Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Центра агробиоинженерии эфиромасличных и лекарственных растений факультета «Агропромышленный» Мэри Одабашян представила проект «Распознавание состояния посевов сельскохозяйственных культур с помощью инструментов нейросетевого мониторинга».
Проект направлен на распознавание, выявление и исследование отклонений у семян сельскохозяйственных культур на стадии всхожести. Использование нейросетей при выращивании сельскохозяйственной продукции снижает риски, повысив рентабельность отрасли.
Актуальность разработки состоит в том, что из-за отсутствия систем мониторинга урожайности российские сельхозпроизводители ежегодно теряют до 40% продукции. Система дистанционного мониторинга растений позволяет с помощью БПЛА сократить эти потери как минимум на 15% и вдвое увеличить точность прогноза урожая.
Традиционные системы мониторинга посевных площадей основаны на полевых наблюдениях, однако подобный метод сбора данных требует высоких затрат – материальных, временных, а также человеческих ресурсов, в том числе для интегрирования статистических результатов и устранения пространственно-временных ошибок.
Разработка ДГТУ дает возможность оперативно оценивать состояние посевов по ключевым параметрам: степень увлажненности отдельных участков поля, риски и угрозы со стороны вредителей и сорняков, а также практиковать дифференцированное – наиболее эффективное – внесение семян и удобрений в почву.
Ценность нашего проекта, в первую очередь, состоит в том, что он позволяет собрать большую базу визуальных данных. Способности нейросети к прогнозированию связаны с ее возможностями обобщения и выделения скрытых взаимозависимостей между входными и выходными данными.
В ходе исследования разработан эффективный алгоритм мониторинга и планирования посевных площадей на основе глубокого обучения и данных, полученных с помощью БПЛА. Причины медленной и нездоровой всхожести семенного материала выявляются посредством нейросетевого мониторинга в установленный срок.
Об итогах реализации проекта «Разработка экспериментального образца дроссельного делителя потока не золотникового типа и создание стенда для исследования его характеристик» рассказала кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологии и оборудование переработки продукции агропромышленного комплекса» факультета «Агропромышленный» Светлана Теплякова.
Проект призван обеспечить четкое и надежное управление техникой, оснащенной синхронными гидромеханическими системами, а также регулировку параметров их работы в процессе функционирования.
В машиностроении часто встречается необходимость обеспечения согласованной работы двух и более независимых гидравлических двигателей. Например, выдвижение аутригеров – устройств для создания дополнительной опоры – складывание-раскладывание широкозахватных сельхозмашин. В подобных случаях применяют делители потока – дроссельный или объемный гидроаппарат, делящий поток на две или более части. В нашем делителе потока выполнен запорный элемент в виде эластичного регулирующего элемента – мембраны.
По ее словам, применение золотниковых делителей потоков в гидроприводах общего назначения затруднено, особенно если они работают в тяжелых условиях, при высоких температурах и запыленности окружающей среды. Также ученые создали уникальный испытательный стенд для исследования характеристик экспериментального образца дроссельного делителя потока.
Результаты научных исследований, полученные в ходе реализации проекта, станут основой для промышленного производства новых дроссельных делителей и делителей-сумматоров потока не золотникового типа и позволят решить проблему импортозамещения дорогостоящих аналогов.
Завкафедрой «Биоинженерия» факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина» Евгения Кириченко представила проект «Разработка ПЦР-системы для детекции дилатационной кардиомиопатии у собак».
Созданная ПЦР-система для выявления дилатационной кардиомиопатии у собак поможет заводчикам снизить риск передачи генетических дефектов от проблемных животных, а собственникам собак – принять осмысленное решение относительно разведения питомцев.
Дилатационная кардиомиопатия (ДКМ) – серьезное сердечное заболевание, которое встречается у некоторых пород собак, чаще всего у доберманов. Для доберманов заболевание наследственное и связано с мутациями в генах, контролирующих формирование сердечной мышцы.
Созданные нами генетические тесты могут быть использованы для выявления этой мутации. Своевременное и технически нетрудоемкое обследование поможет контролировать распространение ДКМ, а также предпринять меры для сохранения здоровья и благополучия животных. Мы ожидаем, что наша разработка будет активно использоваться ветеринарными клиниками и заводчиками собак для определения генетического риска возникновения ДКМ.
ПЦР-система представляет собой набор экспериментально подобранных химических соединений, детектирующих ряд описанных в научной литературе патогенных нарушений в ДНК животных. В настоящее время все генетические исследования по проекту успешно проведены.
О реализации проекта проект «Анализ метагеномики кишечной микрофлоры, воспроизведенной в искусственном ЖКТ» рассказала аспирантка кафедры «Биология и общая патология» факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина», лаборант управления научных исследований ДГТУ Юлия Тихменева.
Суть проекта состоит в выращивании микрофлоры в «искусственной курице» – биореакторе по воспроизведению желудочно-кишечного тракта птицы. Это возможность изучать особенности работы ЖКТ курицы без использования в опытах живых особей.
На первом этапе реализации нашей идеи мы проверили созданную кишечную среду на способность выращивать нужную нам микрофлору всех основных участков желудочно-кишечного тракта и сопоставили ее с образцами содержимого ЖКТ живой курицы. Дальнейшее развитие проекта строилось на базе искусственной модели живого организма.
Эти исследования призваны помочь в решении проблемы антибиотикорезистентности у сельскохозяйственных птиц.
Кандидат психологических наук, доцент кафедры «Психофизиология и клиническая психология» факультета «Психология, педагогика и дефектология» Екатерина Денисова рассказала о реализации проекта «Психологические и психофизиологические механизмы пищевого поведения молодежи в условиях перехода к модели рационального потребления».
Ученые исследовали психологические и психофизические механизмы, определяющие выбор человеком того или иного продукта питания. В итоге были разработаны инструменты помощи в поддержании здорового образа жизни и рационального пищевого поведения.
Ключевой целью является здоровьесбережение населения – это одна из задач госпрограммы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». В дальнейшем полученные результаты можно будет использовать уже для разработки прикладных методов и практик по коррекции пищевого поведения, например, при реализации программ дополнительного образования для специалистов, работающих с нарушениями пищевого поведения.
По итогам презентации проектов ректор Донского государственного технического университета Бесарион Месхи отметил их успешную реализацию и наметил перспективы дальнейших исследований.
Всего в 2023 году на конкурс было подано 27 научно-исследовательских проектов от коллективов под руководством молодых ученых ДГТУ. Конкурсной комиссией к очной защите было допущено 10 проектов, по результатам которой были определены 5 победителей.
Игорь Голота, управление информационной политики
isdstu@mail.ru
