SCAMT Workshop Week — это научная школа для студентов и аспирантов, которую дважды в год проводит химико-биологический кластер ИТМО. Участники посещают лекции и воркшопы, развивают soft-skills, а также работают над научными проектами по одному из двух треков: экспериментальному (работа в лабораториях) или цифровому (исследования на стыке IT, биологии и химии). Главный партнер воркшопа — Передовая инженерная школа ИТМО.

Уже второй год подряд школа проходит в формате дополнительного профессионального образования — все участники получают специальные сертификаты. По завершении школы желающие смогут продолжить научный путь в ИТМО: пройти стажировку в международном научном центре SCAMT или ПИШ ИТМО, довести проект до научной публикации или инвестиционного предложения, а также поступить в магистратуру без экзаменов.

В этом году заявки на участие в SCAMT Workshop Week подали 281 человек, среди которых отобрали 47 участников из 11 регионов России: Москвы, Санкт-Петербурга, Краснодарского края, Тюменской, Свердловской, Башкортастан, Ростовской и других областей.

Студенты работали над проектами в области биологии и химии на стыке с IT: разрабатывали дизайн аптамеров в качестве биосенсоров антибиотиков в продуктах питания, создавали тканеинженерные конструкции для заживления ран, а также гибкие сенсоры с магнитными композитами, которые могут быть полезны для доставки лекарственных средств, в оптике и авиакосмической промышленности. Подробнее о некоторых проектах рассказываем в материале.

Предсказание магнитных свойств наночастиц с помощью машинного обучения

Мария Бурычкина, МГУ, «Геохимия»

— Мы разрабатывали модель, которая могла бы предсказывать свойства еще не изученных магнитных свойств наночастиц. С их помощью можно создавать более миниатюрные и энергоэффективные электронные устройства, разрабатывать высокоскоростные и экономичные компоненты (например, магнитные резисторы и квантовые точки), которые способны значительно ускорить запоминающие устройства и процессоры.

Мы изучали, насколько хорошо обучаются разные модели для наших целей и, в частности, испробовали два разных подхода в машинном обучении: Bagging Regression (это практический, проверенный метод для улучшения стабильности моделей) и Kolmogorov-Arnold Network (это более теоретическая концепция, которая имеет потенциал, но пока используется реже). Вторая модель показала не такие хорошие результаты, как первая, и плохо обобщила закономерности — мы связываем это с тем, что в нашем датасете не хватало определенных параметров.

Я решила поучаствовать в воркшопе, чтобы поближе познакомиться с ИТМО: не раз слышала от близких друзей, что здесь можно построить хорошую научную карьеру.

Сразу после воркшопа меня пригласили в SCAMT на стажировку по другому проекту — «Предсказание структуры и свойств молекулярных кристаллов». Здесь я буду учиться делать ряд предсказаний относительно молекулярных кристаллов: например, предсказывать энергию решетки для последующей оценки растворимости или оценивать вероятность совместной кристаллизации двух веществ. Надеюсь, что по итогу этой работы мы напишем научную статью и я стану соавтором. Также в планах у меня поработать в августе над еще одним проектом в SCAMT, в лаборатории Energy Lab.

Проект «Сборка нуклеотидных последовательностей de novo»

Валерия Вибе, Академия Биологии и Биотехнологии, ЮФУ, «Биология»

— Наша команда занималась сборкой гена, который затем был «вставлен» в плазмиду, а плазмида — в бактерию: у нас получилась своего рода генно-инженерная «матрешка». Плазмида — это внехромосомная кольцевая молекула ДНК у бактерий, способная к автономной репликации. Она используется в генной инженерии для создания библиотек генов, проведения трансформации, получения целевых генов и белков. Нашей основной задачей было собрать плазмиду и жизнеспособные бактерии с ней.

Мы работали с оборудованием и биологическим материалом в лаборатории: собирали фрагменты искомого гена, получали компетентные клетки (то есть способные принять плазмиду), встраивали собранный ген в плазмиду, а затем добавляли плазмиды к компетентным клеткам. На следующий день бактерии размножились до видимых невооруженным глазом колоний — это означало, что трансформация прошла успешно!

Это мой первый опыт участия в научной школе от института SCAMT, до этого я участвовала в Advanced Workshop Week от ПИШ ИТМО. Об SWW я узнала от своей подруги, которая не раз посещала эту школу и поступила в магистратуру ИТМО. Прежде всего, на научной школе я прокачала практические навыки работы в лаборатории, также важным для меня стал воркшоп по публичным выступлениям. Приемы, о которых узнала на воркшопе, я применила уже на защите проекта.

Проект «Искусственный интеллект для дизайна лекарств против ВИЧ»

Тимофей Лищенко, РТУ МИРЭА, «Прикладная математика»

— Наша команда использовала машинное обучение для генерации новых молекул, которые потенциально могут подавлять вирус иммунодефицита человека. Для этого мы попытались научить ИИ предсказывать, какие соединения могли бы стать основой для новых лекарств. Такой подход способен значительно ускорить поиск препаратов, в отличие от традиционных методов, которые занимают годы. В будущем такие технологии могут помочь ученым быстрее находить перспективные соединения для лечения различных заболеваний.

Для поиска таких молекул нужно больше времени и ресурсов, чем неделя, но из десяти тысяч сгенерированных нами соединений пять выглядят многообещающими, и мне было бы интересно продолжить работать над этим проектом. 

Мне было интересно, как ИИ можно применять в новой для меня сфере. В SWW участвую впервые – узнал о школе в интернете, когда искал мероприятия, связанные с ИИ. Решил попробовать ради нового опыта, знакомств и возможности поступления в магистратуру, потому что рассматриваю ИТМО для дальнейшего обучения. За неделю прокачал сразу несколько навыков: от работы с новыми ИИ-инструментами до научной коммуникации. Особенно полезной была лекция о публичных выступлениях, которая помогла лучше понять, как презентовать свои идеи.

В будущем SWW ждет обновление — научная школа изменит формат, но сохранит акцент на практической работе. Следить за новостями можно в соцсетях SCAMT (группа ВКонтакте и телеграм-канал) и ПИШ (группа Вконтакте и телеграм-канал) .