如何把你的爱好变成科学项目?Broadcom MASTERS选手怎么做的?

说到做科研,很多人的第一反应就是需要用显微镜来观测、或是搭建一个很高级的模型,但科研并不是全都这么“高大上”。艺术、运动、骑马…青少年完全可以在兴趣爱好中找到研究灵感。
把兴趣转变为一项科学项目是门学问。如何找到自己想要解决的问题,并把它付诸实践?如何把你的爱好变成科学项目?而这就是2022 Broadcom MASTERS选手在做的事情。这些打败无数竞争对手,晋级决赛的美初学生都做了哪些研究?下面就来看看他们的采访吧!

从黄金比例“看”程序设计

14岁的Elizabeth Shen为计算机设计了一种新的数据存储方式,组委会认为Elizabeth展现了创新性,且富有远见。她发现花瓣图案的黄金比例布局可以让其均匀的暴露在阳光下,这给了她设计的灵感,设计了一个能帮助计算机跨内存设备均匀写入数据的数据存储系统,有效减少了访问单元格的平均次数,让内存更不易被磨损。
以下选自Science News Explores的采访
Q是什么启发了你做这个项目?
A我从小就是一个有艺术气质的人。四年级时,我的美术老师教我们黄金比例,这是我第一次接触到这个概念。在我去年更换电脑内存条的时候,父亲告诉我计算机会在内存设备上不均匀的写入数据,我突然意识到,或许可以用黄金比例来让它保持均衡。
Q这个项目中你最喜欢的部分是什么?
A应该是实验部分。我通过在计算机上运行程序来测试她的黄金比例技术,但我在开展这个项目之前并没有编程基础。
我花了几个月读完了一本关于编程的教科书。编写算法是一个非常乏味的过程,但在看到计算机按我所想来运行的时候,感觉所有付出都值了。
Q你对下一届博通选手有什么建议吗?
A不要给自己设限,你的潜力远超自己的想象。以我的经历为例,我一直以为自己是一个擅长写作、比较文艺范儿的女孩,也从没有想过计算机科学会成为我的爱好。
在学了一些编程知识后,我发现它可以和艺术相结合、变成一种新的自我表达方式。就像以前是文字、绘画,现在是编程。

初衷是为心爱的小马减轻痛苦

13岁的双胞胎Emma和Sarah研发了一个用于治疗马炎症性呼吸道疾病的便携式支气管扩张剂输送系统,在博通赛场夺得新星奖。
美国有近五分之一的马匹患有慢性哮喘,她们设计了一套便携装置,使用连接在马缰绳上的手动泵和管道将药物喷洒在马的鼻子附近,这样就可以在骑马时喂药。
以下选自Science News Explores的采访
Q是什么启发了你做这个项目?
A从我们开始学骑马,到现在已经有四年了。我们经常骑的一匹马患有哮喘,在天热的时候,每次长途骑行它都需要频繁深呼吸,看到马儿呼吸困难,我们真的很难受。当我们调研发现美国有超过100万匹马患有哮喘病时,我们就决定做点什么。
Q你们的合作顺利吗?接下来有什么计划?
A非常顺利。我(Emma)对兽医学感兴趣,而Sarah对工程学更感兴趣,我们在各自擅长的领域提出自己的想法,创造出这个结合两个人智慧才能做出来的装置。
我们会基于这个装置开始下一个科学项目。我们尝试发明一些东西,比如一个马匹哮喘警报装置。当这匹马哮喘发作时,它会向某人手机上的APP发送信号,及时提醒骑手用便携式装置给马喂药。

巧用物理学研究投球技巧

12岁的Tate Baum想知道投出完美弧线球背后的物理学原理。在他的项目中,他用传感器收集了球体投掷后的数据,研究了各个因素与曲线球强烈向下旋转特性的相关性,在博通赛场夺得新星奖。
以下选自Science News Explores的采访
Q是什么启发了你做这个项目?
A我是棒球队的一名投手,从小对棒球感兴趣。我见过职业赛场的选手和教练使用这类数据来完善他们的投球。为了学习如何投出最好的弧线球,我也想做类似的研究。
Q你的项目是否提升了自己的投球技术?
A当然了,帮助非常大。以前我会竭尽全身力量去投球,现在我有理论研究的“加持”,知道了向下旋转更多的球场往往具有更低的速度、更高的旋转速率和更高的旋转效率。为了得出一些结论,我特地花了一个下午,投了34个球来丰富我的数据集。比起一股脑用力,现在我的投球更多了些“巧劲”。
Rising Star Awards是用来表彰那些年轻、且做出一定成果的参赛者的奖项,上面提到的Tate Baum和Sarah Charlotte Simmons(双胞胎姐妹花里喜欢工程的那个)正是该奖项的获得者。
作为博通最“特殊”的一个奖项,这两位小小科学奖将获得作为学生观察员参加ISEF的机会!
ISEF国际科学与工程大奖赛是享誉全球的中学生科研赛事,一年把40+参赛者送进MIT,ISEF对Top美本的招生官有相当“致命”的吸引力!
为什么顶尖美本对ISEF的认可度这么高?拥有一段科研经历对申请有怎样的帮助?科研小白该如何从零开始冲击ISEF?
北京时间本周四(11月17日)晚20:00,ISEF物理学科专场来袭!想冲击ISEF全球总决赛、想为申请申请履历增色、想让梦校看到你的研究热情和学术潜力的同学千万不要错过哦!
如何把你的爱好变成科学项目?艺术+计算机、棒球+物理学,科研还能这么“玩”!