Почему важно продолжать комплексные исследования по разным научным направлениям, даже если кажется, что весь мир уже досконально изучен? Климат, рельеф, флора и фауна постоянно меняются. И если Петр Семенов-Тян-Шанский ходил в свои экспедиции с лопаткой и стеклянной колбой, то сейчас у ученых возможностей значительно больше — благодаря инновациям. Мы собрали топ-10 технологичных разработок, которые применялись в проектах РГО в последнее пятилетие.
1. Дроны и нейросети считают белых медведей
Сложно представить ученого, который ходит по архипелагам Арктики и считает по головам белых медведей. Это опасно, да и запутаться очень просто. Белый, большой, пушистый — отличительных признаков одной особи от другой немного. Поэтому в 2020 году для решения этой задачи ученые использовали дроны. Это был первый опыт применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с целью мониторинга численности хозяев Арктики.
На острове Врангеля исследователи фотографировали белых медведей с помощью беспилотников «Орлан» — с высоты 200–300 м было сделано почти 23 тыс. кадров. Для того чтобы провести настолько детальную съемку, БПЛА провели в полете свыше 103 часов и в общей сложности преодолели 8 тыс. км. Затем данные обрабатывались с помощью технологий машинного обучения, компьютерного зрения и нейронных сетей.
Готов считаться. Фото: Анна Золотина, участник фотоконкурса «Самая красивая страна»
Это позволило собрать информацию о пространственном распределении животных и отличить одну особь от другой. По итогам технологичного экомониторинга было зафиксировано 358 медведей.
2. Арктика в мобильном приложении и на интерактивной карте
По данным портала Arctic Russia, Минвостокразвития РФ рассчитывает добиться к 2035 году троекратного роста туристического потока в Арктику — до 3 млн человек в год. С РГО каждый, кто когда-либо побывал на этих высокоширотных территориях, может сделать свой вклад в большую науку. Эта возможность появилась благодаря тому, что специалисты разработали мобильное приложение «Доброволец Арктики»» и одноименную карту.
Как это работает? Если вы собрались на северную землю, то нужно заранее скачать бесплатное приложение в онлайн-магазине на своем смартфоне. И если по дороге вам встретился необычный объект, то достаточно просто его сфотографировать, добавить геолокацию и коротко описать. После этого он появится на карте.
Скринкаст интерактивной карты «Доброволец Арктики»
С помощью этой разработки проводится цифровой общественный мониторинг. Такой простой вклад позволит ученым или специалистам-экологам быстро реагировать на возникающие проблемы, сохраняя уязвимую природу арктических территорий.
3. Оборудование, которое отслеживает землетрясения
В 2024 году производители оборудования и программного обеспечения из компании «Т8 Сенсор» совместно со специалистами ООО «МСС-проект» протестировали технологию на основе оптоволоконного распределенного сенсора в Северомуйском тоннеле. Дело в том, что сейчас нет решения, которое может заранее определять опасные сейсмические процессы — к примеру, движение поезда, спецтехники или человека, которые могут помешать безаварийному движению поездов по маршруту БАМ.
Как проходило тестирование? Сначала специалисты проложили кабель с оптоволокном по техническим коммуникациям Северомуйского тоннеля вдоль всего маршрута. Вибрации от проезжающего поезда передавались на кабель и регистрировались специальным блоком опроса. Нейросети, разработанные специалистами «Т8 Сенсора», в режиме реального времени распознавали происходящие события, а также скорость движения регистрируемых объектов.
Регистрация землетрясений. Снимок: компания «Т8 Сенсор»
В итоге было зафиксировано землетрясение, движение поезда и человека. В дальнейшем можно интегрировать технологию по маршруту БАМ, в том числе на новых участках. Это повысит безопасность эксплуатации трассы.
Работа интерфейса распознавателя. Снимок предоставлен компанией Т8 Сенсор
4. 3D-модель древнего могильника
Как сохранить для будущих поколений исторические памятники, которым несколько тысяч лет? Ведь рано или поздно их разрушит время. Решение есть: можно создать цифровую копию объекта. Именно для этого специалисты РГО сделали 3D-модель кургана Туннуг-1, который находится в Республике Тыва. Этот древний могильник — живой памятник раннескифской, средневековой и кокэльской культур. С помощью лидарной съемки исследователи фиксировали объект на каждом этапе раскопок. Трехмерные карты дополняются информацией, полученной из проб грунта, воды и дерева, а также данными радиоуглеродного анализа находок.
5. Цифровые копии маяков
На территории России находится более 200 действующих маячных объектов, некоторые из них представляют культурно-историческую ценность. Во время экспедиции РГО специалисты выполнили их лазерное сканирование, что в дальнейшем позволит создать 3D-модели маяков, а также виртуальные экскурсии. Это поможет любому желающему увидеть исторические сооружения из любой точки мира, где есть интернет. Цифровые копии объектов были сделаны для маяков «Балтийский», «Таран», «Сочинский», «Святоносский», «Анапский» и маяка на мысе Слепиковского. В дальнейшем 3D-модели понадобятся и для научно-реставрационных и восстановительных работ.
6. Подводная фотограмметрия
В 2023 году в ходе экспедиции «Голоса погибших кораблей» РГО обнаружило американскую подводную лодку «Ваху», затонувшую тут в период Второй мировой войны. Исследователи провели внешний осмотр корпуса погибшей подлодки и построили ее 3D-модель методом подводной фотограмметрии. Технология основана на обработке крупного массива исходных данных — фотоснимков. Их собирают в отдельные группы моделей и обрабатывают с помощью специального программного обеспечения. Результатом такой работы становятся ортофотопланы и фотореалистичные объемные модели объектов. В настоящее время технология активно внедряется в подводные исследования. Исследования продолжились в мае 2024-го, когда участники экспедиции РГО и морской инженерной компании «Фертоинг» с помощью телеуправляемого подводного аппарата тяжелого рабочего класса провели подводные работы и установили у внешнего корпуса погибшей подлодки мемориальную табличку.
Во время экспедиции в проливе Лаперуза. Фото: Сергей Фадеичев
7. Робот-разведчик «Торнадо»
В экспедициях РГО поисковики работают в том числе и под землей, и тогда им на помощь приходят роботы. В 2024 году участники экспедиции «Восточный бастион — Курильская гряда» проводили исследование острова Матуа. Там находятся подземные японские коммуникации времен Второй мировой войны. Чтобы составить 3D-модель этого объекта, лидарщики сделали снимки высокого разрешения над землей. Оказалось, что протяженность галереи составляет более 200 м — подземные катакомбы протянулись по всему острову. Сначала специалисты использовали для их обследования дальномер и лазерный уровень. В места, где добраться до нужных локаций этими приборами было сложно, запустили робота-разведчика «Торнадо», предоставленного госкорпорацией «Росатом», — он работал на мысе Клюв острова Матуа. Эти данные помогут анализировать информацию об объекте, даже не находясь на острове.
8. Виртуальные экскурсии по Балтийской крепости
Прогуляться по старинной системе укреплений, пройтись по мрачным тоннелям казематов и пороховых погребов и узнать, чем крепостная эспланада отличается от бастионов и равелинов — все это можно сделать с помощью виртуального тура по Балтийского крепости, который разработало РГО совместно с Центром современной истории. 3D-экскурсия показывает все с обзором в 360°, а иллюстрированный текстовый гид позволит еще глубже погрузиться в исторический контекст. Путеводитель по Балтийской крепости стал результатом экспедиции «Тайны Янтарного края».
Скринкаст виртуальной экскурсии
Два года работ, 5000 кв. м расчищенных внутренних помещений, 8,5 га отсканированной территории — и появился масштабный инклюзивный проект, с помощью которого любой желающий может исследовать крепость, история которой насчитывает почти 400 лет. Виртуальный тур состоит из 200 панорам, охватывающих все постройки цитадели, включая помещения, которые долгое время были погребены под слоями песка и глины.
9. Электронная энциклопедия затонувших кораблей
РГО и морская инженерная компания «Фертоинг» обследуют затонувшие в разные исторические периоды суда и корабли в акваториях Балтики, Каспия, Финского залива и пролива Лаперуза. Чтобы восстановить память о событиях прошлых лет, живые памятники истории оцифровываются для пополнения геоинформационной базы «Россия — от моря до моря». На портале представлено более 8 тыс. объектов по разным направлениям: информация о погибших кораблях и судах, маяках и средствах навигационного оборудования. Еще туда включены географические открытия, сведения об экспедициях и морской топонимике. Ежедневно техническая команда фонда «Люди моря» и его экспертный совет пополняют данные по ключевым направлениям портала, добавляя фото- и видеоматериалы, архивные данные, описания.
Геоинформационная база «Россия — от моря до моря»
10. Цифровая копия острова
В 2024 году РГО и специалисты компании «Фертоинг» провели воздушное лазерное сканирование острова Матуа Большой Курильской гряды для создания его 3D-модели. Всего отсканировано 55 кв. км острова. Специалисты установили на квадрокоптер систему лидар, которая состоит из лазерного сканера, фотоаппарата, инерциального измерительного блока и спутникового приемника. Эта система позволила отснять каждый метр острова с высокой точностью.
На основе более чем 42 тыс. фотографий и облака точек (совокупность большого числа точек поверхности в трехмерной системе координат) общим объемом 300 Гб эксперты создадут цифровую модель рельефа, ортофотоплан и трехмерную модель острова для пополнения базы ГИС-портала «Россия — от моря до моря». Полученные данные также помогут моделировать катастрофы и отслеживать динамику изменений ландшафта, ведь фактически остров является частью действующего вулкана Сарычева.
Матуа. Фото: пресс-служба фонда «Люди моря»
11. Тест-драйв на краю света
Традиционно РГО в своих экспедициях тестирует внедорожную технику высокой проходимости — от уникальных разработок отечественных кулибиных до новых моделей известных брендов. Например, в 2024 исследователи перемещались по острову Онекотан Большой Курильской гряды на снегоболотоходах Fenix — незаменимом транспорте для бездорожья. Он пройдет без труда по болоту, слабонесущим грунтам, льду, снежным завалам и песчаным насыпям, мелководным рекам. В высокоширотной Арктике ралли по белым пустыням — на самом деле суровую полярную рабочую смену — участники экспедиции устраивали на мини-внедорожниках BigBo. РГО проверяет на прочность технику, которая приспособлена для работы в труднодоступных, сложных с природно-климатической и геоморфологической точки зрения регионах страны. Общество берет на себя доставку техники до места проведения экспедиции. О том, как подать заявку на тестирование, можно прочитать в нашей статье.
Мария Булдакова