Труды КНЦ (Технические науки вып. 7/2023(14))

Результаты анализа экспериментальных данных по лазерному облучению образцов ЭЦ показали, что при мощности облучения лазером, равной 5 Вт, первой партии из 6 образцов наблюдалось незначительное снижение величины Fv/Fm, начиная со времени облучения 100 с. Существенное снижение параметра Fv/Fm наблюдалось, начиная с 10 мин облучения. Предварительно это может быть объяснено ингибированием биосинтеза белка в клетке в результате деструктивного воздействия лазерного излучения. В то же время при мощности облучения лазером второй партии из 6 образцов, равной 15 Вт, наблюдалось существенное снижение всех трех величин: F0, Fm и Fv/Fm, отражающих инактивацию цианобактерий, начиная со времени облучения 60 с, при этом максимальное снижение наблюдалось при времени облучения 10 мин. Таким образом, в результате проведенных первичных экспериментальных исследований в Университете Вэньчжоу был сделан основной вывод об эффективности воздействия зеленного лазерного излучения на инактивацию цианобактерий из рода Microcystis. Для практической апробации предложенной технологии лазерного облучения цианобактерий в пресных водоемах планируется применение воздушных и надводных беспилотных транспортных средств, использующих специальное программное обеспечение для автономного перемещения над поверхностью водных акваторий, загрязненных цианобактериями. При этом планируется разработка специального программного обеспечения и исполнительных механизмов управления параметрами лазерного излучения (мощности, фокусировки, типа излучения (импульсного или непрерывного) и его модуляции) в зависимости от природных условий (метеоусловий, рельефа местности, размеров обрабатываемого участка и т. д.), а также специфики местности (высоких и крутых берегов рек и других водоемов и т. д.). Кроме того, учитывая определенные преимущества надводных беспилотных аппаратов (такие, как близость лазерного излучателя к поверхности воды, что обеспечивает возможность снижения мощности лазерного излучения и упрощение системы управления аппаратом) при применении в небольших водоемах и реках, предполагается создание двух вариантов беспилотных транспортных систем (воздушного и надводного). Планируется разработка программно-аппаратных средств для одновременного проведения дистанционного мониторинга по контролю результатов обработки водной поверхности с цианобактериями и выделением обработанных и необработанных участков с применением видеокамер в обычном и инфракрасном диапазонах. Групповое управление воздушными и надводными роботами В СПБ ФИЦ РАН ведется разработка и прототипирование математического, алгоритмического, программного, аппаратного обеспечения группового управления и взаимодействия гетерогенных робототехнических комплексов, применяемых для решения агроэкологических задач в разных средах: воде, суше и воздухе [6-9]. Линейка выпускаемых беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) и навесного оборудования предназначена для распыления различных видов жидких удобрений, внесения сухих веществ, гранулированных удобрений, специализированных насекомых, лазерной стимуляции, мониторинга посредством мультиспектральной или видимого спектра видеокамеры [10]. Разработанные алгоритмы построения траектории обеспечивают движение по заданному маршруту с выполнением задач в ключевых точках, равномерно покрывая рабочий земельный участок при аэрофотосъемке, внесении и распределении сухих и жидких удобрений. Созданные пользовательские интерфейсы обеспечивают ряд преимуществ: простота настройки скорости движения, возможность удержания положения в точке обработки на заданное время, стабильный полет за счет используемого контроллера, автономное функционирование, применение различного программного обеспечения для реализации полетных задач. На рисунке 1 показаны пример БпЛА, выпускаемого СПб ФИЦ РАН, и виды используемого навесного оборудования. Последняя версия БпЛА имеет следующие характеристики: масса полезной нагрузки — до 12 кг; время полета — до 35 мин; автономный взлет и посадка, движение по заранее заданному маршруту, выполнение задач в ключевых точках. Использование специализированной лазерной установки, монтируемой на беспилотный летательный аппарат для автоматизации процесса фотоактивации больших посевных площадей в результате полевых экспериментов показало, что лазерное облучение для большей части изучаемых культур увеличило урожайность и высоту травостоя (у злаковых — для четырех из шести культур, у бобовых — для четырех из пяти изучаемых культур) [11]. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 7. С. 86-91. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 7. P. 86-91. © Ронжин А. Л., Халилов Э. Н., Лазукин А. А., Савельев А. И., Ма З., Ван М., 2023 88