计算机协会 (ACM) 和计算机科学教师协会 (CSTA) 宣布，四名高中生从全美高中毕业生中脱颖而出，获得 ACM /CSTA 高中计算机 Cutler-Bell 奖。符合条件的学生通过提交涉及现代技术和计算机科学的项目/作品来申请该奖项。评审团根据项目的独创性、复杂性、相关性和原创性选出获奖者。
卡特勒-贝尔奖旨在推动计算机科学领域的发展，鼓励学生在传统课堂环境之外追求计算挑战。2015 年，大卫·卡特勒和戈登·贝尔设立了该奖项。卡特勒是数字设备公司的软件工程师、设计师和多款操作系统的开发人员。贝尔是一名电气工程师，也是微软研究院的名誉研究员。
每位卡特勒-贝尔奖获奖者将获得 10,000 美元的现金奖励。奖金将发送到学生明年就读的学校的助学金办公室，然后用于支付每位学生的学费或发放。今年的卡特勒-贝尔奖获奖者将在 7月 16 日至 19 日在拉斯维加斯举行的计算机科学教师协会 2024 年年会上得到正式表彰。
获奖项目展示了下一代计算机科学家正在开发的多样化应用。
Shobhit Agarwal，德克萨斯州弗里斯科里迪高中
每隔三年，Shobhit Agarwal 都会去印度詹西看望祖父母。詹西是印度北部医疗基础设施最差的城镇，85% 的人口没有参加年度体检。在看到祖父智力衰退后，Agarwal 沉浸在祖父母的家乡，采访当地居民和医生。他决心创建一个低成本的系统，该系统可以识别各种疾病，同时预测疾病的进展。这个系统就是 OmniDoc，这是一个根据患者资料准确预测诊断、预后和治疗的框架。目前，该系统以两种方式在詹西部署。首先，Naja 医院的医院志愿者挨家挨户收集患者信息。这些数据被输入到 Agarwal 的框架中，如果算法检测到疾病，患者就会免费预约当地医生;模型数据随后会转发给医生。研究人员走访了 500 户家庭，其中近 40% 的患者根据算法识别的风险被送往诊所。医院统计数据显示，95% 因该活动而来到诊所的患者随后得到了医生对该算法诊断的确认，这表明该模型能够以最少的数据准确识别患者病情。这一成功促使詹西骨科医院为其 15 名放射科人员部署了 OmniDoc。
Franziska Borneff，弗吉尼亚州 Cave Spring 隐谷高中
在她大三的时候，Franziska Borneff 开始对监测北极河流的流速感兴趣。利用她新开发的编码技能，她开始为气候研究绘制图表并进行趋势分析。她自己的研究与有关气候变化的新闻文章相一致，这促使她继续研究这些数据趋势。北极河流在检测气候变化的过程中发挥着重要作用，因为它们直接影响生态系统和人类的生计。Borneff 研究了大气与水道之间的关系，得出结论，气温、河流流量和海冰浓度是最重要的数据点。她的研究创造了一种方法来追踪与北极河流春季解冻相关的关键日期，并评估它们对当地人口的影响。她从公开来源收集了六条主要北极河流的每日温度、河流流量和海冰覆盖数据，发现解冻日期比以往任何时候都早。Borneff 随后与阿拉斯加马歇尔的 Yupik Eskimo 村的学生取得联系，了解早期解冻对当地社区的影响。通过这次会议，她了解到大自然的熟悉节奏如何被打乱，以及这些变化给尤皮克人带来的不确定的未来。博内夫希望她的研究能够激发对敏感的北极地区的研究，并启发政治家们采取基于科学理解的政府行动。记录变暖的定量数据与证明数据准确性的人类叙述之间的合作至关重要。
丹尼尔·马修 (Daniel Mathew)，马里兰州普尔斯维尔普尔斯维尔高中
丹尼尔·马修 (Daniel Mathew) 的项目 MiniMesh 在发明和改进之间徘徊。马修从床头柜开始，把废弃的电子零件倒出来，组装了一个名为 PreVis 的设备，用安装在可控伺服器上的激光雷达跟踪人体上单个点的位置，进行运动分析。PreVis 无处不在，从在国会讨论他到在研究会议上介绍他。PreVis 是马修迈向人机交互的第一步。PreVis 随后演变为免费的移动应用程序 MiniProse。马修研究了当前姿势估计解决方案的数学原理，然后开发了 MiniProse 的核心算法。最终的算法 MiniMesh 放弃了原来的两个原型，从头开始构建。马修开发了一个新框架。通过数学证明优化恒等式并编写机器学习算法，MiniMesh 可以重建包含数千个点的整个人体网格。马修将该算法带到了皮肤癌研究公司和军事组织，用于增强现实手术。通过在便携式设备上实时预测人体上数千个点的位置，MiniMesh 可应用于多个领域。在最初的生物力学用例中，MiniMesh 可通过跟踪关节位置进行家庭步态分析，并通过分析人体运动的代谢成本来改善运动技巧。对于辅助手术，MiniMesh 可准确高效地绘制人体拓扑结构以协助外科医生。对于动画，MiniMesh 可复制昂贵的 VFX，让业余动画师无需花费任何成本即可制作动画。
科沙·乌帕德海耶 (Kosha Upadhyay)，华盛顿州贝尔维尤市贝尔维尤高中
科沙·乌帕德海耶目睹了她八年来的邻居与痴呆症作斗争。在邻居去世后，她想了解痴呆症患者的挣扎，并开始在一家痴呆症护理中心做志愿者。乌帕德海耶知道她无法让这些病人重新得到他们失去的东西，但她想保留他们剩下的东西。这激励她致力于为痴呆症患者创造一种更好的治疗方法。这种疗法，MemSpark，是一个自动化的端到端系统，它使用虚拟现实创造了一种新颖的大脑训练疗法，并通过人工智能跟踪痴呆症的进展。乌帕德海耶研究了大脑形态和神经退化，以创造一种从根本上影响痴呆症的疗法。由于衰退会影响大脑的任何部分，她设计了一套锻炼大脑所有部分的新游戏。八款严肃游戏旨在通过考虑一组促进因素(沉浸感、自信、专注)和预防因素(焦虑、沮丧、自怜)来锻炼所有认知功能。每个严肃游戏都会产生一组两个特征——准确度和时间，然后将其输入到 AI 模型中进行分析。虚拟现实 (VR) 系统生成的数据经过预处理并传递到 AI 模型中。在研究了多个 AI 模型后，Upadhyay 选择了多层感知器神经网络，因为它适合数据模式，并且具有高准确度和回归适应性。神经网络在三个类别中产生了认知分析分数：回忆、推理和执行功能。这些分析与 ADAS-Cog 测试一致——这是评估痴呆症的行业标准测试。Upadhyay 在 14 人中测试了她的疗法，这些人分为实验组和对照组。她的解决方案能够将痴呆症的进展减缓 65%——这超过了目前的主流疗法，并有可能改善我们对待痴呆症护理的方式。
“ACM 为与计算机科学教师协会的合作感到自豪，”ACM 主席 Yannis Ioannidis 表示。“阅读今年的 Cutler-Bell 奖获奖者的消息既令人鼓舞又令人感到惊讶。这些学生正在利用他们的知识和创造力让世界变得更美好，尤其是在医疗保健和环境领域，这令人鼓舞。此外，这些项目的复杂程度也令人惊讶。如果我不知道获奖者的年龄，我可能会认为这些项目是由博士毕业生设计的。该奖项鼓励学生不仅要学习新知识和掌握技能，还要成为发明家。我代表整个 ACM 社区，祝贺这些学生、他们的父母，尤其是他们的老师，感谢他们在成长的几年里给予他们指导，并期待我们社区最年轻的成员做出更多令人兴奋的贡献。”
“今年的卡特勒贝尔奖获奖者代表了数字时代的未来领袖，”CSTA 执行董事 Jake Baskin 说道。“他们出色的项目强调了让年轻人掌握通过计算解决现实挑战的技能和知识的重要性。我赞扬他们的创造力、毅力和通过计算机科学为世界带来积极变化的承诺。祝贺获奖者取得的杰出成就，并感谢 Gordon Bell 和 David Cutler 致力于促进计算机教育的卓越发展。”