Program 4. kolovoza
Kemija krede, bisera i stijena
Što je zajedničko kredi, biserima i špiljskim ukrasima? Odgovor je naravno kalcijev karbonat koji je njihov sastavni dio. Ovaj jednostavan anorganski spoj je zanimljiv mnogim djelatnostima: farmacija ga prepoznaje kao tvar koja povisuje pH želučanog soka te kao suplement kod nedostatka kalcija, ekološka indutrija za neutralizaciju kiselih voda i tla, građevinarstvo kao material… To je sve samo mali dio njegove široke primjene koju će nam kemija detaljnije objasniti. Sintetizirat ćemo kalcijev karbonat taloženjem vruće otopine kalcij-klorida vrućom otopinom natrij-karbonata te tako dobiti najsitnije kristale kakvi se koriste u farmaciji. Raznim reakcijama identifikacije ćemo i dokazivati prisutstvo našeg spoja, a kemija otapanja tih kristala i prekistalizacija će nam objasniti nastajanje siga u špiljama.
Petra Parac
Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska
Petra je studentica farmacije na Farmaceutsko-biokemijskom fakultetu u Zagrebu. Također je članica udruge studenata farmacije i medicinske biokemije Hrvatske gdje sudjeluje u raznim javno-zdravstvenim kampanjama. Iznimno je znatiželjna osoba s previše različitih interesa i uvijek u trci s vremenom. Uz znanost, za nju su najdivnije stvari na svijetu glazba, filmovi, knjige, a najvažnije priroda i ljudi oko nje.
Što se nalazi u središtu Mliječne staze?
Ako pogledamo središte Mliječne staze, možemo vidjeti nekoliko zvijezda koje prividno oribitiraju oko ničega. Koristeći se osnovnim konceptima fizike i astronomije, možemo izračunati orbite ovih zvijezda, kao i masu cijelog sustava. Analiza ovih orbita je također zanimljiv dio metoda učenja određivanja orbita, obrade podataka i učenja kako cijela znanost funkcionira – kombiniranjem teorijskih modela s empirijskim podacima, možemo naučiti više o prirodi. U ovom slučaju, možemo videti koji se objekt nalazi u središtu Mliječne staze. Koristeći samo milimetarski papir, ravnalo i olovku, možemo odrediti masu supermasivne crne rupe u centru Mliječne staze!
Dušan Pavlović
Istraživačka stanica Petnica, Srbija
Dušan je studirao astrofiziku na Sveučilištu u Beogradu (Srbija). Trenutno radi u Istraživačkoj stanici Petnica kao koordinator Laboratorija za fiziku i elektroniku, te brine o astronomskoj opremi i aktivnostima u praktičnoj astronomiji. Također je član Petničke meteorske grupe, koja se specifično bavi znanošću o meteorima i promatranjem meteora. Prošle godine je na S3++ bio voditelj projekta iz fizike meteora.
Izrada električnog modela neurona
Neuroni su moždane stanice koje šalju informacije kroz naše tijelo. Razumijevanje rada neurona ključno je za liječenje najčešćih neurodegenerativnih bolesti. Kako bismo razumjeli kompleksnu strukturu neurona, prvo nam treba jednostavan model koji nam pomaže u njegovom opisivanju. Na ovoj ćemo radionici prvo opisati neuron, te kako on prima i šalje informacije. Zatim ćemo svakom pojedinačnom dijelu neurona pripisati određenu električnu komponentu. Naposljetku, napravit ćemo jednostavan električni model neurona koristeći stečeno znanje. Ovim multidisciplinarnim pristupom svatko će naučiti nešto novo nadograđujući svoje već postojeće znanje.
Mario Zelić
Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska
Mario je student prve godine medicine na Medicinskom fakultetu u Zagrebu. Posebno ga zanimaju neurologija, imunologija i sve što spaja to dvoje. Na Ljetnoj školi znanosti sudjelovao je već dva puta, a ove godine volontira kao tehnički asistent na S3 kampu. Ostali Marijevi interesi su programiranje, čitanje (svega, od klasika do znanstvene fantastike) i gledanje filmova.
Evolucija s neočekivanim obratom
Počevši od vremena povijesnog putovanja Charlesa Darwina brodom Beagle, teorija evolucije je objasnila porijeklo složenosti života koji nas danas okružuje. Od malene stonoge do ogromnog slona, od hobotnice do orla, sve poštuje zakone evolucije. U posljednjim su se desetljećima principi evolucije proširili izvan okvira prirodnih znanosti i uspješno objasnili različite aspekte ljudske civilizacije - kako nastaju ljudske zajednice, važnost kulture i društvenih uloga, itd. Dodatno su se pokazali korisnima na neočekivanim mjestima, među kojima su računalne znanosti i umjetna inteligencija. Mnogi uspješni algoritmi za rješavanje vrlo složenih problema inspirirani su prirodom i osnovnim principima evolucije, te su poznati pod imenom evolucijski algoritmi. Primjeri problema koji se njima rješavaju su dizajniranje računalnih čipova i novih materijala, bioinformatički problemi, podučavanje robota, i mnogi drugi. Na ovoj ćemo radionici proučiti nekoliko evolucijskih algoritama, naučiti kako se dizajniraju i koriste, te ih primjeniti na praktične probleme.
Sebastijan Dumančić
KU Leuven, Belgija
Sebastijan je doktorand na sveučilištu KU Leuven u Belgiji. Njegovi znanstveni interesi su u području računalnog učenja (eng. machine learning), koje se bavi računalnim algoritmima koji sami sebe uče rješavati probleme. Njegova uključenost u Ljetnu školu znanosti započela je 2012. godine kada je vodio projekt, nakon čega se svake godine vraća na S3 u različitim ulogama (organizator, voditelj radionica). U slobodno vrijeme, Sebastijan voli putovati, kuhati i čtati.
Mentalno zdravlje: od stavova do brojeva
Psihički poremećaj je sklop narušenih ponašajnih i psihičkih karateristika koje uzrokuje značajne poteškoće u svakodnevnom funkcioniranju pojedinaca. Broj osoba koje boluju od psihičkih poremećaja u svijetu raste, stoga psiholozi provode velik broj istraživanja i terapije s pacijentima u ovom području. Cilj ove radionice je naučiti polaznike kako provesti psihološko istraživanje u kojem će sudionici biti njihovi vršnjaci. Također, naučit će kako statistički analizirati podatke i valjano interpretirati dobivene rezultate. Sudionici će imati priliku povećati svjesnost o psihičkim poremećajima i stigmi u društvu. Saznat će mnogo o raznim psihičkim poremećajima: kako i zašto nastaju, kako psiholozi znaju da osoba boluje od nekog psihičkog poremećaja i kako provode terapije.
Matea Šoštarić
Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska
Matea je studentica pete godine psihologije i uskoro će postati magistra znanosti. Njezino primarno područje interesa su klinička psihologija i kognitivno-bihevioralna psihoterapija. Tijekom studija, provela je istraživanje o stavovima prema razvodu i privrženosti roditeljima djece razvedenih roditelja, dva istraživanja u području intimnih odnosa i jedno o stigmi različitih psihičkih i tjelesnih bolesti. U slobodno vrijeme voli čitati, kuhati, vježbati yogu, putovati i volontirati.
Kako liječiti rak?
Medicina je uvelike napredovala posljednjih nekoliko stotina godina. Danas ne puštamo zle duhove iz naših tijela kako bismo izliječili bolesti, nego koristimo sistematičan pristup, zahvaljujući kojem nadživljavamo svoje pretke. Iako se broj bolesti koje liječimo povećava svakim danom, neke od njih zahtijevaju tehnologije koje su i dalje u razvoju.
Proučavajući genom čovjeka, otkrili smo da da se on razlikuje ne samo između pojedinaca, već i među stanicama iste osobe. Ponekad, ove razlike mogu voditi do grupe bolesti koje nazivamo rakovima.
U ovoj radionici, pregledat ćemo genomsku sekvencu tri pojedinca i osmisliti proces kojim ćemo, na temelju uočenih mutacija, identificirati osobu koja ima rak, tip raka te kako uočene mutacije doprinose bolesti.
Boris Majić
Seven Bridges Genomics i Istraživačka stanica Petnica, Srbija
Boris je student četvrte godine Elektrotehničkog fakulteta u Beogradu, gdje se usredotočio na područje obrade signala i raspoznavanja uzoraka. Mnogo vremena provodi kao mentor na nekoliko astronomskih i astrofizičkih projekata u Istraživačkoj stanici Petnica (Srbija). Zadnjih godina, radi kao bioinformatički analitičar u tvrtci Seven Bridges Genomics. Boris je također bio sudionik na S3++ kampu 2013 i voditelj projekta 2017. godine. Slobodno vrijeme najradije provodi putujući, družeći se s prijateljima ili gledajući filmove i igrajući video igrice.
Strojno učenje je danas izuzetno popularno, u područjima raznih industrija, ali i u javnosti. Ne bez razloga, naravno: pokazano je kako strojevi mogu obavljati raznolike zadatke (kao što su raspoznavanje i razumijevanje sadržaja slike, prevođenje jezika, medicinska dijagnostika i mnoge druge) bolje od čovjeka. Strojno učenje je još uvijek većim dijelom neistraženo područje, s mnogim problemima koji tek trebaju biti riješeni, a čija rješenja će izmjeniti život svakog pojedinca. U ovoj radionici ćemo koristiti jednostavnu igru s dva igrača temeljenu na donošenju odluka. Korištenjem takve igre demonstrirati će se proces korištenja strojnog učenja kako bi oformili model nadljudskih sposobnosti. Analizirati će se ljudske performanse u igri, pokušat će ih se dostići računalnom implementacijom jednostavnih pravila, i za kraj pokušati naučiti računalo pobijediti čovjeka i natjecati se protiv njega.
Unatoč nastojanjima znanosti i moderne medicine smrt je i dalje neizostavan (i prirodan) dio života. Kako i dalje zaokuplja interese ljudi, smrt (i mrtva tijela) su svoje mjesto našli i u današnjem svijetu zabave – preko televizijskih programa i kriminalističkih serija. Smrt i ubojstva su postali dio naše svakodnevne razonode, od pogađanja kako je filmska žrtva umrla do toga tko je ubojica. Ova radionica vam nudi kratki uvid u rad mrtvozornika i sudske medicine, i daje vam priliku da saznate koliko je toga što viđamo na TV-u istina u praksi. Dobiti ćete i priliku pokušati dati neke od odgovora koji se uvijek očekuju od mrtvozornika, kao što je kada je osoba umrla i je li tijelo pomicano.
Život na Zemlji dolazi u raznim oblicima i veličima, i funkcionalni organizam je jedna od najkompleksnijih stvari kojima se možemo pozabaviti. Pritom su presudna dva procesa: samoreplikacija i kataliza kemijskih reakcija. Na ovoj radionici učit ćemo o enzimima, biološkim katalizatorima koji omogućuju organizmima (uključujući i tebe) da na učinkovit, brz i selektivan način provode metaboličke reakcije. Znanje o enzimima te kako oni rade ima nevjerojatno široku primjenu. Na primjer, u medicini – lijekovi su napravljeni tako da stupaju u interakciju s enzimima jer je mnogo bolesti uzrokovano manjkom ili prevelikom aktivnošću jednog ili više enzima u određenom metaboličkom putu. Također, enzimi nam omogućuju probavu ugljikohidrata i proteina koje svakodnevno konzumiramo, zbog čega ćemo se baviti mehanizmima probavnih enzima. Spektroskopski ćemo promatrati enzimsku kinetiku preko koje ćemo upoznati Michaelis-Menteninu jednadžbu, jedan od najpoznatijih modela enzimske kinetike.
Mnogi procesi u znanosti (i svakodnevnom životu) se ne mogu predvidjeti s potpunom određenošću. Razlozi za to su brojni, a ponekad jednostavno nemamo dovoljno informacija o sustavu koji želimo proučavati. Zamisao ove radionice je pokazati kako možemo nešto naučiti u situacijama gdje nam nedostaju određene informacije. Takve situacije su česte u fizici, no također i, na primjer, na financijskim tržištima gdje se mnogo toga događa nasumično. Metode za rješavanje ovakvih problema su iste u svim situacijama te su glavna tema ove radionice. Polaznici će naučiti osnove ovih metoda te ih iskoristiti na jednostavnim modelima.
Jeste li se ikada razmišljali o načinu na koji motori u automobilima rade? A što je sa električnim motorima korištenim u javnom prijevozu? Jedan od najznačajnijih izuma korisnih čovječanstu je zapravo električni motor. Njegova vrijednost je u pretvaranju električne energije u mehaničku koja je presudna za pokretanje stroja. U ovoj radionici bit će uveden način na koji elektromotori rade. Nadalje, izgradnja jednostavnog elektromotora bit će prezentirana polaznicima kako bi bili u mogućnosti izraditi vlastiti. Iznad svega, polaznici će biti upoznati sa terminima poput elektromotorne sile, skraćeno emf, koja nastaje na izvoru električne energije, komutator koji je obrnuto od električnog motora te osnove elektromagnetizma potrebne za razvijanje fizikalne pozadine iza cijele priče.
Granularna dinamika je polje fizike koje se bavi proučavanjem ponašanja sipkih materijala poput šljunka, pijeska, pahuljica, itd. Ovakvi materijali su specifični po tome što se, ovisno o vanjskim uvijetima, katkad ponašaju poput čvrstog tijela a katkad poput fluida. Razumijevanje njihovog ponašanja je poglavito bitno u industriji (npr. transport i obrada žitarica) i u geologiji (npr. opis ponašanja na granicama tektonskih ploča). U ovoj radionici ćemo pobliže proučiti fenomen Faraday heapinga, tj. pijeska koji se, podvrgnutog vertikalnoj oscilaciji niskih frekvencija, skuplja u hrpice. Pokušat ćemo postići ovaj fenomen i raspraviti o teoriji oko njegovog točnog uzroka.
