Олимпиада национальной технологической инициативы nti-contest.ru «Информация»

1. Олимпиада национальной технологической инициативы nti-contest.ru «Информация»

Многопрофильная командная инженерная олимпиада
для школьников 9-11 классов:
Всероссийский охват
Кейсы и технологические задачи
Бонус к поступлению в ВУЗы (100 баллов ЕГЭ)

2.

Профили Олимпиады НТИ
КЛАСТЕР «ИНФОРМАЦИЯ»
Новые технологии изменяют нашу жизнь:
самые востребованные профессии будущего
будут связаны с программированием
и интернетом: Что еще мы сумеем сделать
с помощью машинного обучения? Для чего
может быть полезна виртуальная реальность?
Как быстро и безопасно передавать огромные
объемы данных?
Об этом — профили олимпиады,
Большие данные и машинное обучение
Технологии беспроводной связи
VR & AR: Виртуальная реальность
объединенные в кластер «Информация».
2

3.

Слайд для учителя
Ниже мы предлагаем специальные слайды для учителя, информация
на которых поможет вам сопровождать презентацию комментариями
и выдержками из текста, а также поглубже познакомить учащихся
с подготовкой по предметам к конкретными профилями Олимпиады.
Слайды даны перед тем смысловым блоком, к которому относится
информация на них.
Приложение 1 содержит викторину «Вопрос-ответ». Учитель может
провести письменную или устную викторину в классе - после презентации.
Ответы рекомендуется представить детям в виде слайдов (с картинками,
ссылками и поясняющими цитатами)
ВНИМАНИЕ!!!
Перед демонстрацией презентации детям «Слайды для учителя»
рекомендуется удалить.
3

4. Перспективы отрасли

Слайд для учителя
«Информация» и будущее
Развитие информационных технологий связано во многом с изменением моделей
индивидуального поведения, мобильности, доступности информации и обусловлено
формированием нескольких основополагающих тенденций и рынков. В первую очередь это
рост значения и использования средств Big Data (Большие данные). Высокие темпы
среднегодового роста приведут к тому, что рынок решений Big Data будет обгонять темп
роста рынка информационных и телекоммуникационных технологий.
Уже сегодня технологии работы с большими данными оказывают существенное влияние на
работу бизнеса и государственных организаций, что достигается посредством разработки
множества сервисов по IТ, повышением потенциала для аналитики, новой организации
бизнес-процессов. Решения в области больших данных опираются на инфраструктуру сбора
и обработки информации об окружающей среде, объектах управления или исследования,
роста различных датчиков, устройств мониторинга и обработки информации и т.д., что и дает
возможность получать огромный массив данных. Применение сложных алгоритмов и моделей
к этим данным дает новое качество управления, прогноза развития систем. Однако
наращивающиеся объемы информации приводят к возникновению сложностей, связанных с
хранением и обработкой больших массивов данных.
Третьей существенной тенденцией, оказывающей влияние на IТ, является наблюдающаяся
конвергенция рынков. Примером может служить взаимопроникновение автопрома, телекома,
мобильных интеграторов и финансово-страховых компаний.
4

5. Перспективы отрасли

Слайд для учителя
«Информация» и будущее
В рамках концепции «Интернета всего» будет происходить интеграция решений обеспечения
связи, в том числе коммуникаций, на новых принципах, с использованием спутниковой связи,
стандарта 5G, вместе с тем будет разрабатываться комплекс по управлению информацией и
обеспечению защиты (шифрования) на всех уровнях передачи данных, включая защищенное
аппаратное обеспечение вычислительных и телекоммуникационных систем.
Прогрессирующее в последние годы технологии виртуальной и дополненной реальности
решают сразу несколько задач: это и безопасное безрисковое обучение в моделируемых
условиях, приближенных к реальности (VR-тренажеры и симуляторы, направленные на
обучение навыкам работы со сложным оборудованием, обслуживания технических агрегатов,
отработку навыков управления транспортными средствами, оценку компетентности
технического персонала), это и проектирование с элементами визуализации (визуализация
объектов проектирования в масштабе 1:1, наглядное представление инженерных расчетов,
CAD-данных, результатов моделирования), это и улучшение работы ситуационных центров
(обеспечение команд специалистов широким инструментарием коллективного
взаимодействия в виртуальной среде для принятия решений в ходе оперативного управления
комплексными процессами и объектами). Также это сфера развлечений, медиа и маркетинга
(интерактивные модели продуктов и объектов, позволяющие продемонстрировать клиентам
все предлагаемые преимущества в действии).
5

6.

Экскурс в историю
Кто владеет информацией, тот обладает властью.
Добыть информацию и передать её – но так, чтобы враги в случае чего не смогли ей
воспользоваться. Древний военачальник зависел от быстрых ног гонца. Шифр Цезаря
(прообраз современных систем шифрования) взламывали, ища в нём самые частотные буквы.
Почти все древние шифры были взломаны либо современниками, либо потомками.
6

7.

Экскурс в историю
Изобретение телеграфа - новый технологический скачок.
Это изобретение дало невиданные возможности и обеспечило новую скорость передачи
данных, а также стало вызовом для шифровальщиков. Не зря в дальнейшем совет «...Чтобы
непременно были заняты а) телефон, б) телеграф…» стал классическим советом
успешных восстаний. Сейчас
7

8.

Мечты о будущем
Данные… много данных… очень много данных…
Данные фитнес-браслетов и видеорегистраторов. Медицинские данные. Сведения
о банковских операциях. След, который человек оставляет в соцсетях… Можно ли извлечь
пользу из этих данных? Конечно. Поисковик уже сейчас анализирует ваши запросы, чтобы
точнее предложить рекламу.
8

9.

Мечты о будущем
Можно ли научить робота плохому?
Самообучающийся робот Тэй стала человеконенавистницей всего за сутки, потому что
общалась с пользователями сети Twitter. Так что робогогика – подбор информации
и обучение роботов – это перспективная профессия будущего.
9

10. Что такое Бигдата?

11.

Большие данные
и машинное обучение
В 2016 году финалисты Олимпиады НТИ
работали с данными пользователей
«Одноклассников». В 2017 они создавали
алгоритмы, определяющие авторство
текста – на огромной выборке дневников
людей XIX и XX века.
В 2018 году финалисты получили выборку
данных по пациентам с онкологическими
заболеваниями мозга. Им необходимо было
предсказать ход развития болезни и
оценить эффективность лечения.
Алгоритмы, созданные школьниками 13 и
15 лет, справлялись с задачей лучше, чем
взрослый опытный доктор.
11

12. Большие данные и машинное обучение

Задача, которую предстоит решить
Задача финала: анализ набора данных с
целью предсказания некоторых характеристик.
ООО
Это может быть анализ текстов новостей и
выделение из новостного потока ключевых
событий.
Включен в список РСОШ
Отборочные
этапы:
математика
информатика
Рынки НТИ:
NeuroNet
12
12

13.

Слайд для учителя
Отборочный этап
Информатика (8-11 кл).
Предметные: Знание основных структур программирования (условные конструкции, циклы,
типы данных, функции и процедуры)
Надпредметные: Язык Python и библиотеки
Математика (8-11 кл).
Предметные: Основные знания из алгебры: векторы, понятие производной, владение
операциями над функциями, основы математического анализа
Надпредметные: Основы Теории Вероятностей и задачи на построение Алгоритмов
Теория Вероятноcтей https://www.coursera.org/learn/probability-theory-basics,
Основы машинного обучения https://www.coursera.org/learn/vvedenie-mashinnoe-obuchenie
Основы языка Python https://stepik.org/course/512/
13

14. Каковы технологии беспроводной связи?

15.

Технологии
беспроводной связи
Участники профиля «Технологии
беспроводной связи» решают задачи
построения сетей и обеспечения связи в
условиях, когда одновременно с ростом
числа подключаемых устройств и количества
трафика повышаются требования к
надежности и производительности систем.
Участники направления работают в условиях,
максимально приближенных, к реальным
условиям работы инженера: ограниченное
время на решение задачи, отсутствие
“готового решения” и однозначного
технического задания, низкоскоростные и
зашумленные каналы связи, определенные
требования безопасности к кодированию
данных для передачи
15

16. Технологии беспроводной связи

Задача, которую предстоит решить
Используя различные беспроводные каналы
связи, финалисты должны будут
локализовать ошибки и восстановить
работу удаленного объекта. Такая
проблема регулярно возникает, например,
при восстановлении работоспособности
автоматических космических аппаратов.
По итогам расшифровки данных, полученных
по каналам связи, команды
собирают/ремонтируют/ дорабатывают макет
контрольного устройства.
Включен в список РСОШ
Отборочные
этапы:
информатика
математика
Рынки НТИ:
AeroNet
SpaceNet
16

17.

Слайд для учителя
Отборочный этап
Задачи составлены таким образом, что для их решения требуются знания школьного
уровня по программированию, математике и геометрии, а также азы по
помехоустойчивому кодированию.
От этапа к этапу повышается, как сложность задач, так и их специфика. По мере
продвижения команд к финальному от участников и команд требуются все больше
знаний и навыков по следующим темам: методы исследования каналов связи и
обработки сигналов, методы борьбы с шумами, получение практических навыков по
помехоустойчивому кодированию в системах связи, практика работы с бинарными
файлами - байтами и битами, практика работы с анализом информации разных типов:
графической, текстовой, основам теории автоматического управления.
17

18. Что такое виртуальная и дополненная реальность?

18

19.

Мечты о будущем
VR – это не только развлечение…
В крупных городах квесты в виртуальной реальности открываются на каждом углу. Также
многие приложения содержат элементы дополненной реальности, например
известная игра PockemonGo. Неужели это и есть основная ниша модной технологии VR?
19

20.

Мечты о будущем
Но и обучение.
Крупные автопроизводители представляют концепты автомобилей с виртуальной
реальностью. Но больше всего решений предлагают для VR-обучения – оно может
оказаться гораздо дешевле и безопаснее традиционного. Например, появились
тренажёры для военных. Акушеров и врачей также тренируют в виртуальной реальности.
20

21. VR & AR: подпрофиль «Виртуальная реальность»

VR & AR:
подпрофиль «Виртуальная реальность»
Задача, которую предстоит решить
Финалисты разработают тематическое
приложение с дополненной реальностью,
используя собственные трехмерные модели и
систему распознавания объектов. Основная
базовая задача: реализация распознавания
объектов в реальном времени, с использованием
программных инструментов и открытых библиотек
для работы с видеопотоками и видеофайлами.
Включен в список РСОШ
Отборочные
этапы:
информатика
математика
Рынки НТИ:
NeuroNet
21
21

22. ВКонтакте: vk.com/nticontest vk.com/nticontest21 Чувашия

ПОРТАЛ
ОЛИМПИАДЫ НТИ:
WWW.NTI-CONTEST.RU
ВКонтакте: vk.com/nticontest
vk.com/nticontest21 Чувашия
По всем вопросам вы можете
обращаться по адресу:
[email protected]
Чебоксары, ул. К. Маркса, д. 54, 206а
Тогузов Сергей Александрович
8(927)857-73-85

23.

Приложение 1
23

24.

Вопрос-ответ
ДА
НЕТ
Можно ли «научить» мобильное приложение разбираться
в марках и моделях авто?
Правда ли, что нейросеть, работающая на компьютере за 25
долларов, может посчитать количество пчел в улье?
Действительно ли нейросети трудно отличить мопса от
черничного маффина?
Правда ли, что тренировки в шлемах виртуальной
реальности позволяют убрать страх высоты?
Правда ли, что автомобили с виртуальной реальностью
можно купить уже сейчас?
Только очень высокоорганизованные животные различают
свое изображение в зеркале. Правда ли, что животные
реагируют на объекты в виртуальной реальности?
24

25.

Вопрос-ответ
ДА
НЕТ
Правда ли, что уже сейчас над зонами стихийных бедствий
летают дроны мобильной связи, чтобы люди могли
позвонить и успокоить близких?
Правда ли, что на Луне уже есть вышка сотовой связи?
Правда ли, что больше 400 км федеральных трасс
не обеспечены мобильной связью?
Правда ли, что руководителем команды программистов
миссии Аполлон-11, написавшим код, обеспечивший посадку
на Луну в условиях аварийной работы нескольких устройств,
была женщина-самоучка моложе 35 лет?
Правда ли, что первый сеанс видеосвзи был задолго до
скайпа, еще в первой половине XX века?
25

26.

Ответы. Слайд для учителя
Можно ли «научить» мобильное приложение разбираться в марках и моделях авто?
ДА
Правда ли, что нейросеть, работающая на компьютере за 25 долларов, может посчитать
количество пчел в улье? ДА (обычной raspberry pi достаточно для распознавания и
подсчета пчел)
http://matpalm.com/blog/counting_bees/
Действительно ли нейросети трудно отличить мопса от черничного маффина?
ДА
Правда ли, что тренировки в шлемах виртуальной реальности позволяют уменьшить страх высоты?
ДА
https://www.popmech.ru/science/news-432222-virtualnaya-realnost-lechit-strah-vysoty-bez-pomoshchivrachey/
Правда ли, что автомобили с виртуальной реальностью можно купить уже сейчас?
НЕТ (пока это только прототип)
https://www.popmech.ru/vehicles/news-401172-renault-pokazala-bespilotnyy-koncept-kar-s-sistemoyvirtualnoy-realnosti/
Только очень высокоорганизованные животные различают свое изображение в зеркале. Правда ли,
что животные реагируют на объекты в виртуальной реальности?
ДА (даже рыбки реагируют)
https://www.popmech.ru/science/news-384122-kak-zhivotnye-vedut-sebya-v-virtualnoy-realnosti/
26

27.

Ответы. Слайд для учителя
Правда ли, что уже сейчас над некоторыми зонами стихийных бедствий летают дроны мобильной
связи, чтобы люди могли позвонить и успокоить близких?
НЕТ (а вот аэростаты - летают)
https://www.popmech.ru/technologies/news-391052-vozdushnye-shary-vernut-mobilnuyu-svyaz-v-puertoriko/
Правда ли, что больше 400 км федеральных трасс не обеспечены мобильной связью?
ДА
https://www.popmech.ru/vehicles/403622-nazvany-rossiyskie-trassy-s-hudshey-mobilnoy-svyazyu/
Правда ли, что руководителем команды программистов миссии Аполлон-11, написавшим код,
обеспечивший посадку на Луну в условиях аварийной работы нескольких устройств, была женщинасамоучка моложе 35 лет?
ДА. Руководила этой группой Маргарет Гамильтон, на момент высадки на Луну ей был
31 год, а некоторые из ошибок случайно помогла отладить ее 4-летняя дочь Лорен.
https://habr.com/company/edison/blog/278585/
Правда ли, что первый сеанс видеосвзи был задолго до скайпа, еще в первой половине XX века?
ДА (первый сеанс видеосвязи был в 1927 году между Нью Йорком и Вашингтоном)
https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_videotelephony
27