Дафнии под наблюдением: студенты ЗабГУ проверяют пластик на токсичность при помощи ИИ

Биология объединилась с технологиями. Студенты Забайкальского государственного университета при помощи искусственного интеллекта определяют токсичность пластиковых отходов. Вместо того чтобы часами наблюдать за живыми организмами, исследователи смогут анализировать их поведение с помощью специальной программы. Проект стал одним из победителей университетской программы «Научный старт».

В лаборатории биотестирования главные помощники учёных — крошечные ракообразные, в частности, дафнии. По их реакции студенты определяют, насколько опасна исследуемая среда.

Евгения Зыкова, доцент кафедры инженерной экологии факультета строительства и экологии ЗабГУ: «Мы, например, можем определять токсичность отходов. Просто отходы твёрдые, а у нас организмы водные и мы готовим водную вытяжку из этой среды. Точно так же можно готовить из почвы. То есть мы исследуем с помощью программы фоновое состояние и функционирование дафний и после того, как уже добавили вытяжку».

Раньше наблюдение занимало много времени и всё приходилось делать вручную, а увидеть результат можно было зачастую, когда ракообразные уже погибли. Теперь студенты учат программу замечать изменения ещё до этого фатального момента.

Софья Евсевлеева, студентка 3 курса направления «Экоурбанистика и проектирование городской среды»: «Мы исследовали токсичность пластика, именно полистирола при нагревании. Мы нагревали его до 90 градусов, так как при нагревании до 100 в воду выделяются вредные вещества, также они могут мигрировать в еду. Мы исследовали методом традиционного биотестирования. Опыт шёл 48 часов и без ИИ — это было очень долго и малоинформативно».

Для обнаружения изменений по движению рачков, их расположению в воде или при кормлении команда использует программу Bio Label (биолэйбл), которая автоматически отслеживает динамику и строит графики. Её разработал второй наставник проекта Константин Курганович.

Евгения Зыкова, доцент кафедры инженерной экологии факультета строительства и экологии ЗабГУ: «У нас может переключаться на несколько аквариумов эта программа. Вот это, например, второй аквариум, который стоит в установке. Сюда мы вносим токсичную среду и параллельно видим, что происходит в фоновом режиме и что происходит при добавлении токсичной вытяжки». 

Проект «Биомонитор» стал одним из семи победителей программы «Научный старт ЗабГУ» среди 15 заявленных проектов.

Юлия Шипицына, студентка 3 курса направления «Экоурбанистика и проектирование городской среды»: «Допустим, такую разработку можно разместить в лабораториях, которые уже занимаются проверкой токсичности, например, горных отходов или в фармацевтике. Похожих проектов не было, в основном были гуманитарные и, по-моему, три технических. Интересный проект гидропоники на нашей кафедре ребята разрабатывают и социальный тоже интересный проект». 

В дальнейшем результаты исследований могут стать основой для научных публикаций и новых методик. Кроме того, разработки планируется реализовать в коммерческом направлении в рамках студенческого технологического предпринимательства.

Анна Шапиева, директор программы развития ЗабГУ: «Общая тематика по проектам сосредоточена на IT-сфере, на социогуманитарных исследованиях и даже биомедицине — новое направление, которое вовлекает студентов не только нашего университета, но и Читинской государственной медицинской академии, Забайкальского института железнодорожного транспорта. Молодежные команды объединяются для достижения наилучшего научного результата».