14.578.21.0205

Целью настоящего проекта является разработка и создание средств оперативных измерений, использующих радиофизические и оптические экспериментальные методы, для решения научных, хозяйственных и экологических задач при освоении водных биоресурсов и оценке на ранних стадиях последствий формирования природного и техногенного воздействия на водоемы и источники.

В соответствии с Морской доктриной Российской Федерации на период до 2020 года освоение пространств и ресурсов Мирового океана – одно из главных направлений развития мировой цивилизации в третьем тысячелетии. При решении задач этого направления используется большое количество океанологических, гидрологических, гидробиологических аппаратных средств для оценки состояния водной среды, которое определяет условия жизни современной цивилизации на Земле.
Существующие на данный момент аппаратные средства не всегда позволяют решить научные задачи в вышеперечисленных областях, поэтому актуален поиск инновационных решений в этой области в комплексном подходе при исследовании акватории мирового океана.
Методы цифровой голографии позволяют бесконтактно исследовать планктонные биоиндикаторы и другие маркерные частицы в естественной среде обитания, обеспечивая получение информации о размерах, скоростях, пространственном положении каждой частицы в исследуемом объёме среды.
При этом важно отметить возможность использования натурных биоиндикаторов, обитающих в исследуемой среде, используя для сравнения информацию о них, полученную в предыдущих измерениях тем же голографическим методом, что повышает достоверность измерений.

В данном проекте разрабатываются технические и программные средства для исследования планктонных частиц in situ с измерением их размеров, распознаванием частиц, определением параметров их двигательной активности и контролем поведенческих реакций биоиндикаторов с одновременным измерением гидро- и электрофизических параметров водной среды. Такие аппаратно-программные средства могут стать прообразом нового поколения измерительных комплексов, позволяющих оперативно, in situ, в заданном месте водной среды, с высокой различительной и разрешающей способностью и порогом чувствительности, недоступными другим методам, измерять физические и гидробиологические характеристики заданного объема среды, что позволяет объективно характеризовать и прогнозировать состояние водной среды в научных, в том числе океанологических исследованиях, оценивать биоресурсы водоема. Использование этих средств в режиме мониторинга позволит на ранней стадии оценить степень техногенного или природного воздействий на водную экосистему для предупреждения неконтролируемого развития ситуации и экологических катастроф. В рамках выполнения данного проекта планируется создать новые современные методы, оборудование и программное обеспечение, обеспечивающие комплексный подход к диагностике водной (морской) среды. Комплексный подход и многофункциональность разрабатываемых устройств, опыт взаимодействия с российскими и зарубежными организациями, предприятиями и исследовательскими центрами дают основание полагать, что подобные аппаратно-программные средства будут востребованы на мировом рынке сенсоров для океанологических и гидрологических исследований и диагностики водной (морской) среды.

1 Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и российских научных журналах, монографии и патенты;

2 Выполнены патентные исследования по теме исследования;

3 Выбраны и обоснованы методы и средства комплексной натурной диагностики водной (морской) среды радиофизическими и оптическими методами, выявлены характеристики фиксируемых биоресурсов и состав фиксируемых факторов антропогенной деятельности;

4 Разработаны структура, состав, компоновка и эскизная конструкторская документация Экспериментального Образца  АПК для выполнения научных исследований (ЭО АПК-Н);

5 Разработан и изготовлен лабораторный стенд для испытаний ЭО АПК-Н.

В процессе выполнения ПНИЭР планируется разработать семейство современные аппаратно-программных средств основанных на комплексном подходе исследования водной среды для решения актуальных проблем в рамках приоритетного направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации. Разрабатываются экспериментальные образцы аппаратно-программных комплексов (АПК) для: выполнения научных исследований, в том числе океанологических, системного мониторинга для целей рыболовства, марикультуры и аквакультуры, проведения экологического мониторинга, в том числе опасных объектов.