3M國際青年科學家挑戰賽是一項激發和挑戰中學生創造性思維，並鼓勵運用STEM的知識去解決(jue) 現實問題的比賽。比賽最早是在1999年由 Discovery Communications 首次發起，2008年 Discovery Education 與(yu) 3M攜手合作，旨在培養(yang) 下一代問題解決(jue) 者，並為(wei) 學生提供了直接與(yu) 3M科學家合作的獨特機會(hui) 。
3M青年科學家挑戰賽每年舉(ju) 辦一次，邀請5-8年級的學生提交1-2分鍾的視頻，介紹解決(jue) 日常問題的獨特解決(jue) 方案，展示利用科學技術創新創造的能力，最終獲勝者將有機會(hui) 贏得接受科學家一對一的研究指導和 25,000 美元大獎。之前的挑戰賽曾湧現出許多創造性的解決(jue) 方案，包括節水、噪聲汙染、能源消耗和提高公共交通效率等。
2025機構“小小科學家”一對一獨家科學指導方案，旨在激發學生們(men) 對科學的興(xing) 趣，獨立完成一項屬於(yu) 自己的小作品並提交參加3M科學賽。
# 比賽時間 #
挑戰開始
2025 年 1 月 8 日
挑戰結束
2025 年 5 月 1 日
決(jue) 賽入圍者和國家優(you) 異獎獲得者公告
2025 年 6 月
決(jue) 賽
2025 年 10 月
獲獎名單公布
2025 年 10 月
# 適合學生 #
在美國50個(ge) 州就讀的，想要用科學和創新解決(jue) 現實世界的問題，5-8年級學生們(men) 。
# 競賽內(nei) 容 #
參加挑戰賽不需要製作原型機或依賴高端實驗室，學生圍繞解決(jue) 一個(ge) 對他們(men) 、學校、家庭或社區產(chan) 生積極影響的問題，用手機或簡單的數碼相機創作1〜2分鍾的視頻，交流想法背後的科學，評委根據創造力、科學知識和有效的溝通技巧進行評判。
# 推薦主題 #
比賽不限製參賽作品主題，推薦以STEM領域為(wei) 主導，你將如何：
改善未來的生活
改善人類健康
改善安全性
改善流動性
改善地球環境
改善能源消耗
改善社區
……
# 競賽獎項 #
Grand Prize Winner 大獎獲得者
Two Runner-Up Prizes 傑出獲勝者
Improving Lives Award 最佳改善生活獎
Finalists 決(jue) 賽入圍者
State Merit Winners 州賽獲勝者
Honorable Mention 榮譽獲勝者
# 評分設置 #
創造力（占分數的 30%）
獨創性和創新思維。
科學知識（占分數的 30%）
將 STEM 原則應用於(yu) 真正的挑戰。
說服力和有效溝通（占分數的 20%）
展示熱情和研究。
整體(ti) 表現（占分數的 20%）
連接所有點以激勵他人。
# 參賽收獲 #
1、競爭(zheng) 超級大獎，獎金25,000美元，這將是你人生中一次難忘的科學研究學習(xi) 經曆；
2、決(jue) 賽入圍者們(men) 將有機會(hui) 跟隨著名的3M高管和科學家一對一學習(xi) 交流；
3、找到誌同道合的小夥(huo) 伴們(men) ，參與(yu) 這項活動的同學們(men) 都是對科學活動充滿熱情的；
4、在這項活動過程中，你將突破現實教室的壁壘，走進聯動的新世界；
5、你的競爭(zheng) 對手的創新想法，真的會(hui) 對現實世界產(chan) 生影響帶來改變；
6、決(jue) 賽入圍者將他們(men) 的視頻比賽創意呈現給傑出的評審團；
7、在這項互動中沒有傳(chuan) 統的教科書(shu) ，你可以天馬行空，發揮你的創造力和想象力；
8、決(jue) 賽入圍者們(men) 將有機會(hui) 會(hui) 見3M的高管和科學家們(men) ；
9、這項活動將帶領你走進科學世界，並成為(wei) 你的活動履曆中重要的一項，對你的升學和科學學習(xi) 之路產(chan) 生重要影響；
10、在這裏，你將有可能會(hui) 成為(wei) 美國的下一位傑出青年科學家。
# 往屆獲獎作品 #
Marietta在全國青年科學家比賽中獲得第二名，他製作了一份能夠幫助視力有問題的人輕鬆烹飪的項目，而獲得大賽第二名，並同時獲得大賽的改善生活獎。
Mahapatra 因其名為(wei) “基於(yu) 機器學習(xi) 的優(you) 化烹飪操作的無障礙友好指導係統”的項目獲得了第二名和公眾(zhong) 投票獎，該項目部署了邊緣計算和先進的視覺算法，以幫助視力障礙人士輕鬆烹飪。新聞稿稱，這名青少年的靈感來自他的姑姑，姑姑因青光眼導致失明而不得不放棄做飯。
Mahapatra 今年早些時候申請了這項挑戰，並被選為(wei) 全國申請者中的前 10 名決(jue) 賽選手。Mahapatra 說他計劃成為(wei) 生物科學領域的計算生物學家/數據科學家。
他在他的3M 傳(chuan) 記頁麵上說：“我對機器學習(xi) 領域產(chan) 生了非常強烈的熱情，並且真的想解決(jue) 現實世界的問題並發明新的功能和解決(jue) 方案。”
Kriesh Tivare獲得電動汽車充電科學實驗獎
Kriesh Tivare 全國“3M 青年科學家挑戰賽”中獲得了弗吉尼亞(ya) 州優(you) 異獎，他進行了一項實驗，該實驗研究了如何在道路上使用線圈為(wei) 玩具車提供動力來實現非接觸式充電。
“它基本上是在汽車駛過時給汽車充電，”Kriesh Tivare說。在他的獲獎實驗中，Kriesh 解釋了如何通過輪胎按壓道路上的開關(guan) 來閉合電路並使用電磁感應為(wei) 車輛供電，而不是讓固定充電站恢複供電。
Kriesh 是在他的家人外出旅行並且不得不為(wei) 他們(men) 通常每天充電的特斯拉 Model 3 的充電站尋找和消磨時間時想到的。在 2019 年去波士頓的一次家庭旅行中，裏程焦慮很明顯，因為(wei) 他們(men) 必須每五到六個(ge) 小時休息一次，需要 45 分鍾到一個(ge) 小時來充電。
“在商場裏，有一個(ge) 專(zhuan) 門用於(yu) ……充電的地方，很多充電站已經投入使用，”他說，對比了充電站和加油站的數量。
Kriesh 使用釣魚竿在小型 PVC 管道上纏繞數百次線圈，創造了自己的材料。
他使用頻率發生器為(wei) 道路模型上的線圈供電，並使用示波器測量感應的功率，並嚐試使用不同的線圈和頻率以最大限度地提高效率。
在麥克萊恩的 Cooper 中學上八年級，Kriesh 喜歡曆史和數學課，並且可以將自己視為(wei) 一名天文工程師，發現行星或尋找太空中的生命。
非接觸式充電——Kriesh 在他的參賽作品中使用的術語——正在成為(wei) 現實。例如，ElectReon Wireless Ltd. 公司已在以色列和瑞典的公共道路上為(wei) 公共汽車和卡車部署了其技術。
加利福尼亞(ya) 的研究人員在1970 年代和 1980 年代檢查了這項技術，並最終測試了運動中的電動汽車。一個(ge) 1992年的報告調查通電高速公路的可行性指出道路感應器將花費“每車道英裏數百萬(wan) 美元”，但對於(yu) 車輛設備的成本是“相當多的不確定性”在那個(ge) 時候。
康奈爾大學的一個(ge) 研究小組由電氣和計算機工程副教授 Khurram Afridi 領導，一直致力於(yu) 改進電動汽車的道路充電技術，他們(men) 說這些技術可以用於(yu) 從(cong) 電氣化高速公路到支持製造倉(cang) 庫中的自動叉車和機器人。
Afridi在有關(guan) 該技術的視頻中表示，對需要維修的基礎設施進行變革的時機可能是正確的。
Kriesh 有興(xing) 趣繼續他的實驗，研究 5G 信號如何允許道路線圈在沒有壓力板的情況下為(wei) 車輛充電，從(cong) 而避免他的模型車需要通過開關(guan) 。
“未來，5G網絡將取代道路內(nei) 的開關(guan) ，瞬間激活道路中的線圈，”克裏什在比賽視頻中說。“動態充電可能是智能無人駕駛汽車的一個(ge) 充滿希望的未來。”
2020冠軍(jun) 介紹
14歲女孩因新冠潛在療法研究
獲得2020青年科學家挑戰賽冠軍(jun)
美國德克薩斯州一位名叫Anika Chebrolu的14歲女孩在一項全美青年科學家挑戰賽中奪魁，並獲得25,000美元的獎金。她希望能夠通過這項研究，為(wei) 對抗新冠病毒提供潛在的治療方法。
Anika的項目展示
（來源：youngscientistlab.com）
Anika Chebrolu是美國尼爾森中學的一名學生。她的父親(qin) Srivasa Bhushan Chebrolu醫生，畢業(ye) 於(yu) 海得拉巴的奧斯馬尼亞(ya) 醫學院（Osmania Medical College），是一名腎病專(zhuan) 家。
Anika Chebrolu在采訪時說：“在我小的時候，我爺爺總是鼓勵我學習(xi) 科學。他是一位化學教授。他總是告訴我學習(xi) 所有關(guan) 於(yu) 科學的東(dong) 西。隨著時間的推移，我越來越喜歡科學。”
這也是Anika Chebrolu喜歡科學研究並參加 3M青年科學家挑戰賽 的原因。
Anika Chebrolu究竟做了怎樣的研究？具體(ti) 又得到什麽(me) 結果呢？
這個(ge) 項目，從(cong) 病毒進入細胞的刺突蛋白——血凝素蛋白著手。
在病毒侵染細胞的時候，血凝素蛋白能夠幫助病毒進入。如果抑製該蛋白，能夠幫助阻隔病毒侵入細胞的第一階段。
如果找不到治療新冠病毒的特效藥，那麽(me) 從(cong) 病毒的普遍特性入手，也是潛在的治療方案。
而Anika Chebrolu的工作，便是選擇找出了血凝素蛋白的最佳結合分子。
研究的過程一共分為(wei) 了以下幾步：
先導步：
從(cong) rcsb PDB數據庫下載了血凝素蛋白的文件，並用FT map工具分析了治療熱點，選取了下圖位點。
第一步：
使用ZINC database中選取250000個(ge) 分子。
第二步：
使用CLC Drug Discovery Workbench進行初步的分子對接，使用該軟件尋找前100個(ge) 對治療熱點親(qin) 和力最強的分子。
第三步：
使admetSAR測試100個(ge) 結合分子，最後隻有6個(ge) 通過了測試。
第四步：
使用Pyrex軟件對6個(ge) 分子進行全麵且深入的能量測試。
第五步：
最終發現親(qin) 和力最強的先導分子。
這種先導分子，可以選擇性結合新冠病毒的突刺蛋白，或能成為(wei) 新冠肺炎療法。
Anika Chebrolu說，獲得獎項和頭銜是一種榮譽，但她的工作尚未完成。她的下一個(ge) 目標是與(yu) 科學家和研究人員一起努力，將她的研究發展為(wei) 真正可行的治療方法。
參考文獻：
https://www.newsindiatimes.com/americas-future-seven-indian-american-middle-schoolers-among-top-10-in-young-scientists-challenge/
https://www.youngscientistlab.com
https://edition.cnn.com/2020/10/18/us/anika-chebrolu-covid-treatment-award-scn-trnd/index.html?utm_term=link&utm_source=twCNNi&utm_content=2020-10-19T16%3A45%3A07&utm_medium=social
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