Учёные РФ и Франции научат ИИ анализировать состав газов в атмосфере
13 Декабря 2021

Учёные лаборатории биофотоники Томского госуниверситета совместно с коллегами из Университета прибрежного опалового побережья (Франция) выиграли грант Минобрнауки РФ для международных научных групп. В рамках совместных исследований они разрабатывают новый подход для анализа газов в атмосфере с помощью методов терагерцовой спектроскопии и искусственного интеллекта. Новый подход можно будет использовать для анализа химических соединений в атмосфере с целью экологического мониторинга и контроля индустриальных загрязнений. Наряду с этим новый метод поможет противостоять техногенным, биогенным и террористическим угрозам.

– Оперативный контроль большого количества молекулярных соединений на границе «водная поверхность – атмосфера» является сложной технической задачей, которая пока не имеет эффективного решения. При этом подобная информация является необходимой для решения экологических задач, прогнозирования погоды, изучения климатообразования, – объясняет руководитель проекта с российской стороны, заведующий лабораторией биофотоники ТГУ Юрий Кистенёв. – Задачей проекта является разработка мобильного терагерцового спектрометра и метода анализа химических компонент в газовых пробах. Речь идёт как о промышленных выбросах, так и о различных соединениях, попадающих в атмосферу в процессе испарения с поверхности водоёмов.

7.jpg

В совместном проекте французские учёные из лаборатории физико-химии атмосферы Университета прибрежного опалового побережья отвечают за конструирование спектрометра высокого разрешения. Учёные ТГУ, чьей сильной стороной является машинное обучение, займутся разработкой прикладного программного обеспечения для нового прибора. В ППО будут использованы технологии искусственного интеллекта, который выступит главным инструментом для распознавания составляющих в сложных газовых смесях.

– В ходе выполнения проекта запланировано тестирование нового метода в России и во Франции, – говорит Юрий Кистенёв. – В городе Дюнкерк, где базируется основной офис Университета прибрежного опалового побережья, будет производиться детектирование газовых проб на промышленном производстве. В России апробация нового подхода пройдёт в условиях заболоченных территорий на юге Западной Сибири. Здесь ИИ будет распознавать химические элементы в испарениях с водной поверхности.

Как отмечают разработчики, помимо контроля индустриальных загрязнений и ведения экологического мониторинга возможные области применения новой разработки включают в себя контроль качества продуктов по анализу газовой фракции, экспресс-диагностику на основе компонентного анализа выдыхаемого воздуха, обнаружение потенциально опасных для человека паров в газовых субстанциях, газоанализ для криминалистики. Проект рассчитан на два года. Сумма финансовой поддержки со стороны государства составит 30 миллионов рублей.

Добавим, что в настоящее время лаборатория биофотоники ТГУ выполняет масштабный междисциплинарный проект, поддержанный мегагрантом правительства РФ. Исследования нацелены на разработку методов скрининговой неинвазивной диагностики вирусных и бактериальных респираторных инфекций с использованием лазерной спектроскопии и методов искусственного интеллекта. Несколько ведущих специалистов из научной группы проекта, будут заняты в российско-французских исследованиях, среди них директор Института проблем лазерных и информационных технологий РАН, чл.-корр. РАН Александр Шкуринов. Также в составе участников представлены ученые мирового уровня – заведующий отделом терагерцовой спектрометрии Института физики микроструктур РАН Владимир Вакс, профессор ТГУ и эмерит-профессор Реймского университета (Франция) Владимир Тютерев.