ЯК ВИСТУПИЛА УКРАЇНА НА «ICYS–2012»
З 16 по 23 квітня 2012 року юні науковці Малої академії наук України взяли участь у ХІХ Міжнародній конференції молодих учених «ICYS–2012», яка проходила в нідерландському м. Неймеген. «ICYS» – це індивідуальні змагання з фізики, математики, інформатики та екології для учнів 14–18 років. Поїздку юних дослідників з нашої країни до Нідерландів ініціювали Національний центр «Мала академія наук України» та Інститут обдарованої дитини Академії педагогічний наук України.
Учасниками цьогорічного конкурсу загалом стали понад двісті дітей з багатьох країн світу. Команди представили Білорусія, Бразилія, Китай, Хорватія, Чехія, Грузія, Німеччина, Угорщина, Індонезія, Іран, Корея, Литва, Малайзія, Нідерланди, Польща, Румунія, Росія, Сербія, Тайвань, Таїланд, Туреччина та Україна.
Нашу країну представляли дванадцять найкращих учнів – лауреатів і переможців Всеукраїнського конкурсу-захисту Малої академії наук, активних учасників інших заходів МАН. Півроку під керівництвом досвідчених фахівців вони тренувалися захищати свої науково-дослідницькі роботи англійською мовою, відпрацьовували техніку ораторської майстерності, вивчали принципи ведення ефективної наукової дискусії, брали участь у психологічних тренінгах.
Призерами «ICYS–2012» стали четверо учнів з України:
Станіслав Гетало (м. Суми) посів ІІ місце в секції «Математика», представивши роботу «Числові конструкції та суми кубів і квадратів»;
Олена Свєтлова (м. Запоріжжя) виборола ІІІ місце в секції «Комп’ютерні науки», виступивши з роботою «Властивості медіанної фільтрації та їх застосування»;
Лідія Захарук (м. Чернівці) посіла ІІІ місце в секції «Прикладна фізика», виступивши з доповіддю «Монокристали, що пропускають світло в червоній та інфрачервоній частині спектра»;
Юрій Захарян (м. Євпаторія) за роботу «Дослідження теорем Варіньйона та Вітенбауера, їх розвиток та застосування» отримав спеціальний приз у секції «Математика».
РОБОТА, ЯКА ПЕРЕМОГЛА ТРИЧІ
Розповімо про роботу учениці Запорізького технічного ліцею Свєтлової Олени, яка, крім Міжнародної конференції «ICYS–2012», була двічі представлена також на ІІІ етапі Всеукраїнського конкурсу-захисту робіт МАН на секції «Інформаційно-телекомунікаційні системи та технології», де посіла І місце двічі – в 2011 р. та в удос-коналеному і допрацьованому варіанті – у 2012 р.
Показово, що ця робота – результат спільної співпраці творчого різновікового колективу, в який, окрім Олени, входили її керівник Добровольська Ірина Володимирівна, науковий консультант Білоус Віра Михайлівна та консультант з програмування Ковган Дмитро.
Дослідники працювали над обраною проблемою більше двох років, застосовуючи знання з математики, програмування і вирішуючи прикладні проблеми. Мабуть саме тому дослідження Олени було оцінене як ґрунтовне, з ознаками наукової новизни й було визнане одним з кращих.
В чому ж полягає новизна і практична значущість цієї роботи?
Усі ми вже звикли до того, що сучасний світ неможливий без відео- та фотокамер, телескопів, навігаційних систем. Аналіз даних, отриманих цими приладами, здійснюється за допомогою цифрової обробки сигналів. Саме тому застосування медіанного фільтру та клітинних автоматів для обробки даних, які здійснила Олена є актуальним.
Робота почалася з дослідження медіанної фільтрації, яка дає найкращі результати для збереження перепадів відтінків, різноманітних кордонів та локальних піків яскравості на спотворених імпульс-ним шумом зображеннях. При вирішенні проблеми застосування медіанного фільтру за допомогою комп’ютерної програми було знайдено цікаві статті, де фільтр пропонувалося застосовувати для обробки аналізів крові.
Використавши певні відомості з цього джерела, дослідники створили власну програму для обробки аналізів крові, яка працює значно швидше, ніж за тим алгоритмом, що пропонувався в статтях.
Втім, пошуки шляху повної автоматизації процесу обробки аналізів були продовжені. В удосконаленому, остаточному варіанті програми було використано одну досить цікаву модель – клітинний автомат.
Далі наводиться скріншот програми. Фотознімки крові, що використовуються програмою на рисунку, зроблені власноруч у лабораторії Міської клінічної лікарні №5 екстреної та швидкої медичної допомоги м. Запоріжжя.
Алгоритм роботи програми
- Завантаження зображення аналізу крові після порогової фільтрації.
- Клітинний автомат.
2.1. Нумерація усіх чорних пікселів послідовними натуральними числами, починаючи з одиниці. Білі клітини позначаються нулем.
2.2. Заміна в циклі значення номеру кожного пікселя на найбільше з сусідніх. Після того, як зображення стало інваріантним відносно цього перетво-рення, виявляються замкнуті області, усередині кожної з яких усі пікселі мають однаковий номер. - Виділення областей, знаходження їх границь та площ. Підрахунок кількості об’єктів.
Зрозуміло, що отриманий результат не є абсолютно точним, через такі причини:
- Порогова фільтрація «обрізає» крайні частини зображення як занадто темні. При введенні в експлуатацію цей недолік можна компенсувати введенням поправочного коефіцієнту, оскільки густина клітин однакова по всій площі поля зору.
- Деякі клітини є такими, що «злиплись» між собою – алгоритм порахує їх за єдину клітину. Цей недолік усувається шляхом введення граничних значень розміру однієї клітини (це було реалізовано в програмі).
Фахівці-науковці визнали перспективність застосування розробленої комп’ютерної програми.Бажаємо нашим юним дослідникам наснаги на шляху пізнання, успіхів та наукових досягнень!
