Projekti 2008

Škola se temelji na projektima. Kratki opis svakog projekta i biografiju voditelja pročitajte ispod.

Novo! S³ 2008 web izvještaji:

• Identificiranje ključnih igrača u kompleksnim mrežama
• Kofein - Biološka aktivnost
• Triangulacija i izgradnja modela staništa divljih životinja
• Seebeckov efekt
• GMO - primjena moderne biologije

Identificiranje ključnih igrača u kompleksnim mrežama

Mreža usmjeritelja koji čine Internet, logička povezanost web stranica na World Wide Web-u, socijalni kontakti između pojedinaca, putničke linije u aerodromskom prijevozu, interakcije proteina u metabolizmu... Svi ovi naizgled nepovezani fenomeni imaju jednu zajedničku karakteristiku – moguće ih je uspješno reprezentirati matematičkim modelom mreže. Upravo teorija kompleksnih mreža ima ambiciozni zadatak uspostaviti zajedničku teorijsku osnovu kojom bi se, neovisno o domeni kojoj mreža pripada, objasnile karakteristike te nastanak i evolucija tih kompleksnih struktura. Fokus ovog projekta bit će proučavanje „ključnih igrača“ (key players) tj. čvorova koji u velikoj mjeri utječu na neke od važnih karakteristika komplesnih mreža – brzinu širenja informacija ili zaraze, očuvanje kohezije prilikom napada, povezivanje međusobno udaljenih dijelova mreže... Osmišljavanje i analiza novih metoda identificiranja i lociranja ključnih igrača u kompleksnim mrežama jedan je od trenutno atraktivnih smjerova istraživanja.

Zadatak projekta biti će razvoj teorijskog i računalnog modela temeljenog na mreži blogova na kojem će se trenutno razvijene metode i algoritmi moći implementirati. Za to će biti potrebno usvojiti teorijske osnove kompleksnih mreža i teorije grafova – grane matematike koja se bavi proučavanjem fundamentalnih relacija u mrežama. Kroz korištenje trenutno aktualnih proceduralnih i skriptnih jezika sudionici će također imati priliku upoznati se sa osnovama programiranja te matematičkog modeliranja koje se pri tome koristi.

Matija Piškorec student je treće godine Fakulteta elektrotehnike i računarstva, smjer računarska znanost. Njegovi interesi uključuju razna područja prirodoslovnih i računalnih znanosti. U zadnje vrijeme bavi se raznim problemima iz bioinformatike te tehnikama analize i modeliranja kompleksnih mreža.

Kofein – Biološka aktivnost

Kofein (1,3,7-trimetilksantin) zasigurno je jedna od najčešće konzumiranih droga na svijetu. Da je uistinu riječ o drogi potvrđuje činjenica da pripada istoj skupini kemijskih spojeva kao što su nikotin, kokain i heroin pa tako kao i oni može uzrokovati ovisnost. Postoji li uopće čovjek koji nikada u životu nije unio niti miligram kofeina u sebe? Odgovor je zasigurno NE. Kava, čaj, kakao, čokolada, bezalkoholna pića, lijekovi samo su neki od proizvoda koji sadrže kofein u sebi. Što je kofein, kakav je njegov kemijski i fiziološki utjecaj na ljudski organizam, ali i na neke druge niže organizme, pitanja su kojom će se baviti ovaj multidisciplinarni kemijsko-biokemijski projekt.

Polaznici će izolirati kofein iz prirodnog izvora te ispitati njegov metabolizam in vivo analiziranjem urina i sline u određenim vremenskim intervalima nakon konzumacije kofeina (kave). Također će se ispitati utjecaj kofeina na reflekse ljudi. Promatrat će se djelovanje kofeina na živčani sustav pauka krstaša (Araneus diadematus) odnosno na sposobnost građenja mreže u ovisnosti o konzumaciji kofeina. Bit će riječi i o suvremenim metodama proizvodnje kave bez kofeina te će polaznici teoretski i praktično savladati osnovne metode genetičkog inženjerstva koje se u tu svrhu koriste.

Marko Košiček je diplomirao kemiju na PMF-u u Zagrebu 2007. Trenutno je zaposlen kao znanstveni novak na zavodu za molekularnu medicinu Instituta Ruđer Bošković. Radi na projektu vezanom uz ulogu kolesterola u nastanku Alzheimerove bolesti u sklopu kojeg izrađuje doktorsku disertaciju na poslijediplomskom studiju biokemije na PMF-u u Zagrebu. U radu ljetne škole znanosti S3 sudjeluje kao voditelj projekta od 2007.

Melanija Posavec apsolventica je smjera Molekularne biologije na Biološkom odsjeku Prirodoslovno-matematičkog fakulteta. Svoj diplomski rad o ulozi kolesterola u nastanku Alzheimerove bolesti izrađuje na Zavodu za molekularnu medicinu pri Institutu Ruđer Bošković. Kao glavna područja interesa navodi neurodegenerativne bolesti i onkologiju te namjerava nastaviti svoje obrazovanje u vidu postdiplomskog studija baveći se tim područjima.

Triangulacija i izgradnja modela staništa divljih životinja

Polaznici će biti upoznati sa temeljnim teorijskim saznanjima te matematičkim i računalnim algoritmima i modelima koji se mogu koristiti u postupku triangulacije i izgradnje modela staništa divljih životinja. Osnovni cilj projekta je usporediti podatke koji će se dobiti izgradnjom modela virtualnog staništa vuka uz pomoć Mahalanobis udaljenosti te podataka koji će se mjeriti na terenu uz pomoć triangulacije korištenjem implementiranih algoritama. Triangulacija je algoritam koji se koristi u otkrivanju pozicije izvora emitiranja na osnovu mjerenja signala izvora iz okoline. Koristi u lociranju radio signala crnih kutija srušenih aviona i životinja sa ogrlicama koje emitiraju radio signal. Mahalanobis udaljenost je koncept koji predstavlja efikasnu metodu za usporedbu i određivanje razlike između nekog skupa uvjeta (stanja) sa skupom idelanih uvjeta. Veoma je koristan u otkrivanju koje su regije okoliša slične idealnom okolišu pri analizi staništa divljih životinja. Koristeći Mahalanobis udaljenosti moguće je kvantitativno opisati cjelokupno stanište u smislu njegove „bliskosti“ sa postavljenim idealnim stanjem.

Polaznici će naučiti kako funkcioniraju dotični algoritmi te izgraditi model sustava koji će naposljetku implementirati u računalni program izvodiv na PDA računalima (dlanovnicima). Implementacija će se ostvariti isključivo u objektno orijentiranom programskom okruženju (C#) te uključuje izgradnju grafičkog korisničkog sučelja (GUI). Izradit će se i karte s podacima o staništu koje obuhvaća sam Višnjan i njegovu okolicu. Konačno, polaznici će programski ostvarene modele i algoritme primijeniti u praksi (npr. određivanje pozicije emtiranja radio signala skrivenog negdje u Višnjanu).

Vedran Ivanac je student treće godine Fakulteta elektrotehnike i računarstva, smjer Programsko inženjerstvo.  Trenutno radi na projektu izgradnje programskog sustava za praćenje divljih životinja u sklopu fakulteta i za sudjelovanje na natjecanju. Inače se bavi svime što je vezano za računarstvo, a da uvjetuje maštovitost, inovativnost i zanimljivost.

Nenad Katanić student je treće godine Fakulteta elektrotehnike i računarstva, smjer računarstvo (programsko inženjerstvo). Već je sudjelovao na S3 školi u Višnjanu sa projektom iz područja kompleksnih mreža. Zainteresiran je za gotovo sva područja računarstva iako trenutno većinu vremena posvećuje radu na projektu izgradnje programskog sustava za praćenje divljih životinja u prirodi.

Seebeckov efekt

Uzmemo li metalnu (ili poluvodičku) šipku te ohladimo jedan i zagrijemo drugi njezin kraj, između krajeva će se pojaviti razlika potencijala. Taj efekt, otkriven u prvoj polovici 19. stoljeća od strane T. J. Seebecka, najvažniji je i najčešće korišteni termoelektrični efekt. Više od stotinu godina zbunjivao je fizičare, sve dok ga dvadesetih godina prošlog stoljeća nije objasnila kvantna statistička fzika. Danas se često koristi za precizno mjerenje temperatura, a razmatra se i njegova upotreba za pretvaranje toplinske energije u električnu. Seebeckov efekt vrlo je interesantan i zato što omogućava direktan uvid u energijska stanja elektronskog plina u metalu i njihovu ovisnost o temperaturi. Međutim, prilično je teško izmjeriti efekt na šipci homogenog materijala, pa je praksa spojiti dva različita metala i mjeriti struju kroz krug - time se zapravo mjeri samo relativni efekt u odnosu na referentni metal. U sklopu ovog projekta pokušat ćemo beskontaktno izmjeriti raspodjelu naboja na homogenoj šipki čiji su krajevi na različitim temperaturama i tako odrediti apsolutnu vrijednost efekta za više različitih materijala.

Grupa će izraditi vrlo precizan elektrometar baziran na tranzistorima s efektom polja i fazno osjetljivom mjerenju, sagraditi i isprogramirati mjerno - translatorski sustav za detektorsku sondu, te naučiti štošta o strukturi i mehanizmima vođenja u metalima i poluvodičima.

Marin Lukas student je prve godine Fakulteta strojarstva i brodogradnje Zagrebu. Zanimaju ga robotika i znanost o materijalima, a bavi se i eksperimentalnom fizikom.

Damjan Pelc student je druge godine Fizičkog odsjeka PMF-a u Zagrebu. Zanimaju ga različite grane fizike, a prije svega nelinearni procesi i samoorganizacija.

GMO - primjena moderne biologije

Pojam genetički modificirani organizam (GMO) primjenjuje se za sve organizme čiji je genetički materijal promijenjen tehnikama genetičkog inženjerstva. Genetičko inženjerstvo obuhvaća cijeli niz modernih laboratorijskih tehnika kojima je moguće pronaći određeni gen, izdvojiti ga iz genetičkog materijala, promijeniti ga i ugraditi natrag u genetički materijal iste ili neke druge vrste. Ta se tehnologija primjenjuje vrlo uspješno već gotovo 30 godina u znanstvenim istraživanjima i u postizanju korisnih svojstava u različitim organizmima. Danas najkontroverznije pitanje u široj javnosti vezano uz tu tehnologiju je proizvodnja genetički modificirane hrane. Smatra se da oko 60% proizvoda prodavanih u supermarketima širom svijeta može sadržavati tragove GMO-a.

U sklopu ovog projekta želimo polaznike upoznati s osnovnim konceptom i metodama genetičkog inženjerstva. U praktičnom dijelu polaznici će proizvesti genetički modificirani organizam unošenjem stranog gena u bakteriju Escherichia coli. Također analizirat će se prisutnost genske sekvence karakteristične za transgenične biljke u različitim prehrambenim namirnicama i tako ispitati jesu li te namirnice genetički modificirane. Polaznici će u tu svrhu upoznati i koristiti metode izolacije DNA, umnožavanja specifičnog dijela DNA metodom lančane reakcije polimerazom (PCR) te gel elektroforeze DNA i proteina.

Martina Malnar diplomirala je molekularnu biologiju na PMF-u u Zagrebu. Od 2007. godine zaposlena je kao znanstveni novak na Zavodu za molekularnu medicinu Instituta Ruđer Bošković. Radi na projektu koji proučava mehanizam djelovanja kolesterola u nastanku Alzheimerove bolesti.  

Damir Omerbašić je apsolvent molekularne biologije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu. Uključen je u istraživački projekt uloge kolesterola u razvoju Alzheimerove bolesti na Institutu "Ruđer Bošković" gdje izrađuje i svoj diplomski rad. Zanima ga razvojna biologija i genomika.