Студенты ТУСУРа создают систему, которая может «посоветовать» правильное растение для микроклимата помещения.

В лаборатории кафедры радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга (РЭТЭМ) в рамках межвузовского проекта ГПО студенты ТУСУРа проводят исследования в области попу-ляционной экотоксикологии.

Результатом работы станет создание полноценной системы автоматизированного определения благоприятных параметров микроклимата для растений в производственных и бытовых помещениях.

Система автоматизированного определения для растений

С 2012 года на кафедре ведутся исследования влияний на живые организмы комплекса природных факторов, на фоне которых проявляются токсичные свойства их веществ. Все полученные в ходе экспериментов результаты студенты смогли объединить в программное обеспечение, которое может помочь с выбором комнатного растения.

– Сейчас мы готовы представить программу, которая определяет растение для конкретного помещения по фактическим параметрам микроклимата для создания зоны экологического комфорта. При создании была построена экспертная система, которая определяет наиболее подходящее растение по введенным параметрам: влажность, температура, освещение. Пользователь, вводя в программу все показатели, может получить рекомендованное растение с базой данных, – говорит Ирина Анатольевна Екимова, руководитель проектной группы, доцент кафедры РЭТЭМ ТУСУРа, заведующая кафедрой химии СибГМУ, кандидат химических наук.

Разработанная программа может «посоветовать» правильное растение для микроклимата комнаты только исходя из заданных пользователем физических параметров. Однако перед исследователями поставлена более широкая задача – создание системы, которая сможет учитывать и токсические характеристики, например учитывать уровень загрязнения воздуха, количество вредного электромагнитного излучения, химическое воздействие на растение. По словам разработчиков, сегодня современные приборы и устройства – компьютеры, принтеры, планшеты – являются основными источниками загрязнения воздуха в помещении, которые способствуют снижению иммунитета. Правильно подобранное растение для конкретного микроклимата будет препятствовать распространению вредных веществ и насыщать воздух кислородом. Исследователи уверены, что такая программа станет полезной в первую очередь для бытовых и промышленных помещений.

Несмотря на то, что программа уже работает в тестовом режиме, разработчикам предстоит поставить большое количество экспериментов, поскольку биологические системы загрязняются комплексом веществ. В экспериментальных условиях практически невозможно предусмотреть все сочетания природных условий, на фоне которых происходит действие токсикантов, поэтому проект направлен на выявление закономерностей в области экотоксикологии – междисциплинарном научном и практическом направлении, связанным с токсическими эффектами химических веществ на живые организмы.

Лабораторные исследования

В лаборатории кафедры РЭТЭМ действует «Зимний сад», который создан с помощью студентов и сотрудников ТУСУРа. Сейчас в нем собрано около 100 объектов, которые и являются основными «подопытными» для проведений экспериментов.

– Выведение популяции для исследований – тяжелый и трудоемкий процесс, – рассказывает Ирина Анатольевна Екимова. – Все объекты должны обладать едиными показателями и должны быть выведены в климате с постоянными параметрами, чтобы вывести закономерность детоксикации. Сейчас в лаборатории собирается экспериментальная установка, с помощью которой можно создать необходимые условия для выведения одной популяции, где планируется стабилизировать параметры и провести ряд экспериментов на влияние токсических веществ.

Помимо растений в лаборатории занимаются исследованиями простейших организмов. За год удалось «вырастить» популяцию микроорганизмов Artemia (артемии) и Daphnia (дафнии) и популяцию дождевых червей. Они участвуют в эксперименте с воздействием нанопорошков оксидов металлов, которые используют в оборонной сфере, медицине, при производстве электроники. Таким способом студенты планируют разработать рекомендации по работе с вредными веществами.

Комбинированная наука

В проекте ГПО «Исследования в области популяционной экотоксикологии» участвуют студенты кафедры РЭТЭМ и других факультетов ТУСУРа (в их числе юридический и экономический факультеты). В этом учебном году к проекту подключились студенты Сибирского государственного медицинского университета (СибГМУ). Теперь в команду исследователей входят не только инженеры, программисты и экологи, но и биофизик, который моделирует эксперимент и помогает создать установку для исследования физических параметров, и биохимик, который будет заниматься морфологией и анатомией дождевых червей, наблюдая за процессами в организмах под влиянием токсических веществ.

– Для достижения точных результатов необходимо привлекать специалистов из других областей науки. Кольчатые черви, которые исследуются в рамках проекта, обладают более сложной кровеносной системой и внутренней средой тела, по сравнению с простейшими организмами. Специалисты из СибГМУ помогут провести более глубокий системный анализ исследований, – уверены участники группы ГПО.

Участники научной группы будут выявлять количество вредного вещества в компонентах окружающей среды (воде, воздухе, почве) и воздействовать им на организм червей, чтобы определить их устойчивость на токсичность.

– Сегодня серьезные исследования представляют собой синтез наук, что и демонстрирует проект кафедры РЭТЭМ, – говорит Ирина Анатольевна. – В нашей межуниверситетской группе ГПО работают специалисты разных направлений готовые объединять усилия для исследований, которые будут применены при разработке нормативов допустимых уровней сбросов отходов производства; для оценки степени токсичности химических веществ, поступающих в окружающую среду; для подбора комфортных и благоприятных условий создания фитоценозов; в образовательном отношении для разработки комплекса мероприятий в области экологической культуры и здорового образа жизни студентов.

Технологический результат

Групповое проектное обучение в ТУСУРе – технология, которая позволяет синтезировать знания, объединяя различные теории, концепции и представления участников группы. Студенты работают по проекту, который направлен на практическую реализацию и результат проекта – конкретные инновационные продукты. В данном случае система автоматического определения благоприятных параметров микроклимата для растений в производственных и бытовых помещениях – студенческий проект, который решает небольшую локальную задачу, но с ее помощью можно сделать реальный вклад в улучшение экологической среды.