매년 추진력과 지적 호기심이 넘치는 중고등학생들이 트윈 시티 지역 과학 경진대회(TCRSF)에서 경쟁하며, 예선을 통과한 학생들은 미네소타 주 과학 및 공학 경진대회(MSSEF)에 진출하게 됩니다. 학생들은 과학적 배경을 가진 다양한 심사위원에게 프로젝트를 발표하고, 심사위원들은 프로젝트 설계, 방법론, 창의성, 데이터 수집 등을 기준으로 학생의 작품을 평가합니다. 올해 미네톤카 리서치 프로그램에 참여한 학생들은 연구 논문과 프로젝트 부문에서 경쟁했습니다. 

TCRSF 및 MSSEF 소개
올해 박람회는 오미크론 코로나 바이러스 변종 사례가 증가함에 따라 가상 형식으로 진행되었습니다. 학생들은 자신의 프로젝트를 설명하는 10분 길이의 동영상을 녹화하여 심사위원이 볼 수 있도록 YouTube에 게시해야 했습니다. 또한 학생들은 4분짜리 프로젝트 요약과 최대 6장의 프로젝트 이미지와 같은 선택적 프로젝트 보충 자료를 제출할 수 있었습니다. 일주일간의 프로젝트 자료 심사를 거친 후 2월 27일, 연례 TCRSF 시상식이 화상으로 진행되었으며, 최우수 프로젝트에 여러 스폰서 상이 수여되었습니다. 미네톤카 리서치 학생들의 전체 수상 목록은 이 글의 마지막에 포함되어 있습니다. 

주 및 국제 박람회 예선
올해 미네톤카 리서치 학생 34명이 주 예선을 통과하여 MSSEF에 진출했습니다. 또한 5명의 미네톤카 리서치 학생이 주 대안으로 선정되었으며, 두 명의 미네톤카 리서치 학생(Kyla Fung '22, Addie Diaz '22)은 연구 논문으로 노던 센트럴 주니어 과학 및 인문학 심포지엄(JSHS)에 진출했고, 한 명(Ava Chen '22)은 대안으로 선정되었습니다. MSSEF와 JSHS는 3월 말에 열렸습니다. 

그러나 가장 권위 있는 상은 국제 과학 및 공학 경진대회(ISEF)에 출전할 수 있는 자격입니다. 올해에는 인바 라자샨카르(Inba Rajashankar '24)가 미네르바 리서치 학생 중 유일하게 예선에 진출했으며, 맥스웰 마베우스(Maxwell Maveus '22)와 카트리아나 트린(Katriana Trinh '23)이 TCRSF에서 세 번째와 네 번째 ISEF 대체자로 선정되었습니다. 카일라 펑 '22, 마흐무드 사이드 '22, 이사벨 스트로 '23은 MSSEF에서 ISEF 대체 선수로 선발되었습니다.

라자샨카르는 "국제 과학 공학 박람회에서 경쟁할 수 있는 좋은 기회라고 생각하며 매우 흥분됩니다."라고 말했습니다. "전 세계 관객들과 제 작품을 공유하고 전 세계에서 과학에 관심이 있는 제 또래의 사람들을 만날 수 있게 되어 매우 감사하게 생각합니다."

라자샨카르는 서부 교외 지역에서 선발된 5명의 ISEF 결선 진출자 중 한 명입니다. 라자샨카르의 프로젝트 제목은 'MAUDE 보고서를 이용한 의료기기 리콜 예측'으로, 머신러닝 모델을 사용하여 결함 위험이 있는 의료기기를 식별하는 것을 목표로 합니다. 

라자샨카르는 "다른 공산품과 마찬가지로 의료 기기에도 대중에게 출시되기 전에 기존의 점검과 안전 테스트를 통과할 수 있는 내재적 결함이 있을 수 있습니다."라고 말합니다.

"저는 시판 후 감시 방법으로 자연어 처리(컴퓨터가 서면 텍스트 데이터를 이해할 수 있도록 하는 기술)와 머신 러닝(프로그램을 사용하여 통계 모델을 실행하고 미세 조정하는 광범위한 데이터 분석 분야)을 사용하여 이러한 장치를 선별하려고 합니다."

라자샨카르의 프로젝트에는 코딩에 대한 광범위한 배경 지식이 필요했고, 그는 지난 1년 동안 격리 기간 동안 많은 부분을 독학으로 배웠습니다. 

"연구 프로젝트를 하기로 결정하기 전에 Python으로 코딩하는 방법과 데이터 과학의 기초를 스스로 배웠습니다."라고 라자샨카르는 말합니다. "프로젝트를 진행하는 동안 데이터를 정리하고 평가하기 위해 Pandas, Numpy, Seaborn, sklearn, vigipy 등 많은 프로그래밍 라이브러리를 사용했습니다."

라자샨카르는 어려움에도 불구하고 "매우 보람 있는 프로젝트"였다고 말합니다. 또한 주 박람회에서 라자샨카르는 고등학교 엔지니어링 프로젝트 부문에서 Beckman Coulter로부터 1위를 수상했으며, 상위 30%의 프로젝트에 수여되는 전체 동상을 수상했습니다. 라자샨카르는 이러한 상을 수상하고 ISEF 최종 후보로 선정된 것도 큰 영광이지만, 지금까지 프로젝트를 통해 얻은 경험이 가장 자랑스럽다고 말합니다. 

"돌이켜보면 데이터를 가져오고, 불필요한 데이터를 정리하고, 처리하고, 형식을 변환하고, 마지막으로 다양한 모델 구성을 모두 실행하고 평가하는 데 많은 시간과 노력, 인내가 필요했습니다."라고 Rajashankar는 말합니다. "이 프로젝트 작업을 통해 매우 건설적인 경험을 할 수 있었고, 선생님 및 멘토와 함께 일하면서 이 여정을 시작하기 전에는 생각지도 못했던 많은 것을 배웠습니다."

미네소타 연구 프로그램에서 학생들은 연구 강사인 Kim Hoehne, Kevin Burns, Caitlin McWhirter와 연구실 보조 전문가인 Cristen VanDriel의 지원을 받을 수 있습니다. 또한 학생들은 각자의 연구 분야에서 특별한 경험을 가진 전문 멘토에게 연락하여 도움을 받을 수 있습니다. 

라자샨카르는 "이 연구 프로젝트를 통해 저와 함께 일하고 지원해준 모든 분들께 감사의 말씀을 전하고 싶습니다."라고 덧붙였습니다. "제 멘토인 유리 선생님, 회네 선생님, 반드리엘 선생님, 그리고 제 가족과 친구들이 이 과정에서 많은 도움을 주셨고, 이들이 없었다면 저는 이 자리에 있을 수 없었을 것입니다."

6월 1일 수요일 오후 6시부터 8시까지 열리는 연례 심포지엄에서 모든 미네톤카 연구 프로젝트가 실제로 진행되는 모습을 볼 수 있습니다. 심포지엄은 오픈 하우스 형식으로 진행되며 미네톤카 고등학교의 커먼즈에서 열립니다.