы одеваете энцефалограф, подключаете его к смартфону и запускаете выбранный тренинг, например, высокопродуктивного альфа-состояния. То, насколько правильно вы настраиваете свой мозг, вы определяете по графикам, качеству звучания музыки и воспроизведения видео.Кого ищем?Нам нужны программисты (Java, Python и др), графические и 3D-дизайнеры, UX-специалисты, сценаристы игр и др, кто заинтересован в раскачке возможностей человеческого мозга.

СТАТЬЯ:https://drive.google.com/open?id=0B-yMZjEcFX74TWtUVnNNaXIxR28

ЗАДАЧА 5

Капская Яна нейрофизиолог

АВТОРЫ:

[email protected]

Ремов Максимнейрофизиолог

[email protected]

Сокол Андрейврач

[email protected]

МЕДИЦИНА

ДАТЧИК КАЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА И КОНТРОЛЯ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССОВ Погружной датчик-анализатор (комбинация испускающего и принимающего элемента) позволяющий определить степень завершенности (достижения определенного равновесия) процессов, протекающих в жидких средах (в базовой версии - в воде). Принцип работы основывается на испускании широкого спектра излучения (оптимальный вариант-комбинация УФ, видимой области, ИК-области (200-800 нм + 2,5-25 мкм)) и анализа изменения излучения взаимодействующего со средой во времени. Признаком завершения процесса в анализируемой среде является неизменность анализируемого излучения во времени в пределах некоторой погрешности. Мобильное приложение для управления датчиком и анализа результатов полученных измерений.


В процессе свой деятельности у химика возникает необходимость определить, когда закончился тот или иной химический или физический процесс, для того, что бы завершить проведение опыта. Существуют значительное количество методов сделать это, обычно они включают в себя рутинные и утомительные операции или же достаточно дорогостоящее оборудование. В частности, проводятся анализы, основанные на изучении взаимодействия различных типов излучения с веществом, т.е. через спектральный анализ. Предлагается разработать недорогую версию погружного датчика-анализатора, позволяющего методом комбинированного спектрального анализа без длительной подготовки осуществлять анализ протекания процессов в жидкой среде и мобильное приложение для управления датчиком и анализа полученных от датчика результатов. Датчик (комбинация испускающего и принимающего излучение элементов) должен одновременно испускать и принимать излучение заданного волнового диапазона и иметь функцию работы в импульсном режиме. Конечный пользователь должен иметь возможность получать информацию о состоянии системы как в развернутом (для специалистов и интересующихся), так и в кратком виде.

ЗАДАЧА 6ХИМИЯ

ДАТЧИК КАЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА И КОНТРОЛЯ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССОВ Подобный спектрометрический «комбайн» не только позволит упростить ряд рутинных операций для ученых и инженеров, но в перспективе сделает спектральные методы анализа в жидких средах доступными широкому кругу пользователей. Это может быть полезным в образовательных целях, для контроля процессов ферментации в быту и в производстве (в частности, через создание паттернов ответных сигналов): при производстве вина, пива, органических удобрений, анализе качества экстракции (приготовлении экстрактов трав, домашней парфюмерии), для определения чистоты воды в зонах с проблемным водоснабжением. Необходимо спроектировать и создать прототип датчика и программное обеспечение для него, позволяющее выводить результаты анализа на смартфон (или планшет) пользователя. Качество работы датчика и приложения будет апробировано в тестовых условиях при заварке чая и на модельной цветной химической реакции. Соответствующее приложение должно осуществлять контроль работы датчика (режим работы –импульсный или непрерывный, контроль диапазонов излучения и поглощения), анализировать поступающее излучение, строить график зависимости хода процесса (например заварки чая) от времени, базируясь на различных длинах волны и их комбинации, осуществлять съём и хранение “отпечатков” данных (по желанию пользователя), иметь возможность выводить сохраненные данные параллельно получаемым, анализировать сходство отдельных “отпечатков”, высчитывать время протекания процессов (аппроксимация завершения).


ДАТЧИК КАЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА И КОНТРОЛЯ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПРИМЕРЫ/АНАЛОГИ:

http://www.mt.com/in/en/home/products/L1_AutochemProducts/ReactIR.html


Инженеры и программисты, имеющие представление о физике электромагнитного излучения или желающие поработать в области, связанной со спектроскопическими методами анализа. Другие ученые также приветствуются :)


Клецков Алексейнаучный сотрудник Институт физико-органической химии НАН Беларуси

АВТОР:

[email protected]

PSYCHOPHARMACOGEN Сервис, корректирующий медицинское заключение врача на основании генетических данных пациента (пока что только для психиатрии). Впоследствии использование сервиса можно масштабировать на любую медицинскую область (кардиология, гастроэнтерология, онкология и др.), в которой применяются лекарства, действие которых зависит от генетических особенностей. Т.Е. должна быть возможность добавлять новые лекарственные препараты и эффекты взаимодействия различных классов препаратов.

Мобильное приложение, предназначенное для пациентов, имеющее доступ к генетическим данным пациента и выдающее ему информацию о влиянии его генотипа на то или иное лекарственное средство.


Генетические факторы влияют на эффективность примерно 80% всех существующих лекарств, в том числе лекарств, применяющихся в психиатрии. Зная определенные мутации, имеющиеся в ДНК пациента, можно спрогнозировать будет ли эффективно применение лекарственного средства, можно ли назначать определенные препараты совместно, с какой дозировки лучше начинать лечение, чтобы максимально быстро добиться ремиссии заболевания, а также избежать серьезных побочных эффектов, которые могут привести к инвалидизации или даже смерти.

Мы, команда высококвалифицированных ученых и врачей психиатров-наркологов, на протяжении 3-х лет проводили исследования в области фармакогенетики в психиатрии. Мы разработали алгоритм назначения лекарственных препаратов и выбора стратегии лечения на основе генетических данных.

ЗАДАЧА 7ФАРМАКОГЕНЕТИКА

PSYCHOPHARMACOGEN Необходимо разработать электронный сервис, который бы смог переводить генетические данные в медицинские заключения для врачей (пока что только психиатров). Впоследствии содержимое сервиса можно масштабировать на любую медицинскую область (кардиология, гастроэнтерология, онкология и др.), в которой применяются лекарства, действие которых зависит от генетических особенностей. Т.Е. должна быть возможность добавлять новые лекарственные препараты и эффекты взаимодействия различных классов препаратов.

На сегодняшний день почти каждый человек принимает те или иные лекарства. В свете того, что действие многих лекарств зависит от генетических данных, видится полезным такое мобильное приложение, которое бы имея доступ к генетическим данным пользователя, позволяло ему:- проверить, зависит ли эффективность назначенного ему лекарства от генетических особенностей и стоит ли обратится за консультацией для подбора дозировки к врачу- в случае приема нескольких лекарств проверить, могут ли возникнуть неблагоприятные взаимодействия между принимаемыми лекарствами.- сгенерировать QR код с генетическими данными пациента, который можно к примеру считать в условиях когда человек нуждается в неотложной медицинской помощи (можно наносить на жетон, пластиковую карту и т.п.)- получить информацию, где можно проконсультироваться с врачом-специалистом, умеющим работать с генетическими данными- найти интересующее лекарство (синхронизация с аптечными сервисами )


PSYCHOPHARMACOGEN ПРИМЕРЫ/АНАЛОГИ:

Неполными аналогами могут быть сервисы по интерпертации генетических данных типа 23andMe (23andme.com), Promethease (https://promethease.com)Однако эти сервисы не выдают медицинских заключений, не имеют медицинской значимости, информация не регламентирована Минздравом и не понятна для врачей.


Программист(ы), способный(ые): - организовать клиент-серверное приложение для обработки данных на сервере и доступа к отчетам с клиентских web и мобильных приложений - организовать хранение и обработку данных, с учетом сложных правил выборки и сопоставления данных - создать пользовательский интерфейс для генерации отчетов, согласно заданным выборкам - организовать экспорт результатов в формат pdf

Android, iOS разработчикмедицинские работники, врачи


Гайдукевич Ирина ведущий биохимик, Центр молекулярного и структурногоанализа Институт биоорганической химии НАН Беларуси

АВТОР:

[email protected]

Голубева Татьянак.б.н., ведущий научный сотрудник отдела психических и поведенческих расстройств, Республиканский научно-практический центр психического здоровья

[email protected]

NEUROTRACKERЗАДАЧА 8МЕДИЦИНА

(Нейротрекер бытовой персонализированный) - комплекс для регистрации функционального состояния ЦНС (запись электроэнцефалограммы - ЭЭГ), персонификации полученных данных и персонализированного анализа биоэлектрической активности (БЭА) головного мозга (ГМ) человека при различных физиологических (сон-бодрствование, концентрация – релаксация), психо – эмоциональных (страх-спокойствие, радость – грусть и т.д) и патологических (потеря сознания, эпилептический или псевдоэпилептический припадок) и др.

ЗАДАЧА

Нейротрекер включает в себя три модуля, которые необходимо разработать:

1. Нейрогарнитура для бытовой регистрации частотно – амплитудных характеристик с четко определенных областей головы (регулярная ежедневная, еженедельная кратковременная запись ЭЭГ – индекс пароксизмальности, степень диффузных нарушений, картирование),

«Кнопка пациента» - меню быстрого доступа на мобильном телефоне или отдельный гаджет для пациента, позволяющее отмечать начало и конец временных отрезков, сопровождающихся каким – либо клиническим проявлением (состояние релаксации – концентрации, эпилептический припадок, эмоция и т.д.) с последующей отдельной интерпретацией Б.Э.А. ГМ в этот временной промежуток (есть ли изменения функционального состояния ГМ в момент пароксизма, какие? По каким параметрам отличается ЭЭГ в момент пароксизма от фоновой.

2. Адаптивный нейроинтерфейс - программу регистрации функционального состояния БЭА ГМ методом ЭЭГ с широким набором методов математической обработки и автоматического анализа записи.

3. Единая база данных электроэнцефалограмм



1. Нейрогарнитура, предназначенная для регистрации частотно – амплитудных характеристик с четко определенных областей головы, должна представлять собой эластичный шлем, регулирующийся по размеру, закрепляемый на голове на время от 10 мин – до суток; должна включать в себя набор датчиков, крепящихся в определенных точках, в произвольном количестве, необходимом для регистрации и анализа заданных параметров (изменений).Необходимо обеспечить следующие характеристики нейрогарнитуры:-качество получаемых сигналов (в т.ч. при длительной записи);- стабильность крепления;- соответствие расположения датчиков четко определенным точкам приложения на голове (согласно схеме 10/20);-возможность регулировки шлема под размер головы; -возможность индивидуальной комплектации количеством и местами расположения датчиков в соответствии с целевым направлением использования полученных данных;-простота наложения шлема, фиксации датчиков;-удобство при длительной регистрации (сна)

2. Адаптивный нейроинтерфейс – программа (приложение) учета полученных данных, с возможностью доступного анализа по заданным параметрам, с учетом дополнительно индивидуально задаваемых параметров (биометрических физиологических эмоционально – психологических). Нейроинтерфейс должен обладать следующим возможностями и характеристиками:- качественная запись, фильтрация данных от помех;- автоматический анализатор для первичной обработки, группировки данных по признакам, - возможность математической обработки данных с помощью спектрального, периодометрического, когерентного анализа;- статистическая обработка данных по заданным параметрам- возможность индивидуализации полученных данных по заданным пользователем параметрам записи в зависимости от целей применения (выработки индивидуальных норм).


3. Единая база данных ЭЭГ - систематизированная и упорядоченная числовая информация по каждому индивидуально задаваемому пользователем параметру в определенный момент времени (в определенном состоянии).

Для внесения пользователем персональных данных в базу необходимо обеспечить:- возможность вносить индивидуальные параметры пользователя (биометрические (пол, возраст), физиологические (АД, ЧСС, температура тела) эмоционально – психологические (чувства, эмоции)).- импорт файлов, записанных на другом ПО (конвертации данных). - автоматическую обработку данных по задаваемым критериям (с целью улучшения индивидуализации под конкретного пользователя, совершенствования ПО, выработки индивидуальных и групповых закономерностей между показателями Б.Э.А. и исследуемым признаком).- преодоление неспецифичности и вариабельности ЭЭГ путем формирования базы персонифицированных данных (чем чаще и дольше снимает ЭЭГ, тем она точнее отражает персональные значения различных состояний. (физиологических и патологических (пароксизмальных, сопровождающихся психо – эмоциональными и неврологическими изменениями).



Sleep Shepherd Blue Neurosky MindwaveMacrotellect.BrainLink.Компания Interaxon (CANADA).Компания Emotiv. Нейроинтер-фейс, BCI (Интерфейс мозг-компьютер) Epoc.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПО СРАВНЕНИЮ С АНАЛОГАМИ:Схема наложения электродов и монтажные схемы унифицированы с уже широко применяемыми в медицинской и научной практике в отделениях функциональной диагностики и при проведении научных работ. Имеются большие базы данных конкретных индивидуальных пользователей (люди, которые уже болеют и им необходим тот или иной протокол контроля ФС БЭА ГМ).В зависимости от потребностей пользователя (на предмет чего мониторимся?) можно использовать от 7 электродов (Fp 1, Fp 2, О1, О2 ; 2 Ref, 1 (2) земля). Оценка сон – бодрствование; релаксация – концентрация до 19 электродов (16 отведений; 2 Ref, 1 (2) земля). Максимально приближенный к полноценному клиническому мониторингу ЭЭГ с возможности обработки сигнала согласно разработанным критериям определения компьютерных патологических признаков на ЭЭГ при формировании, в развитии и при состояниях клинической ремиссии. (перспектива – телемедицина по ЭЭГ, удаленные консультации для лечения вопроса о дообследовании)


Королевич Павел научный сотрудник отдела психических и поведенческих расстройств РНПЦ психического - здоровья. Врач - психиатр - нарколог, врач функциональной диагностики (нейрофизиолог)

АВТОРЫ:

[email protected]

Марчук Сергей научный сотрудник отдела психических и поведенческих расстройств РНПЦ психического - здоровья. Врач - психиатр - нарколог, врач функциональной диагностики (нейрофизиолог).

Гайдукевич Иринанаучный сотрудник, Институт биоорганической химии НАН Беларуси

Клюев АндрейАссистент кафедры экологии БГУИР. Инженер – радиоэлектроник, специальность: медицинская электроника


Конструктор, разработчик ПО, программист, и других специалистов, способных оказать адекватную консультацию по теме задачи =)

ГИПЕРСПЕКТР В КАЖДЫЙ ДОМЗАДАЧА 9

Создание гиперспектрального анализатора на базе смартфона (камера+вспышка+экран). Разработка концепции/устройства, позволяющего получать гиперспектральные снимки с помощью обычного смартфона и анализировать их.


При гиперспектральном формировании изображений, как и при спектральном формировании изображений, собирается и обрабатывается информация со всего электромагнитного спектра. Человеческий глаз видит свет в трех диапазонах (красный, зеленый и синий), тогда как спектральное формирование изображения делит спектр на большее количество диапазонов. Этот метод деления изображения на полосы может быть использован и за пределами видимого диапазона. Некоторые объекты оставляют уникальные «отпечатки» во всем диапазоне электромагнитного спектра. Эти отпечатки -спектральные особенности вещества, по которым можно распознать материалы, входящие в исследуемый объект. Гиперспектральную съемку следует отличать от мультиспектральной. Различать гипер-и мульти-спектральные изображения можно по числу спектральных полос или по типу измерения, которым получено изображение.При мультиспектральном способе получение изображений происходит дискретно и с созданием нескольких изображений. Мультиспектральное получение изображений происходит по типу цветной фотографии. Такая камера охватывает спектр от видимого до длинноволновой инфракрасной области спектра. При гиперспектральной обработке происходит визуализация узких спектральных линий

МЕДИЦИНА

ГИПЕРСПЕКТР В КАЖДЫЙ ДОМЗАДАЧА 9МЕДИЦИНА


АВТОР:

[email protected]


инженер-электронщик (физик, оптика) с навыками низкоуровнего программирования; программист (программирование интерфейсов, графический анализ, распознавание изображений), программист (Android/iOS API, работа с камерой)


1)https://www.youtube.com/watch?v=F38H2ZG9MXE2)Мультиспектральный анализ изображений зеленых растений для идентификации стрессовых состояний / Золотарева Е.Ю., Зотин А.Г., Тихомирова А.А. /Актуальные проблемы авиации и космонавтики, в. 8, том 1, 20123) https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2014/march/hyperspectral-image-data.html4) https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161124081556.htm

FIRST-EAT-THEN-FITЗАДАЧА 10ГЕНЕТИКА

Приложение (надстройка для других приложений) позволяющее оценить необходимую физическую нагрузку для расходования калорий потребляемой пищи с учетом генетических данных

ЗАДАЧА:

Необходимо разработать такое приложение, которое бы оценивало калорийность потребляемой пищи по фотографии и осуществляло расчет физической нагрузки (сколько километров пройти/пробежать, сколько раз присесть) на основе генетических данных пользователя.


Многие люди сейчас активно следуют принципам ЗОЖ, следят за своей физической активностью. А еще все люди кушают (дома, в кафе, ресторанах, перекусывают фастфудом). И практически всех мучает вопрос перед тем как сьесть что-нибудь вкусное - какова стоимость расплаты? Какую физическую нагрузку необходимо будет принять после еды, чтобы полученные калории не запасались в жировых отложениях =) Уже известно, что жировой и углеводный обмен в большой степени обусловлен генетическими факторами. И в зависимости от каждого конкретного генотипа можно предположить тот или иной обьем необходимой физической нагрузки.

Необходимо разработать такое приложение, которое бы оценивало калорийность потребляемой пищи по фотографии и осуществляло расчет физической нагрузки (сколько километров пройти/пробежать, сколько раз присесть) на основе генетических данных пользователя.

(Впоследствии можно ввести такой тренд - печатать QR-код или другой какой-нибудь код напротив каждого пункта меню).

FIRST-EAT-THEN-FITЗАДАЧА 10ГЕНЕТИКА


Неполные аналоги - приложения, которые распознают еду по фотографии, считают калорийность еды, дают рекомендации по физическим нагрузкам, но без учета генетических данных. Есть также приложения, которые просто дают рекомендации по физическим нагрузкам и питанию в зависимости от генотипа, однако они не учитывают что ты хочешь скушать прямо сейчас=)


Android и iOS разработчик, активные пользователи фитнес-приложениями

Гайдукевич Ирина ведущий биохимик, Центр молекулярного и структурногоанализа Институт биоорганической химии НАН Беларуси

АВТОР:

[email protected]

Ольга Рудавскаямладший научный сотрудник,Институт биоорганической химии НАН Беларуси

[email protected]

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СИНТЕЗА ИСКУССТВЕННЫХ ГЕНОВ (АССИГ)

ЗАДАЧА 11ГЕНЕТИКА

ЗАДАЧА:

Синтез искусственных генов (СИГ, ДНК-принтинг) – комплекс химических, биологических и физических методов, предназначенный для получения протяженных молекул ДНК (генов) и последующего использования при решении многих задач биотехнологии и медицины, включая получение терапевтически значимых белков и рекомбинантных вакцин, направленную инженерию белковых молекул, генотерапию, метаболическую инженерию.

ЦЕЛЬ

Создать полностью автоматизированную систему синтеза искусственных генов с возможностью масштабирования до Lab-on-Chip системы, что повлечет существенное снижение стоимости синтеза генов de novo.


Создать автоматизированную систему синтеза искусственных генов (АССИГ), включающую аппаратную платформу (оборудование для комбинаторного синтеза), embedded-систему управления (одноплатный компьютер+аппаратный-интерфейс) и web-приложение.

Аппаратная платформа АССИГ подразумевает энзиматический синтез целых генов на основе предварительно синтезированных методами твердофазного синтеза фрагментов ДНК и должна предусматривать возможность масштабирования до Lab-on-chip системы.



ПРОГРАММНАЯ ЧАСТЬ ДОЛЖНА:

• осуществлять оптимизацию генетического кода с учетом генетических особенностей вида, для которого этот ген планируется использовать;

• обеспечивать правильность разбиения гена на относительно короткие олигонуклеотидные фрагменты;

• осуществлять оптимизацию процесса синтеза с целью экономии реагентов и времени;• обеспечивать возможность удаленного управления и мониторинга состояния системы.

ОСНОВНЫЕ МОДУЛИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ АССИГ:

1. Редактор и дизайнер нуклеотидной последовательности гена (не требует доступа к оборудованию);2. Оптимизатор программы синтеза (не требует доступа к оборудованию);3. Редактор функций (не требует доступа к оборудованию);4. Редактор синтетических циклов (не требует доступа к оборудованию);5. Редактор метода синтеза (не требует доступа к оборудованию);6. Диагностика узлов оборудования (работа с оборудованием);7. Прямое управление отдельными узлами оборудования (работа с оборудованием);8. Системный монитор (работа с оборудованием



ИЩЕМ (НАВЫКИ)

Заинтересованные в реализации проекта квалифицированные программисты, web-разработчики, дизайнеры.

Янцевич Алексейнаучный сотрудник, Институт биоорганической химии НАН Беларуси

АВТОРЫ:

[email protected]

Диченко Ярославнаучный сотрудник, Институт биоорганической химии НАН Беларуси

[email protected]

«ХАНАМИ» РАСПОЗНАВАНИЕ РАСТЕНИЙ ДЛЯ ВЫБОРКИ СЕМЯН ЛУЧШЕГО КАЧЕСТВА


ОСНОВНЫЕ МОДУЛИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ:

В гетерозисной гибридной селекции перекрестноопыляемых овощных культур важно выделение исходных растений для материнского компонента будущего гибрида. Если цветки мелкие, для большой выборки в полевых условиях сделать это трудно. Предлагается использовать возможности камеры мобильного телефона и мгновенного анализа имиджа для моментального отбора

цель - высокоэффективный отбор мужских стерильных форм растений для получения семян лучшего качества.

задачи:

1. определить полиморфизм (создать базу имеющихся фенотипов путем микрофотографий с помощью мобильной камеры).

2. с помощью програмного обеспечения, созданного Хакатоном, выделить образцы с признаками мужской стерильности: отсутствие тычинок, дефекты пыльников.

3. отметить образцы с дефектами развития цветка.

На таких растениях используются изоляторы для дополнительного анализа стерильности и проведения анализирующих скрещиваний. Для таких растений подбираются отцовские растения для закрепления стерильности в потомстве.

Павлова Иринанаучный сотрудник, РУП "Институт овощеводства"

АВТОРЫ:

[email protected]

БЮДЖЕТНАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ СОЗДАНИЯ SPR-ДАТЧИКОВ НА ОСНОВЕ СМАРТФОНА


Собрать прототип носимого оптоволоконного SPR датчика


Собрать модульный прототип оптоволоконного SPR датчик с использованием возможностей камеры смартфона и приложения для графического анализа изображения с камеры. Для решения поставленной задачи необходимо: собрать модуль датчика. Требования:

1)Модульность и взаимозаменяемость деталей. Детали не требующие ручной подгонки – 3D печать ; 2)ПО должно легко адаптироваться к изменениям среды, используемой для анализа. Наработать массив raw data на примере какого-нибудь актуального для определения вещества (к примеру, антитела на конкретное заболевание). Для анализа можно использовать слюну, так как имеются статьи в которых установлена корреляция с количеством антител в слюне и их количеством в плазме крови.

В простейшем применении устройство должно представлять собой оптоволоконный волновод между вспышкой смартфона и камерой. Свет, излученный вспышкой проходит по оптоволокну к сенсорному модулю, меняет своих характеристики и далее во волноводу поступает на сенсор камеры, где захватывается и обрабатывается в приложении.

Концепция в том, чтобы разработать модульную систему для оценки параметров биологической среды методом плазмонного резонанса (англ. plasmon resonance). Система должна состоять из специальным образом обработанного оптического волокна, по которому проходит свет, изменяющий свои параметры (интенсивность, спектральный состав и т.п.) после взаимодействия с исследуемым веществом. Источник света – вспышка телефона, приемник-детектор – камера смартфона.

БЮДЖЕТНАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ СОЗДАНИЯ SPR-ДАТЧИКОВ НА ОСНОВЕ СМАРТФОНА

ЗАДАЧА 14


Специалист в Android API (мультимедиа, графика, работа с камерой). Математик-программист (обработка изображений, графический анализ). Оптик (работа с оптоволокном – полировка, сварка, диффракционные решетки, линзы). Необходимо оптоволокно с заданными характеристиками, диффракционные решетки различных разрешений, призмы. Достаточно мощные камеры, подходящие для прототипа, на сегодняшний день имеются у смартфонов Nokia 808, Lumia 1020, поэтому, возможно, потребуется человек знакомый с Symbian API/QT.


1) https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BD%D1%81

2) http://www.nature.com/articles/srep12864

3) https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-22-5-6174

4) http://www.mdpi.com/1424-8220/14/9/17008/htm


АВТОР:

[email protected]

МЕДИЦИНА

/ КОНТАКТЫSCIHACKATHON

Елена Поляковастарший UX дизайнер

КУРАТОР МЕРОПРИЯТИЯ: [email protected]+375445988186skype : enterlina

КУРАТОР НАУЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ: [email protected]+375256870867skype: systemtech45


Science

Описание задач «Научного Хакатона»