g

 

S3 2010 (30. srpnja- 6. kolovoza): PROGRAM

PROJEKTI

RADIONICE

PREDAVANJA

Downloadaje knjižicu s dnevnim rasporedom (pdf).

PROJEKTI

Algoritmi strojnog učenja za prepoznavanje lica

Ljudi vrlo učinkovito raspoznaju lica, ali možemo li i računalo naučiti toj vještini? Automatsko i brzo raspoznavanje lica uvelikebi pomoglo u teškim zadacima poput otkrivanja zločinca na temelju snimke sigurnosne kamere, identifikaciji korisnika računala web kamerom, označavanju lica prijatelja na on-line socijalnim mrežama itd. Teorijske osnove iz područja strojnog učenja, analize slike i raspoznavanja uzoraka omogućuju nam rješavanje upravo ovakvih problema. Nadalje,  pokazalo se da uz minimalne preinake ista teorijska podloga omogućuje otkrivanje simptoma bolesti u medicinskih pretragama, raspoznavanje žanrova glazbe, čitanje ljudskog rukopisa i obavljanje brojnih drugih operacija koje su do sada bile rezervirane samo za ljude.

Zadatak projekta bit će teoretsko razmatranje tehnika raspoznavanja uzoraka i primjena na razvoju programa za raspoznavanje lica. Implementirat ćemo perceptron algoritam koji je inspiriran prijenosom signala u neuronu.  Za uspješnu implementaciju proći ćemo kroz moderne metode programiranja korištenjem objektno-orijentirane paradigme. Dodatno ćemo koristiti metode obrade slike za analizu ulaznih slika i pripremu za proces prepoznavanja. Na kraju ćemo usporedbom s naprednim algoritmom potpornih vektora provjeriti kvalitetu naših rezultata.

Dražen Lučanin
Fakultet eletrotehnike i računarstva, Zagreb

Dražen je student četvrte godine Fakulteta elektrotehnike i računarstva, smjer računarska znanost. Glavni interesi su mu programsko inženjerstvo i teme u polju računarske znanosti poput teoretskog razmatranja algoritama i umjetne inteligencije. Na studiju i u slobodno vrijeme bavi se izradom raznolikih programskih rješenja - od jezičnih procesora do klijenata za video konferencije, koristeći pritom različite tehnologije implementacije. Trenutno proučava složenija korisnička sučelja i grafičko programiranje.


Utjecaj stresa na sposobnost biljaka da se brane od napada patogena

Stres je sistemski odgovor organizma na promjenu u okolišu. Znanstvenike uvijek iznova intrigira ovaj fenomen, koji  ima iznimno širok raspon različitih, ponekad i posve suprotnih  posljedica na pojedince. No, ljudi nisu jedina živa bića koja mogu voditi stresne živote. Dobar primjer je stres kod biljaka, koji je mnogo raznovrsniji i kompleksniji nego kod životinja i drugih organizama. Razlog tome leži u činjenici da su biljke sesilni organizmi pa stoga ne mogu pobjeći od raznih stresnih uvjeta u njihovoj neposrednoj blizini.

U ovom projektu proučavat ćemo promjene u biljkama koje su uzrokovane trima različitim tipovima stresa: fotostresom, povećanim salinitetom i napadom virusa. Biljke se nose sa stresom na različitim razinama putem različitih mehanizama. Prvenstveno ćemo se usredotočiti na promjene na molekularnoj razini (promjene u enzimatskim i metaboličkim aktivnostima, sintezi hormona stresa, sekundarnih metabolita i antioksidanata) i istražiti utjecaj stresa na podložnost biljke zarazi virusom. Izlaganjem biljke višestrukim faktorima stresa, pokušat ćemo saznati koja kombinacija ima za njih najbolje, odnosno najgore posljedice. Kako bismo otkrili molekularne mehanizme odgovorne za opažene razlike u odgovoru na stres, koristit ćemo metode poput tankoslojne kromatografije, pročišćavanja i inokulacije virusa, nativnu gel elektroforezu proteina, izolaciju kloroplasta i test na fenolne spojeve.


Kristina Majsec
Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Kristina Majsec je studentica druge godine diplomskog studija molekularne biologije. Ima širok spektar interesa, od istraživanja mehanizama liječenja raka do računalne biologije vezane uz proučavanje proteina. Kristina je prethodno sudjelovala na S3 2008 kao Swapshop voditelj te kao predavačica na S3++ 2009. 

 

Petra Pušić
Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Petra Pušić je studentica druge godine diplomskog studija molekularne biologije. Njezino glavno područje interesa je mikrobiologija s naglaskom na interakcijama domaćin-patogen i metagenomici. Petra je prethodno sudjelovala u sklopu S3 2008 i S3++ 2007 kao Swapshop voditelj i suvoditelj.

 

 

Proučavanje razvoja multirezistentnih bakterija

Bakterije su izvor i pokretači života na Zemlji. Ovi sveprisutni organizmi nalaze se u tlu, vodi, duboko u Zemljinoj kori, kao i u organskoj tvari te tijelima životinja i biljaka. Na Zemlji živi oko 5×1030 bakterija koje čine 90% svjetske biomase. Broj bakterijskih stanica u našoj crijevnoj flori je oko deset puta veći od broja ljudskih stanica u tijelu, a tu je još i ogroman broj bakterija na koži. Iako mnoge od njih imaju važnu ulogu u imunološkom sustavu, nekoliko stotina vrsta su patogene i uzrokuju zarazne bolesti zbog kojih umiru deseci miliona ljudi. Svojim biokemijskim trikovima i otpornošću na antibiotike one se bore protiv naših lijekova i cjepiva. U području biotehnološke industrije, bakterije igraju važne uloge pri pročišćavanju kanalizacije, proizvodnji sira i jogurta fermentacijom, kao i proizvodnji antibiotika i drugih kemikalija. Pred nama je izazov razumjeti razlike između bezopasnih i štetnih bakterija, kao i borba protiv patogenih vrsta.

U ovom projektu proučit ćemo različite sojeve bakterija iz laboratorija te one prikupljene iz okoliša. Da bismo razlikovali bezopasne od opasnih vrsta, upotrijebit ćemo mikrobiološke tehnike poput bojanja po Gramu, testova rasta i biokemijskih reakcija. Pomoću antibiograma istražit ćemo otpornost bakterija na uobičajene antibiotike te proučiti kako se te vrste razvijaju u multirezistentne sojeve koji svake godine odnose sve više ljudskih života. Naposlijetku, raspravljat ćemo o strategijama borbe protiv infektivnih bolesti koje uzrokuju mikroorganizmi.


Adrienn Nikoletta Kocsis
Sveučilište Semmelweis, Tehničko Sveučilište Budimpešta, Mađarska

Adrienn je studentica medicine na Sveučilištu Semmelweis te biomedicinskog inženjerstva na Tehničkom sveučilištu u Budimpešti. Trenutno radi istraživanja na Institutu za medicinsku mikrobiologiju vezana uz ljudski papiloma virus (HPV), s fokusom na karcinogenezu HPV-a i njezine molekularne mehanizme. Njezini interesi uključuju upotrebu biosenzora u in vitro dijagnostičkim elementima te mikrofluidne sustave. Adrienn je još kao srednjoškolska učenica sudjelovala na Ljetnoj školi znanosti 2005.

 

Difuzija u ribosomskom tunelu

Difuzija se kao fizikalni fenomen počela intenzivno istraživati u domeni mnogih znanosti, a posebice biofizike, nakon što je shvaćena važnost difuzijskih procesa za žive organizme i stanice. Molekularna difuzija u staničnim odjeljcima i između njih osnovni je mehanizam prijenosa čestica na male udaljenosti. Difuzija unutar ribosomskog tunela, stanične 'cijevi' s čije se jedne strane odvija biosinteza proteina, a s druge nastali proteini izlaze, privlači sve više pažnje znanstvenika. Kako je eksperimentalni pristup problemu prilično ograničen, to ostavlja mnogo mjesta komputacijskim metodama.

U sklopu ovog projekta simulirat ćemo difuziju unutar stvarne geometrije ribosomskog tunela koristeći jednostavan, ali fizikalno ispravan, model Brownovog gibanja s reflektirajućim rubnim uvjetima. Sastavit ćemo Monte Carlo algoritam (prirode Markovljeva lanca) za nasumičnu 3D šetnju difundirajućih čestica. Puštajući 'molekulama' da postignu nasumično gibanje, kojim je moguće i pronaći izlaz iz tunela, pratit ćemo njihovo vrijeme provedeno u tunelu do prvog izlaza. Raspravljat ćemo o mogućem utjecaju geometrije tunela na gibanje prisutnih čestica, kao što su antibiotici makrolidi koji zaustavljaju sintezu proteina na ribosomu. Osim realnih prikaza tunela, kao sustav za izvođenje simulacija koristit će se jednostavniji model analogan tunelu (obična kvadratna ili okrugla cijev) u svrhu lakšeg testiranja algoritma. Sudionici ovog projekta bit će postavljeni pred izazov moderne interdisciplinarnosti u znanosti, s obzirom na to da će njihov rad biti zanimljiva kombinacija biologije, fizike, matematike, programiranja i statistike.


Inja Radman
ETH Zurich, Švicarska

Inja je studentica diplomskog studija (Master studij) biofizike i strukturalne biologije na Švicarskom federalnom institutu za tehnologiju Zürich (ETH Zurich). Njeno glavno područje interesa trenutno je sinteza i smatanje proteina, proteinski inženjering i proteomika. Višegodišnja je sudionica Ljetne škole znanosti još od 2005. godine: dvaput je bila na školi kao učenica srednje škole, a kasnije kao voditeljica radionica.

 

 

Ekologija i etologija mediteranske crne udovice

Crne udovice su najpoznatije po svom otrovu i neobičnim običajima parenjima. No, ekologija i etologija (ponašanje) ovih pauka znantno variraju unutar vrsta i još uvijek nisu dovoljno poznate. Sjevernoameričke i australske vrste se intenzivno istražuju, dok je mediteranska crna udovica (Latrodectus tredecimguttatus), koju nalazimo i u hrvatskim obalnim regijama, još uvijek poprilično neistražena.  Na Ljetnoj školi znanosti u Višnjanu 2002. godine, grupa učenika istraživala je raspodjelu i prehrambene navike istarskih populacija L. tredecimguttatus. Bilo je zanimljivo vidjeti da su se rezultati njihova rada razlikovali od podataka dostupnih u literaturi, što je otvorilo nove teme za moguća naredna istraživanja.

Glavni cilj ovog projekta je da polaznici stvore općenitu ideju o tome kako izgleda terenski  i laboratorijski rad prilikom istraživanja životinjskih vrsta, u ovom slučaju mediteranske crne udovice. Terenski rad sastojat će se od različitih tehnika mjerenja gustoće populacije kako bi se odredile potencijalne promjene uzrokovane teškim okolišnim uvjetima (gradnja cesta, veće količine snijega tijekom zime itd.,) te  skupljanja uzoraka hrane kako bi se usporedile prehrambene navike populacija  različitih staništa iz 2002. Laboratorijski rad sastojat će se i od jednog etologijskog eksperimenta: mijenjaju li crne udovice dizajn svoje mreže ukoliko im je dostupno mnoštvo hrane? Polaznici će biti potaknuti na osmišljavanje vlastitih potencijalnih istraživačkih projekata vezanih uz mediteransku crnu udovicu ili neku drugu vrstu po izboru.

 

Petra Korlević
PMF, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska

Petra je studentica 1. godine diplomskog studija molekularne biologije na Sveučilištu u Zagrebu. Zanima je širok spektar tema od evolucije do ponašanja životinja i fiziologije. Osim znanosti zanimaju je čitanje stripova i crtanje. Većinu svojih ljetnih praznika provodi radeći kao voditelj projekta na Znanstvenom kampu za mlade u Višnjanu ili kao paprazzi na ostalim ljetnim školama.



RADIONICE

TEAMBUILDING

Voditelji radionice:
Branimir Lukić, Visnjan Art Institute, Hrvatska
Matilda Maleš, PMF, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska


BRITANSKA PARLAMENTARNA DEBATA

Britanska parlamentarna debata jedan je od najpopularnijih oblika akademske debate te je široko prihvaćena u svim regijama gdje se govori engleski jezik: Ujedinjeno Kraljevstvo, Irska, Kanada, Sjedinjene Američke Države, kao i u mnogim drugim dijelovima Europe, Afrike i Azije. Ona je također službeni stil na Svjetskom i Europkom natjecanju sveučilišta u debatiranju. Četiri tima, svaki s dvoje govornika, preuzimaju ulogu Vlade i Opozicije u debati na određenu temu. Svi govornici imaju samo 15 minuta vremena pripremiti svoje 7-minutne govore prije nego što debata počne. U ovoj radionici sudionici će naučiti osnovna pravila parlamentarne debate, kako pripremiti svoj govor te sudjelovati u kratkoj debati.

Voditelj radionice:
Matija Piškorec, Fakultet elektrotehnike i računarstva, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska

 

RESEARCH SWAPSHOP

Upotreba pirotehnike u industriji i zabavi

Pirotehnička sredstva kompaktno i efikasno pohranjuju kemijsku energiju koja se oslobađa u obliku topline, svjetla, ekspanzije plinova, dima i zvuka putem deflagracije ili detonacije. Tijekom radionice, sudionici će se upoznati s osnovnim kemijskim principima na kojima se zasnivaju jednostavne pirotehničke naprave. Imat će priliku pripremiti vlastiti barut te ispitati njegova eksplozivna svojstva u sigurnom okruženju. Dodatkom različitih aditiva, moći će proizvesti razne boje bengalskih vatri. Također će izraditi jednostavne rakete za vatromet upotrebom aluminijskog praha i kalijevog permanganata. Na kraju će se pripremiti termitska smjesa, materijal koji ima praktičnu primjenu u željezničkoj industriji zahvaljujući visokim temperaturama koje postiže prilikom sagorijevanja. Time će se pokazati kako pirotehnička sredstva imaju upotrebu i u zabavi i u industriji.

 

 

 

 

Ivana Trivić
Gimnazija Pula , Hrvatska

 

Određivanje broja leukocita i diferencijalne krvne slike

Leukociti su heterogena skupina krvnih stanica koja igra ključnu ulogu u obrambenom sustavu organizama. Kako svaki tip stanica ima različitu ulogu te sudjeluje u različitim mehanizmima, važno je odrediti ukupan broj svakog pojedinog staničnog tipa. Određivanje ukupnog broja leukocta daje korisnu informaciju o stanju imunološkog sustava. Na primjer, smanjen broj leukocita može biti indikacija nekih nepravilnosti u njihovom nastanku, umjereno povećan broj može biti posljedica upalnog procesa, dok povećan broj može biti znak neke maligne limfoproliferativne bolesti. Relativan broj svakog tipa stanica indikacija je posebnih karakteristika virusnih i bakterijskih infekcija. U ovoj radionici izvest ćemo standardni laboratorijski test s ciljem pregleda stanja imunološkog sustava. Točnije, odredit ćemo ukupni broj leukocita i diferencijalnu krvnu sliku u različitim uzorcima krvi.

 

 

 

 

Luka Opašić
Medicinski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska 

 

Destilacija esencijalnog ulja ruže i lavande

Parfemi, jedni od glavnih elemenata industrije luksuza, potječu od starih Egipćana i duguju svoje ime Rimljanima ("per fumus" = "kroz dim" na latinskom). Najvažnija komponenta parfema su esencijalna ulja koja se sastoje od različitih organskih molekula poput estera, etera, alkohola i drugih. Osim što biljkama daju specifični miris, ove komponente su biološki aktivne te čak mogu imati i protuupalno djelovanje. U ovoj radionici upotrijebit ćemo jednu od najjednostavnijih metoda za ekstrakciju esencijalnih ulja: parna destilacija, koja se upotrebljava za materijale koji su osjetljivi na temperaturu. Tijekom ovog postupka, međustanični prostori u biljkama se otvaraju i oslobađaju esencijalna ulja koja su u njima sadržana. Sudionici će prvo sastaviti aparaturu za parnu destilaciju te je zatim upotrijebiti za ekstrakciju najpopularnijih esencijalnih ulja: ruže i lavande.

Petra Vižjak
PMF, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska

 

Helmholzova rezonancija i njezine primjene

Rezonancija je pojava kada sustav oscilira s većim amplitudama pri određenim frekvencijama u usporedbi s ostalima. Ovaj fenomen prisutan je svuda u prirodi, od svijeta elementarnih čestica, kemijskih reakcija i kvarznih kristala, do orbita asteroida. U ovoj radionici posvetit ćemo se zvučnoj rezonanciji izvora poput tijela gitare ili violine (Helmholtzov rezonator). Naš eksperimentalni sustav bit će prazna boca u koju ćemo uliti vodu. Ovisno o količini vode, rezonantna frekvencija će se pojavljivati na različitim ekscitacijskim frekvencijama. Izradit ćemo jednostavan teorijski model za predviđanje na kojim frekvencijama možemo očekivati rezonanciju. Na kraju ćemo usporediti teorijska predviđanja i eksperimentalne rezultate. Cilj projekta je ilustracija istraživanja u fizici, razumijevanje rezonancije na konkretnom primjeru i uvod u koncepte i mjerenja u akustici.

Mateja Bošković
Fakultet za fiziku, Sveučilište u Beogradu, Srbija

 

Kućni laboratorij za izolaciju DNA

U ovoj radionici proučavat ćemo DNA, molekulu koja određuje karakteristike živih organizama, a upravo ju zato molekularni biolozi vole zvati „otiskom života“. Jedinstvena ja za svakog pojedinca, baš kao i otisak prsta. U teorijskom dijelu ćemo se pozabaviti strukturom DNA te načinom na koji je organizirana i smještena unutar stanice. Zatim slijedi eksperimentalni dio u kojem ćemo izolirati DNA iz voća i povrća koristeći kemikalije i materijale koji se mogu naći u svakom kućanstvu (mikser, kuhinjska sol, deterdžent). Nakon taloženja etanolom, DNA bi trebala biti vidljiva u obliku makroskopskih bijelih niti. Koristeći ove jednostavne tehnike polaznici će se upoznati s osnovnim biološkim i kemijskim principima složenijih tehnika za izolaciju koje se koriste u modernim laboratorijima.

Matilda Maleš
PMF, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska

PREDAVANJA

“Prezentacija znanstvenih rezultata”
Branko Đurđević, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska

"Doba genomike"
Martina Mijušković, New York University, SAD

"Znanost iza promjene klime"
Ivan Guttler, DHMZ, Hrvatska

"Astrobiologija"
Korado Korlević, Znanstveno-edukacijski centar Višnjan

"Fitoplazme - prijatelji ili neprijatelji"
Dijana Škorić, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska