PROJEKTI

• Prkošenje pravilima – intrinzično neuređeni proteini
• Automatsko prepoznavanje govora
• Proučavanje kaosa u kapanju vode
• Modeliranje "tensegrity" konstrukcija u arhitekturi

RADIONICE

• Teambuilding
• Research Swapshop

PREDAVANJA

• popis predavača
  

Downloadajte knjižicu s programom za ovaj kamp (pdf).

---

PROJEKTI

Prkošenje pravilima – intrinzično neuređeni proteini

Proteini pripadaju najvažnijim molekulama u živim organizmima i dio su gotovo svih procesa u stanicama. Većina proteina ima jasno definiran prostorni raspored svojih sastavnih djelova – aminokiselina. Tijekom 20.-tog stoljeća znanstvenici su vjerovali da je uređena struktura preduvjet za funkcioniranje proteina. Međutim, prije 10-15 godina definirana je zasebna vrsta proteina koja se protivi ovom pravilu. Nazvani su intrinzično neuređeni proteini. Ono što ih razlikuje od većine proteina jest činjenica da u svojoj strukturi sadrže određenu količinu neuređenosti. Poznato je da neuređenost može pomoći ovim proteinima u obnašanju ključnih funkcija. Ipak, neuređenost ne dolazi bez biološke cijene. Smatra se da bi upravo ona mogla imati ulogu u razvoju Alzhemierove i Parkinsonove bolesti, neurodegenerativnih bolesti od kojih boluju milijuni ljudi diljem svijeta.

U ovom projektu pokušat ćemo odgovoriti na neka od ključnih pitanja o intrinzično neuređenim proteinima. Koristit ćemo bioinformatičke alate da bismo predvidjeli količinu neuređenosti u našim proteinima. Uz to, istražit ćemo kako osnovne značajke aminokiselina utječu na predviđanje neuređenosti. Koristit ćemo eksperimentalne metode poput različitih vrsti elektroforeze kako bismo pokušali razlikovati uređene od neuređenih proteina. Neka od svojstava neuređenih proteina poput otpornosti na kemijsku denaturaciju i toplinu će nam pomoći u tom procesu. Konačno, koristeći računalni pristup u obliku simulacija molekulske dinamike pokušat ćemo zaključiti kako neuređenost utječe na funkciju našeg intrinzično neuređenog proteina.

Antonija Burčul
Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Antonija je studentica 2. godine preddiplomskog studija kemije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu pri Sveučilištu u Zagrebu. Njezina znanstveno interesna područja uključuju biofiziku i kvantnu kemiju. Jedna od njenih strasti je i popularizacija znanosti. Uključena je u projekt Znanstvene čarolije koji kroz interaktivne radionice pokušava pokazati djeci vrtićkog uzrasta kako znanost može biti uzbudljiva i zanimljiva. Antonija je sudjelovala na S³++ 2009 kao učenica srednje škole.

 

Automatsko prepoznavanje govora

"Čaj. Earl Gray. Vruć."- riječi su kapetana Jean-Luca Picarda upućene replikatoru kako bi dobio šalicu svog omiljenog pića. To je također dobar primjer automatskog prepoznavanja govora - procesa pretvaranja ljudskog govora u tekst. Ideja o mogućnosti razgovora sa strojevima je jednako uzbudljiva danas, kao što je bila i u vrijeme kada su je SF klasici poput "2001: Odiseja u svemiru" i "Star Trek" predstavili na tako vizionarski način. Razvijano od 1950., automatsko prepoznavanje govora je fokus razvoja mnogih znanstvenih i industrijskih institucija diljem svijeta. CMU, MIT i Microsoft R & D su dobri primjeri, s dugom povijesti u polju. Čak i nakon toliko istraživanja, dostizanje savršenstva sustava ljudskog govora ostaje ideal koji tek treba postići na računalu - to je još uvijek otvoren problem. Potreba da se prepoznaje mnogo različitih jezika dodatno komplicira stvar, jer svaki novi jezik sa svojim specifičnostima zahtjeva drugačiji pristup. No, kako se računalna moć drastično povećava, mogu se graditi složeniji i otporniji sustavi, približavajući nas slici interakcije čovjeka i računala iz ranije navedenih fikcijskih djela.

U ovom projektu polaznici će naučiti teoriju iza modernih sustava za prepoznavanje govora. Najvažniji dio je skriveni Markovljev model kao prikaz kanala govora i jezgra akustičnog modela. Dodatno, potreban je model jezik, koji sadrži podatke o jeziku izvedene iz velikog korpusa teksta. Da bi bolje razumjeli teoriju, sudionici će implementirati konkretan sustav govora korištenjem alata otvorenog koda CMU Sphinx. Sudionici će stvoriti korpus govora, na kojemu će trenirati i testirati model prepoznavanja govora i mjeriti kvalitetu rada modela koristeći parametre kao što su brzina i stopa pogreški riječi (WER).

 

Dražen Lučanin
Fakultet eletrotehnike i računarstva, Zagreb

Dražen je student pete 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.

 

Proučavanje kaosa u kapanju vode

Može li lepet leptirovih krila u Brazilu pokrenuti tornado u Texasu? Prema teoriji kaosa, postoji veza između ove dvije, samo naizgled, nepovezane pojave. Klima je samo jedan od sistema koji se može istraživati metodama teorije kaosa. Ponašanje takvih sistema je u principu određeno Početnim uvjetima, ali male razlike u tim uvjetima (lepet krila) mogu proizvesti različite ishode (tornado) za kaotične sisteme (klima), što vodi do nemogućnosti dugoročnog predviđanja (vremenska prognoza duža od četrnaest dana). Premda se prilikom istraživanja takvih sistema moramo nužno odreći potpunog determinizma, unutar ovog teorijskog okvira možemo još uvijek dobiti neke korisne informacije. Teorija kaosa je nastala kao čisto teorijska disciplina, ali danas ima cijeli niz primjena, od ekologije do ekonomije.

Slavina vode je jedan od naobičnijih uređaja u kućanstvu, ali postoji nešto skriveno na prvi pogled. Kada je istraživano oko 1970. godine u okvirima teorije kaosa, kapanje vode iz slavine postalo je primjer sistema gdje dinamika počinje posve predvidljivo, da bi zatim naglo postala nepredvidljiva i kaotična. Kapanje iz slavine je prema tome izvrstan model za razumijevanje osnovnih modela teorije kaosa. U ovom projektu, mjerit ćemo vrijeme između dviju padajućih kapi korištenjem lasera i elektronike, prilikom mijenjanja intenziteta toka vode. Naš cilj će biti istražiti je li prilikom prijelaza između regularnog u kaotično stanje kapanja došlo do udvostručenja vremena između padanja dviju kapi (bifurkacija), što je tipično za kaotično ponašanje. Također ćemo istraživati kaotični potpis sistema poznat kao čudni atraktor (jedan od najpoznatijih, Lorentzov, prikazan je na slici). Također ćemo teorijski analizirati sistem prije mjerenja i usporediti predviđanja s eksperimentom. Tijekom projekta, polaznici će se upoznati s osnovnim konceptima fizikalne dinamike i teorije kaosa te s nekim temama iz napredne matematike, metoda eksperimentalne fizike i obrade podataka.

Mateja Bošković
Sveučilište u Beogradu, Srbija

Mateja je student druge godine na smjeru teorijske i esperimentalne fizike na Sveučilištu u Beogradu, Srbija. On je također student/asistent u Astronomskoj grupi na Istraživačkoj stanici Petnica. Sudjelovao je na Ljetnoj školi znanosti kao srednjoškolac 2009. godine i kao voditelj Swapshopa 2010. Mateja je zainteresiran za razne teme iz fizike, astrofizike i filozofije znanosti.

 

 

Modeliranje "tensegrity" konstrukcija u arhitekturi

Stvoren od strane velikog američkog inžinjera, dizajnera, izumitelja i futurista Buckminstera Fullera, "tensegrity" je koncept konstrukcije čija se stabilnost temelji na ravnoteži između vlačnih i tlačnih elemenata. Ponekad nazivane "kontra-intuitivne konstrukcije" jer se njihovi tlačni elementi ("štapasti" elementi) međusobno ne dodiruju nego su povezani vlačnim elementima (kabelima i sl.), zajedno tvore izrazito lagane konstrukcije otporne na vremenske nepogode. "Tensegrity" konstrukcije do danas ostaju relativno neistražene te tako nude priliku za pionirsko eksperimentiranje, a primjena im seže od gradnje super-struktura i antenskih tornjeva proporcija igle (novi WTC u New York-u) do gradnje svemirskih stanica budućnosti.

U ovom projektu, sudionici će naučiti kako koristiti programske alate kao što su SketchUp i Rhino za stvaranje kompjuterskih modela sa promjenjivim parametrima koji se mogu brzo konfigurirati, njihove statičke karakteristike procijeniti te njihove stvarne dimenzije izmjeriti za produkciju izvedbenih nacrta za stvaranje prototipa u prirodnoj veličini. Sudionici će isto tako naučiti kako evaluirati stvorene kompjuterske modele preko ručno izrađenih modela. Preko modifikacije kompjuterskih modela istražit će granice dizajniranih konstrukcija u mjerilu, kao i njihove statičke i konstruktivne karakteristike kao što su stabilnost i izvedivost na terenu. Istražit ćemo i neke druge sisteme digitalnog modeliranja i metode digitalne fabrikacije za modeliranje kompleksnih free-form geometrija koristeći NURBS, za koje ćemo koristiti rapid-prototyping tehnike pomoću običnog printera za izradu fizičkih modela. Završni cilj je gradnja veće "tensegrity" konstrukcije veličine otprilike dva do tri metra, čije će mjerilo ovisiti o dostupnim alatima i materijalu, te koja će biti ostavljena školi kao izložak.

 

Luka Piškorec
ETH Zurich, Švicarska

Luka je studirao na Sveučilištu u Zagrebu prije rada u arhitektonskim uredima u Hrvatskoj i Švicarskoj. Trenutno izrađuje diplomski rad na temu urbanističkog planiranja za Life Sciences kampus u Baselu na Odjelu za Arhitekturu pri ETH-u u Zürichu. Njegovi profesionalni interesi uključuju između ostalog arhitektonsku teoriju i praksu, CAAD, digitalnu fabrikaciju, rapid-prototyping, eksperimentalnu i parametarsku arhitekturu. Osim arhitekture ima različite interese u rasponu od logike i povijesti matematike, do kulinarske teorije i američke poezije.

---

RADIONICE

Teambuilding

Voditelji radionice:

Matija Piškorec, Max F. Perutz laboratorij, Beč, Austrija
Kristina Majsec, PMF, Sveučilište u Zagrebu

 

RESEARCH SWAPSHOP

Kriptografija - umjetnost skrivanja informacija

Nikola Adžaga
Sveučilište u Zagrebu

 

Modeliranje klime

Razumijevanje Zemljine klime znači moći predvidjeti temperaturu, vlažnost, količinu padalina, vjetar i oceanske struje. Vrlo je lako vidjeti zašto je postizanje takvog razumijevanja važno. Naša poljoprivreda i blagostanje ovise o tim utjecajima. Doduše, postizanje toga nije jednostavno - Zemljina klima je iznimno kompleksan sustav na koji utječu brojni parametri (poznati efekt staklenika je jedan od njih), i njegovo razumijevanje zahtjeva podjednako kompleksan računalni model. U ovom projektu ćemo naučiti nešto o osnovnim faktorima koji određuju Zemljinu klimu. Polazeći od osnovne fizike pokušat ćemo napraviti matematički model klime uzimajući u obzir naš glavni izvor energije, Sunce, kao i druge važne faktore kao što su refleksija i absorpcija. Konačno, implementirat ćemo taj model koristeći računalnu tablicu koju ćemo iskoristiti da saznamo nešto o Zemljinoj klimi.

Renan Gross
Izrael

 

Kemijske oscilacije i valovi

Kemijske oscilacije i valovi su relativno nov i ne posve objašnjen fenomen u kemiji. Usprkos tome, smatra ih se ključnima za razumijevanje periodičnosti u prirodi te spontane samo-organizacije, koja je dovela do nastanka života kakvog znamo. Postoji nekoliko popularnih reakcija koje pokazuju ovakvo ponašanje, a najimpresivnija je Belousov-Zhabotinsky reakcija koja je biti tema ove radionice. Mjerit ćemo svojstva kemijskih valova i oscilacija ovisno o temperaturi i vidjeti kako ove reakcije rade, zašto su ih znanstvenici isprva smatrali nemogućima te u čemu je njihova važnost.

Igor Marković
Prirodoslovno-matematički fakultet, Sveučiište u Zagrebu

 

Difrakcija na CD-u

Cilj ove radionice je da polaznici postignu osnovno razumijevanje valne prirode svjetlosti, osobito u dva glavna fenomena: interferencija i difrakcija. Širenje dva vala kroz isti prostor će se očitovati kao širenje jednog vala čiji se intenzitet povećava ili smanjuje ovisno o fazama dvaju valova. Difrakcija, lom svjetlosti pri prolasku kroz ili odbijanju od malog otvora ili zavoja, će uzrokovati pojavu određenog uzorka svjetlosti nakon što zraka svjetlosti pogodi objekt s nekim brojem takvih otvora ili zavoja. Polaznici će raditi tri eksperimenta vezana uz difrakciju svjetlosti koja se pojavljuje kada je laserska zraka usmjerena prema difrakcijskom rasteru, CD-u ili DVD-u. Prvo, valna duljina lasera će biti određena upotrebom difrakcijskog rastera. Zatim ćemo istražiti površinu CD-a koristeći difrakcijski uzorak na isti način. Na kraju, osim dobivenog znanja, moći ćemo usporediti broj zavoja duž CD-a i DVD-a.

Marija Janković
Fizički fakultet, Sveučilište u Beogradu, Srbija

 

Temeljni principi računanja

Rijetki znaju na koji način računala funkcioniraju, iako ih svi koristimo. Sudionici će tijekom ove radionice naučiti temeljne principe nužne za izradu jednostavnog računala. Dobit će jednostavan problem zbrajanja binarnih brojeva čije će rješenje prvo izraditi u tablici istinitosti, a zatim će ga i grafički prikazati koristeći I i ILI operatore. Sudionici će nakon toga izraditi svoje vlastito računalo koje zbraja binarne brojeve koristeći se dijelovima strujnog kruga. Na kraju cemo pokazati kako fizičko ostvarenje logike računala nije nužno povezano s elektronikom i kako su mnogobrojna razna mehanička ostvarenja također moguća. Pokazat ćemo i kako bismo, u principu, mogli računati i s dominama!

Barbara Šoda
Gimnazija Antuna Vrančića, Šibenik

---

PREDAVANJA

21. srpnja
"O promjeni klime, njezinom modeliranju i scenarijima za budućnost"
Branko Grisogono, PMF, Sveušilište u Zagrebu

22. srpnja
Epigenetika - Je li uopće važno što piše u vašem genetičkom kodu?"
Tomislav Horvat, PMF, Sveušilište u Zagrebu

23. srpnja
"Procedura glasovanja - Demokracija mora biti više nego dva vuka i janje koji glasuju što je za večeru"
Michael Mauer, Institut za informacijske sisteme, Tehnološko sveučilište u Beču

24. srpnja
"DNA na mjestu zločina"
Mislav Novokmet, Genos d.o.o., Zagreb