Пригласительный тур олимпиады "Готов к жизни в умном городе", второй этап, 4-5 классы

Второй этап пригласительного тура олимпиады «Готов к жизни в умном городе» 4-5 классы . Он длится с 12:00 6 мая до 23:59 12 мая. Время на выполнение — 3 часа. Начало основного тура 14 мая в 12:00.

Задания 4-5 класса пригласительного тура олимпиады «Готов к жизни в умном городе:

№ 1. В Москве разрабатывается и тестируется беспилотное такси. Это автомобили, которые управляются с помощью компьютера: без водителя они могут забрать пассажира и доставить его в пункт назначения быстро и безопасно. На видео можно увидеть, как такие автомобили двигаются по городам и по междугородним трассам. По заснеженной дороге:

По городу жарким летом:

Во время движения сотни раз в секунду компьютер отвечает на 4 типа вопросов:
Где я? (определение положения автомобиля в пространстве с точностью до сантиметра)

Что вокруг? (распознавание и классификация объектов на основе нейросетей, воссоздание 3Д-картины окружающего мира в радиусе 200+ метров, определение скорости и направления движения объектов измеряются десятки раз в секунду)

Что сейчас может произойти? (прогнозирование изменения дорожной сцены в ближайшие мгновения, это наиболее сложный элемент технологии)

Куда и с какой скоростью ехать? (автомобиль рассчитывает десятки возможных траекторий в секунду, и выбирает самую лучшую)

Компьютер принимает такие решения сотни раз в секунду, и отправляет команды рулю, тормозам и двигателю. Зачастую во время критической ситуации человек может отреагировать инстинктивно или эмоционально, компьютер же запрограммирован на минимизацию риска ДТП и на соблюдение правил движения. Поэтому такие автомобили будут намного реже попадать в аварии, чем люди. Кроме того, двигаются эти автомобили экономичнее человека: автомобиль всегда плавно разгоняется и плавно тормозит, что приводит к экономии топлива и “расходников”: масла, тормозных колодок и прочего.

Беспилотный автомобиль готов работать в любом районе города в любое время суток. Таким образом будет проще распределить машины по городу в зависимости от того, откуда и куда хотят ехать пассажиры.

Большинство водителей такси — прекрасные, вежливые люди. Однако, как и в любой профессии, встречаются среди них и те, с кем не очень приятно иметь дело. После одной поездки с таким водителем в следующие такси мы садимся, готовые к неприятному общению, хотя обычно всё проходит хорошо. Такого дискомфорта не будет с такси-автопилотом: все такие автомобили одинаковы в общении с клиентом.

Когда мы ходим или бегаем, чтобы не упасть и не врезаться ни во что, мы используем глаза и уши. Чтобы автомобиль с автопилотом не нарушал правила дорожного движения и был безопасен для пассажира и окружающих, у него должны быть такие же глаза и уши — приборы, которые будут считывать ситуацию на дороге и передавать ее в «мозг» автомобиля — в компьютер. Эти приборы бывают нескольких видов: камеры, радары и лидары.
В этой задаче поговорим о лидарах. Принцип действия лидара прост. Объект (поверхность) освещается коротким световым импульсом, и измеряется время, через которое сигнал вернется к источнику. Когда вы светите фонариком на объект (поверхность), то вы видите свет, отраженный от объекта и вернувшийся на вашу сетчатку. Лидар устроен так же, только картинку он передает не в мозг человека, а в компьютер.

Соедините списки:

Изучает объекты вокруг, передает данные на компьютер	пешеход
Попадает в зону действия лидара	руль
Анализирует происходящее вокруг, принимает решения	компьютер
Получает указания от компьютера, меняет направление	лидар

В случае возникновения опасности, как может поступить такой автомобиль?
— Будет искать в интернете верное решение
— Моментально выключит камеры, радары и лидары
— В ту же секунду передаст управление пассажиру
— Будет действовать строго по правилам дорожного движения
— Будет стараться минимизировать ущерб
— Остановится и выключится

Крупные фирмы активно инвестируют средства в разработку беспилотников. При составлении заданий мы спросили у компании Яндекс, по каким причинам машины с автопилотом предпочтительнее. Они дали нам 2 настоящие причины и 2 ненастоящие, чтобы запутать немного. Выбери настоящие причины:
— В автопилоте не с кем поговорить в дороге
— Автопилот экономнее ездит, меньше тратит расходные материалы и топливо
— Автопилоты не бывают грубыми или вежливыми, они всегда одинаковые
— В автопилоте не обязательно оставлять чаевые

Сейчас стоимость установки системы автопилот на автомобиль приблизительно равна 6 000 000 рублей. Средняя зарплата водителя такси в одной компании равна 80 000 рублей в месяц. На одной машине за сутки ездят три разных водителя по 8 часов (рабочий день, разрешённый законодательством). Через сколько полных месяцев можно считать, что для одной машины стоимость установки автопилота окупилась, при условии что такой автомобиль будет выполнять такое же количество поездок, что и автомобиль с водителем? В ответ запишите только число.

Один научно-популярный журнал опубликовал статью про лидары следующего содержания:

«Описанные лидары используют один из трёх вариантов длины волны: 850, 905 или 1550 нм.

Этот выбор имеет значение по двум причинам. Одна из них — безопасность глаз. Жидкость внутри глаза прозрачна для света с длиной волны 850 и 905 нм, что позволяет свету дойти до сетчатки. Если лазер будет слишком мощным, он может причинить глазу непоправимый вред.

С другой стороны, глаз непрозрачен для излучения с длиной волны 1550 нм, что позволяет таким лидарам работать на большей мощности, не вредя сетчатке. Увеличение мощности позволяет увеличивать дальность действия.

Так почему же всё-таки не используют лазеры с длиной волны 1550 нм в лидарах? Детекторы, работающие с частотами 850 и 905 нм, можно создать на основе недорогих и распространённых кремниевых технологий. Для создания лидара с длиной волны 1550 нм требуется использовать экзотические и дорогие материалы, такие как арсенид галлия-индия». Основываясь на прочитанной статье, выберите верные утверждения:
— Стоимость производства — основной принцип подбора лазеров для лидаров.
— Все описанные типы лидаров опасны для зрения, так как жидкость внутри глаза прозрачна для света.
— Выбранные длины волн используются из-за безопасности для зрения, или из-за относительно невысокой стоимости производства.
— Чем больше длина волны, тем лучше лидар, если, конечно, он не вредит зрению.

№ 2. При работе с таблицами на компьютере иногда можно случайно отсортировать один столбец без связи с другим. В таком случае всё может перепутаться. Но умные горожане могут немного подумать и разобраться в путанице. Была получена таблица, в которой производитель изначально описал характеристики холодильника. Все числа и обозначения величин сохранились, но перепутались. Не обязательно ждать, когда специалисты разберутся и расставят данные по местам: это можете сделать и вы. Просто восстановите характеристики холодильника и их значения так, чтобы данные оказались верными.

Мощность компрессора изеряется в
Температура в холодильной камере измеряется в
Температура в морозильной камере измеряется в
Напряжение в сети измеряется в
Шум измеряется в
— Дицибелах
— Вольтах
— Ваттах
— Градусах

Соотнесите величины и размерности:

Ватт	+4
Градусов в морозильной камере	-16
Градусов в холодильной камере	220
Вольт	200
Децибел	30

№ 3. Посмотрите видео:

Если посмотреть видео не удается, прочитайте текст ниже:
Шифр Цезаря и Шифр Виженера
На данный момент информация это самый важный человеческий актив. Часто мы не хотим, чтобы она попала не в те руки. Личная переписка, пароли, абсолютно всё, что вы передаете по сети проходит процесс шифрования. Но изначально, движущей силой шифрования была война. Ещё в в 6 веке до н.э. китайский стратег Сунь-Цзы писал: «У командира армии нет более близкого человека, чем его разведчик и нет сведений более личных, чем его секретные операции». Шифры активно использовались знатоками военных операций — римлянами. Одним из шифров, который они использовали получил название “шифр Цезаря”. Этот шифр является подстановочным шифром сдвига. Как он работал? Мы выписываем алфавит, а под ним ещё один. Затем сдвигаем начало алфавита на несколько букв. После этого буквы сообщения, шифруются соответствующими им буквами сдвинутого алфавита. А число букв на которые мы сдвинули алфавит называется КЛЮЧОМ шифрования. Зная ключ, мы можем выполнить обратную подстановку и расшифровать сообщение. Например, в данном случае, наш ключ — 4, слово МОСКВА будет зашифровано как ИКНЖЮЬ.К сожалению этот шифр легко взламывается при помощи частотного анализа. Зная, какие буквы в алфавите встречаются чаще всего, мы легко можем найти величину сдвига. В 19 веке, один французский дипломат предложил решение проблемы. Он разработал шифр, получивший известность как «Шифр Виженера». Шифрование сообщения происходит при помощи таблицы. Первая строка таблицы — обычный алфавит. Каждая следующая строка — алфавит, сдвинутый на одну букву.Для шифрования придумывается ключ. Обычно ключём является какое-нибудь слово. Например: Ключ МОСКВА Нам надо зашифровать сообщение: ВСТРЕТИМСЯНАПУШКИНСКОЙВВОСЕМЬ Разобьем исходный текст на блоки по 6 букв (именно столько букв в нашем ключе): Первый блок ВСТРЕТ. Мы расположим ключ над этим блоком, и будем шифровать блок по буквам.

Первая буква ключа — М.Первая буква блока — В.Зашифрованную букву ищем по таблице на пересечении строки с буквой М и столбца с буквой В.Так же делаем для каждой буквы.Зашифровав так каждый блок, получим зашифрованное сообщение: ПБЕЬЗУЦЬДКРБЭГКЦЛОЯЪБХЕГЬБЧШЯ Обратите внимание, одинаковые буквы в сообщении представлены разными буквами в шифре, что сильно усложняет взлом шифра.

Расшифруй послание, которое было записано с помощью шифра с ключом 3: ЙЛОЗЯЭ
Ответ запиши одним словом без пробелов заглавными буквами.

Зашифруй с помощью шифра с ключом4:ЯГОТОВКЖИЗНИВУМНОМГОРОДЕ.
Ответ запиши без пробелов заглавными буквами.

Попробуй записать с помощью шифра Виженера с ключом АББАТ следующее сообщение: ялюблюмоскву. Ответ запиши без пробелов строчными буквами.

Попробуй расшифровать с помощью ключа АББАТ следующее сообщение:
дрфпхликибйдхнбпоепдпёжа. Ответ запиши заглавными буквами без пробелов.

№ 4. Посмотрите видео:

С приходом войны радикально поменялись требования к работе метеорологов. Точные и своевременные прогнозы погоды были крайне важны для всех уровней командования действующей армии и флота. Для организации работы в самом начале войны создаётся Главное управление гидрометеослужбы (15 июля 1941 года). В ходе сбора данных с разнесённых по всей территории страны постов метеонаблюдения, а также рассылки метеосводок и долгосрочных прогнозов многочисленным адресатам через каналы связи проходил огромный объём информации. В отличие от мирного времени эту информацию уже нельзя было передавать в открытом виде. Исключения иногда делались только для штормовых предупреждений. Одной из ярких иллюстраций важности метеоданных для врага может служить история захвата в 1944 году одной из заполярных метеостанций немецким десантом, высадившимся с двух подводных лодок. Его целью было получить таблицы кода «Полюс», применявшегося для шифрования данных метеонаблюдений. С другой стороны, криптографы советского военно-морского флота обеспечили сбор метеоданных и прогнозов из сетей связи сопредельных стран, что значительно повышало эффективность боевого применения авиации и кораблей.Рис 1. Фрагмент кода «Полюс», 1944 год
Шифрование метеоданных проводилось не только при передаче по радиоканалам, подслушивание которых противник мог вести даже на большом удалении, но и при использовании проводных телефонных и телеграфных линий связи. Первым, но не единственным эшелоном защиты были так называемые переговорные таблицы, широко использовавшиеся в тактическом звене для скрытого управления войсками. Бланк одной из таких таблиц — «Переговорная гидрометеорологическая таблица (ПГМТ)», — применявшейся с 1942 года, приведён на фотографии архивного документа (рис. 2). В её клетках записаны буквы, цифры, а также некоторые часто используемые в сводках слова и словосочетания.Рис. 2. Таблица ПГМТ, 1943 год
Указать на нужную клетку, как и обычно, можно сообщив, в какой строке и каком столбце она расположена. Пустые клетки, являющиеся заголовками строк и столбцов, перед использованием заполнялись парами цифр. Эти пары, называемые ключом, рассылались всем абонентам сети заранее и потом регулярно изменялись. Пример расписания ключей приведен на следующей фотографии (рис.3).Рис. 3. Расписание ключей ПГМТ, 1942 год.
В этой задаче олимпиады будем считать, что для заголовков использовались только по одной паре цифр (т. е. берём из ключа только по десять первых пар для заголовков горизонталей и вертикалей), хотя на самом деле способ заполнения был несколько сложнее.

Для зашифрования текста каждый его элемент (буква, слово) заменяется на четыре цифры, соответствующие заголовкам строки и столбца. Таким образом, длительной подготовки для использования ПГМТ от метеоролога не требовалось, а зашифрование/расшифрование сводки происходило достаточно быстро.

Попробуйте расшифровать метеосводку, если известно что использовался один из ключей на рис. 3.

2013 0840 0235 9893 0935 1893 0217 1309 1804 0593 2017 0275 1875 2009 3393 0509 0904 0213 0913 0509 0835 1813 0909 0993 0217 2009 3393 3009 1804 0275 1875 3009 3393 2009 0904 0213 3309 3393 2035 0913

*Для иллюстраций использованы копии рассекреченных архивных документов Центрального архива МО РФ, размещённые на портале «Память народа». Задание составлено при участии НКО Фонд содействия развитию безопасных информационных технологий в рамках проекта «Криптографический фронт Великой Отечественной»

Что сильнее всего затрудняло составление точных прогнозов погоды в период Великой Отечественной войны?
— слишком долго расшифровывали телеграммы с данными метеонаблюдений
— не было своих пунктов метеонаблюдений на зафронтовой территории
— шифрование противником своих рассылаемых прогнозов погоды

А это задание можешь попросить помочь сделать старших – родителей, бабушек, дедушек или старших братьев или сестёр.
Какой ключ из расписания использовался?
— с 1 по 10.10.1942
— с 11 по 20.20.1942
— с 21 по 31.10.1942

А это задание можешь попросить помочь сделать старших – родителей, бабушек, дедушек или старших братьев или сестёр. Какая максимальная скорость ветра прогнозировалась в этой сводке? Ответ запишите только числом.

№ 5. В любом городе обитает немало животных и растений, и горожане должны их знать. А в умном городе это особенно важно. Но чтобы знать природу, нужно уметь различать животных и растения по их строению и окраске, нужно быть внимательным к деталям и подробностям. Чтобы потренироваться, мы предлагаем вам это задание.

Эти четыре рисунка показали ученикам, назвали изображённых здесь птиц и попросили их классифицировать: разделить на две группы по какому-то признаку, а потом каждую группу снова разделить и в конце птиц назвать. Ученики могли сами придумывать названия для групп, но названия птиц они должны были написать правильно, по-научному. Хотя классификации получились не совсем научные и в них могут быть небольшие неточности, птиц по ним узнать можно. Посмотри на классификации, назови с их помощью птиц и ответь на дополнительные вопросы.

Соотнеси птиц и названия:

Вот щегол.

Если щегла поместить в классификацию №1, то его можно описать как птицу толстоклювую и краснобровую. А если его поместить в классификацию №2, получится, что щегол — птица цветноперьевая и многоцветная. А теперь поместите в те же классификации воробья и опишите его в соответствии с ними. Отметьте нужные слова в списке под рисунком.