В Севастополе создали систему раннего выявления загрязнений моря

Группа ученых из Севастополя разработала новую систему, способную по видеозаписи черноморской медузы автоматически определять наличие нефтепродуктов в воде. Об этом сообщает сайт ТАСС.

По словам Александра Грекова, кандидата технических наук и руководителя Лаборатории гидроакустики ФИЦ ИнБЮМ, система использует медузу Aurelia aurita, которая является самой распространенной в Черном море и практически безопасна для человека. Медуза, сжимая свой купол, создает ритмичные пульсации, что делает ее идеальным живым датчиком.

Система работает следующим образом: камера фиксирует медузу сбоку в аквариуме, а нейросеть отслеживает ее на каждом кадре. Программа анализирует частоту пульсаций, ритм, скорость и траекторию плавания. В течение первых 15 минут в чистой воде система устанавливает норму для конкретной медузы, а затем следит за возможными отклонениями.

Греков отметил, что живые организмы давно используются для мониторинга качества воды, так как они реагируют на загрязнение быстрее и чувствительнее, чем многие приборы. Обычно в таких системах применяются моллюски, рыбы или рачки-дафнии, однако медузы до сих пор не использовались из-за отсутствия инструментов для их автоматического наблюдения.

Ученый также подчеркнул, что медузы реагируют на дизельное топливо по-разному: одна замедляется, другая почти не меняет пульс, а третья сначала ускоряется, а потом замедляется. Поэтому система ищет любые устойчивые отклонения от индивидуальной нормы, а не конкретные реакции.

В эксперименте система сработала для всех шести медуз, в воду к которым добавляли дизельную фракцию, причем время срабатывания варьировалось от 1 до 24 минут, и не было ложных тревог в чистой воде.

Главным новшеством является использование взрослой медузы в качестве биосенсора с полностью автоматизированным видеоанализом и индивидуальной нормой для каждой особи. Алгоритм тревоги состоит менее чем из 300 строк кода, не требует обучения на примерах загрязнения и может работать на недорогом компьютере. Программный код открыт для использования.

Греков считает, что такие системы можно устанавливать у портов, нефтебаз, водозаборов и рыбоводных хозяйств. Химический анализ проб занимает много времени, тогда как живой датчик реагирует за считанные минуты. Система не определяет, какое именно вещество попало в воду, поэтому ее рекомендуется использовать совместно с традиционными датчиками. Это исследование пока является пилотным и проведено на шести особях, но в будущем планируется расширить выборку и проверить реакцию на тяжелые металлы, пестициды и микропластик в естественных условиях.

Результаты исследования были представлены в сентябре на Международной научно-практической конференции "Изучение водных и наземных экосистем: история и современность". Работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда.