Молодые учёные ЗабГУ изучают свойства пластика с помощью рачков и компьютерного зрения

Научный коллектив университета разработал экспериментальную схему цифрового биотестирования, в которой в качестве тест-объекта используются дафнии, а в качестве инструмента регистрации - цифровой комплекс «БиоМонитор». Исследование выполняется в рамках программ «Научный старт» и «Приоритет-2030» национального проекта «Молодёжь и дети». Специальный трек программы «Приоритет-2030» для университетов ДФО реализуется Минобрнауки России и Минвостокразвития России при поддержке Корпорации развития Дальнего Востока и Арктики (КРДВ).

В настоящее время исследование находится на этапе формирования и анализа экспериментальных данных. В работе используются образцы пластиковых материалов - бытовой посуды, упаковки, контейнеров, бутылок, а также изделий, полученных методом 3D-печати. Часть образцов подвергается искусственному старению, моделирующему процессы деградации в окружающей среде: ультрафиолетовому облучению, термоциклированию и механическому воздействию. Из них готовятся водные вытяжки, которые затем вносятся в среду с тест-организмами. Регистрация поведенческих показателей осуществляется автоматизированно, что обеспечивает воспроизводимость и информативность экспериментальных данных.

Для подготовки обучающей выборки научный коллектив разработал программу «БиоЛейбл». С её помощью исследователи просматривают кадры, отмечают на них дафний и проверяют разметку. Подготовленные изображения используются для обучения и последующей проверки системы автоматического обнаружения объектов. Для автоматического обнаружения дафний в видеопотоке комплекс «БиоМонитор» использует модель компьютерного зрения YOLO26m. Она определяет положение видимых особей на кадрах, после чего система рассчитывает показатели их распределения и групповой активности. Такой анализ позволяет прослеживать изменения в течение эксперимента, а качество детекции контролируется при разных условиях освещения.

В перспективе научный коллектив планирует сформировать экспериментальный набор цифровых поведенческих показателей, разработать структуру интегрального показателя токсичности и подготовить методику, применимую для скрининговой оценки водной среды - включая карьерные и шахтные воды, дренаж отвалов и хвостохранилищ. Практическая значимость работы связана с возможностью ранжирования пластиковых изделий по потенциальной экологической опасности и обоснования приоритетов их переработки.

Директор департамента развития трудовых ресурсов КРДВ Кирилл Клименко подчеркнул, что разработка исследователей ЗабГУ является прямым ответом на реальные запросы макрорегиона.

«Новая разработка исследователей ЗабГУ является примером того, как в рамках программы «Приоритет-2030» университеты становятся площадками для разработки новых решений для реального сектора экономики. Сегодня в регионе ведется разработка золоторудных месторождений Наседкино и Тасеевское, Удоканского месторождения меди, Култуминского многокомпонентного месторождения и более десятка других месторождений. Применение новой технологии на горно-обогатительных комбинатах позволит повысить эффективность мониторинга и поддерживать нормальный уровень водной среды в карьерах и шахтах. Благодаря дальневосточному треку программы «Приоритет-2030» университет получает средства на создание необходимой материально-технической базы, студенты и научный персонал - возможности для проведения исследований, а предприятия региона - новых специалистов и уникальные технологии, позволяющие оптимизировать производственные процессы», - добавил Кирилл Клименко.