Инженерные биологические системы

Профиль «Инженерные биологические системы: Агробиотехнологии» посвящен разработке современных устройств, способных создать оптимальные условия для сохранения, роста и развития биологических объектов различного уровня сложности.

Одной из глобальных целей развития современных агробиотехнологий является улучшение качества потребляемой человеком продукции, развитие, упрощение и внедрение современных технологий в быт современного человека и повышение качества жизни человека в целом.

Так, разработка умных устройств для применения в агробиотехнологиях позволит сократить разрыв между урожайностью культур в различных климатических зонах, повлиять на сохранение биоразнообразия и при необходимости обеспечить человека полезными и питательными продуктами в необходимых объемах.

Одной из актуальных задач профиля является разработка технологии микроклонального размножения отдельных видов растений с целью получения генетически однородного посадочного материала с высоким коэффициентом размножения для последующей адаптации в замкнутых и открытых системах. В процессе погружения в тематику профиля участники профиля познакомятся с базовыми компетенциями, необходимыми для работы с ситифермами, гидропонными и аквапонными системами, технологиями аквакультуры, агробиотехнологиями.

В рамках первого отборочного этапа участникам предстоит решить задачи олимпиадного уровня по химии и биологии в предметном туре.

Также участникам предстоит решение индивидуальных задач профиля, направленных на подготовку к участию на втором и заключительном этапах (решения этих задач будут использоваться участниками на следующих этапах олимпиады) в инженерном туре.

Индивидуальные задачи профиля разделены по компетенциям (направлениям), которые будут востребованы в команде при решении командных задач. Теоретические знания можно почерпнуть из образовательного блока. 

В ходе первого этапа участники смогут не только оценить уровень знаний, но и сориентироваться в тематике, получить представление об актуальности разработок в данной отрасли, а также дополнить недостающие компетенции с помощью образовательного блока.

Задания второго этапа выполняются в командах и являются междисциплинарными (химия, биология, конструирование и проектирование, информатика). Задания будут направлены на формирование ролевых компетенций и усвоение тематических знаний, в том числе:

• освоение биотехнологических методов и лабораторных практик;
• проведение расчетов с использованием данных из актуальных нормативных документов;
• основы проектирования;
• программирование микроконтроллеров;
• схемотехника;
• идентификация биологических объектов и их свойств;
  
• оценка качества сырьевой продукции;
• химический анализ.

Участники в командах должны распределить ответственность за решение задач в соответствии с выбранными ролями. Для развития разных компетенций и взаимозаменяемости в команде каждый участник может решать все предложенные задачи.

Одним из важнейших элементов второго этапа является процесс формирования команды и выстраивание рабочих взаимоотношений внутри нее. Своевременное распределение задач и эффективное использование рабочего времени поможет получить наиболее высокий результат.

Также полученные навыки и знания помогут быстро и верно решать задания на заключительном этапе.

Инженерный тур заключительного этапа включает в себя задачу по созданию технологии полного цикла выращивания биологических объектов с разработкой инженерно-биологической системы для ее полной или частичной реализации. Расчеты опираются на открытые данные и характеристики, полученные на полигоне в режиме реального времени.

В процессе решения задания команде предстоит:

• получить экспериментальные данные в процессе исследования биологических объектов на полигоне;
• создать технологию совместного выращивания заданных биологических объектов;
• разработать инженерно-биологическую систему (ситиферму) с комплектом технической документации (3D-модель, спецификации оборудования);
• разработать систему автоматизации и контроля для созданной установки;
• собрать действующий прототип разработанной системы на полигоне и протестировать его;
• провести ряд расчетов, включая оценку продуктивности и энергоэффективности разработанной системы.

Предметный тур заключительного этапа состоит из решения олимпиадных задач по биологии и химии в индивидуальном порядке.