Союз машиностроителей России

Студенты Института кибернетики им. Е.И. Попова ИРНИТУ работают над созданием программных продуктов, которые автоматизируют процесс изучения физиологии растений. Проекты разрабатываются совместно со специалистами Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН (СИФИБР СО РАН).

Как рассказал заведующий кафедрой автоматизированных систем Института кибернетики ИРНИТУ Сергей Бахвалов, 24 февраля-9 марта на базе Технопарка Иркутского технического университета состоялось инновационное мероприятие «SciеnceHack-2015» («Хакатон»). «Хакатон» призван объединить специалистов из разных областей науки для решения ряда технологических задач, а также создания совместных проектов. Интерес к «SciеnceHack-2015» проявили студенты ИРНИТУ и ученые из Объединенного совета научной молодежи Иркутского научного центра СО РАН.

«Иркутские ученые представили свои проекты в области палеогеодинамики, биомоделирования, трансляционной медицины, патофизиологии, геоморфологии и предложили студентам-программистам ИРНИТУ совместно решить конкретные задачи. В результате наши студенты Федор Малков, Никита Русецкий и Василий Туринцев вошли в состав двух команд и вместе с сотрудниками СИФИБРА СО РАН создают программные продукты. Ученые владеют уникальными методиками, а наша цель – подобрать для них при помощи цифровых технологий необходимый инструментарий. При успешной реализации проектов новые виды программного обеспечения можно будет с успехом применять в экологии, аграрной промышленности», - отметил С. Бахвалов.

Одним из совместных проектов, над которым трудится Федор Малков и ведущий инженер лаборатории физиологии трансгенных растений СИФИБР СО РАН Юлия Нурминская, касается изучения морфометрических параметров у трансгенных растений табака. За основу исследования берется цифровое изображение листа растения и подбирается программа, которая позволит измерить площадь органов растения, угол ответвления боковых жил по отношению к центральной.

«По внешнему виду растения можно определить очень многие параметры: насколько подходящими являются условия, климат и место произрастания, степень нестабильности работы генома, уровень загрязненности окружающей среды. Сейчас мы вынуждены делать все измерения вручную, при помощи обычного микроскопа и линейки. Это трудоемкий и долгий процесс. Информационные технологии, которыми владеет Федор Малков, позволили бы ученым быстро и точно выявлять флуктуирующую асимметрию растения - мелкие ненаправленные отклонения от симметричного состояния», - говорит Ю. Нурминская.

По ее мнению, с помощью новой компьютерной программы появится возможность диагностировать заболевания у растений на самой ранней стадии. Это облегчит не только труд ученых, но и сэкономит финансовые затраты в сельскохозяйственной сфере при проведении селекционных работ.

Как признается студент пятого курса ИРНИТУ Федор Малков, он только приступил к решению поставленной задачи. На данном этапе решает проблему выделения контура листа растения из изображения с прочими объектами (линейка, штативы, цифровой шум). Для этого студент работает с различными графическими языками программирования и библиотеками.

«Физиология растений - достаточно новая для меня тема. Ранее сфера моих научных интересов была направлена на взаимодействие археологии и информационных технологий. Однако я рад, что ИРНИТУ и СИФИБР СО РАН предоставили мне уникальную возможность внести определенный вклад в развитие биологии. Я планирую с данным проектом принять участие в инновационном конкурсе по программе «УМНИК», - признается Ф. Малков.

Кроме того, студент работает над решением еще одной важной задачи. Он рассчитывает биофизические параметры биологических мембран путем получения данных об интенсивности флуоресценции по каждому пикселю изображения в виде матрицы (например, в текстовом файле). Нужно выполнить соответствующее извлечение данных из графических файлов изображений, полученных на конфокальном микроскопе LSM 710. Такой подход к изучению мембран клеток растений также облегчит работу биологов. Над этим проектом Федор Малков работает со студентами первого курса Института кибернетики Никитой Русецким и Василием Туринцевым. Руководит исследованиями научный сотрудник лаборатории физиологии растительной клетки СИФИБР СО РАН Вадим Нурминский. В настоящее время уже проведена конвертация изображения с микроскопа в «dat» файл.

Ольга Балабанова