Ученый Черноок рассказал, как отыскать белого медведя на снежных просторах

В начале сентября из Петербурга на архипелаг Медвежьи острова в Арктике отправится научная экспедиция, которая будет изучать популяцию белых медведей с помощью беспилотников, спутников и… нейросети. Об этих исследованиях рассказал "Петербургскому дневнику" организатор экспедиции доктор географических наук Владимир Черноок.

Владимир Ильич, чем могут быть полезны для страны белые медведи?

Владимир Черноок: Они являются прекрасным индикатором состояния экосистемы в Арктике. Если с ней проблемы, то соответственно падает и численность этих животных. Наблюдение за ними и местами их обитания может дать массу попутной интереснейшей и полезной информации, которая необходима для изучения и развития этого самого северного региона страны.

А легко ли считать белых медведей?

Владимир Черноок: В том-то и дело, что очень тяжело, потому что их практически не видно на фоне снега или льдов. А поскольку у них прекрасные шубы с потрясающей теплоизоляцией, тут даже обычные тепловизоры далеко не всегда могут помочь.

Надо полагать, у вас и у ваших коллег как раз тепловизоры необычные?

Владимир Черноок: Тут все определяется целым комплексом уникальной аппаратуры и программного обеспечения, разработанным нами специально для подобных целей. Это не только те же тепловизоры, но и фото- и видеокамеры с мощнейшей оптикой, а также высокоточное навигационное оборудование. Но самое главное, что все это установлено на многофункциональных беспилотниках "Орлан-10", которые выпускают здесь же, в Петербурге, на предприятии, с которым мы сотрудничаем с 2019 года.

А разве нельзя использовать обычный самолет?

Владимир Черноок: У "Орлана" масса преимуществ по сравнению с ним. Прежде всего для него не требуются аэродромы, нет необходимости осуществлять его перегонку к месту съемок, и значит, мы существенно экономим время, силы и финансы. Кроме того, у "Орлана" прекрасные летные характеристики: он может работать на малых высотах в условиях низкой облачности, достаточно устойчив к обледенению, а высокая скорость позволяет ему летать при сильных ветрах.

Правда, во время исследований в прошлом году беспилотник из-за сильного нисходящего воздушного потока однажды все же был вынужден совершить аварийную посадку прямо на берегу Ледовитого океана. И хотя рельеф там крайне сложный, с "Орланом" (и с аппаратурой) ничего не случилось. Разве что хвост немного пострадал - любопытные белые медведи решили попробовать его на вкус.

Вы используете для исследований один беспилотник?

Владимир Черноок: Нет. Более того, теперь поднимаем в воздух сразу звено из трех-четырех "Орланов", что позволяет закрыть маршрутами авиаобследования до 4 тысяч километров за один день. А в случае необходимости увеличить радиус дальности полетов звена один из беспилотников становится ретранслятором связи для своих "собратьев". А поскольку проводить полеты мы можем круглые сутки, да еще и к сбору необходимой информации привлекаем спутники, исследования наши в столь суровых климатических и природных условиях носят во всех смыслах комплексный характер. Мы первыми в мире стали изучать Арктику с помощью таких инструментов.

Вы ведь были и одним из первых ученых, кто вообще стал исследовать морскую живность с воздуха?

Владимир Черноок: Я начал заниматься этим еще в 1970-х годах, когда работал в Мурманске, в системе рыбного хозяйства. Мы с коллегами предложили создать на базе Ил-18 летающие лаборатории, оснащенные спектрофотометрами и фотоаппаратурой, чтобы изучать фитопланктон и рыбу. Соответственно, можно было с помощью этих же самолетов наводить на косяки рыб траулерный флот. В мире тогда этим тоже никто не занимался. Это была самая передовая технология.

Но и задача перед вами, наверное, ставилась амбициозная?

Владимир Черноок: Конечно. Государство вложило в ее реализацию колоссальные средства. Даже конструкторское бюро Ильюшина было привлечено к работе. Но и научная, а также экономическая отдача была мощной. На лов рыбы выходило одновременно 70 траулеров, которые ждали нашей команды, куда им двигаться, чтобы найти, допустим, косяки скумбрии. Мы были глазами рыбаков. И один день работы этой рыболовецкой эскадры окупал год эксплуатации одного нашего самолета-лаборатории. А их было несколько.

А потом наступили девяностые.

Владимир Черноок: Да. И все развалилось. В том числе и единый рыболовецкий флот. Чтобы сберечь бесценный накопленный опыт исследований и бесценный научный коллектив, я решил переключиться на изучение экологии морских побережий и морских млекопитающих. К примеру, сегодня нашими объектами изучения являются также тюлени, киты и овцебыки. Да-да, последние тоже обитают в Арктике.

Вы упомянули о массе попутно получаемой важнейшей информации. Какой именно?

Владимир Черноок: Вот смотрите. Наша аппаратура на "Орланах" обладает потрясающим разрешением - от 2 до 5 сантиметров. Каждый снимок весит минимум 100 мегабайт. И при этом каждый пиксель имеет точную привязку к системе географических координат. Поэтому и расположение всех попавших в кадр объектов можно определить с точностью до 10 сантиметров. А это уже очень важно, к примеру, для оценки следов антропогенной деятельности в Арктике. На снимках отлично видно вынесенные на берег бревна, железные бочки, останки животных, разливы нефтепродуктов и рыболовные сети.

А бывали ли случаи, когда к вам обращались с просьбой специально обследовать какой-нибудь промышленный объект?

Владимир Черноок: Да, и не раз. К примеру, когда мы исследовали побережье на Чукотке, местные власти попросили нас снять во всех подробностях заброшенный гигантский Иультинский горно-обогатительный комбинат. И наши снимки помогут составить план мероприятий, необходимых для приведения в порядок этой территории.

Тут ведь важно еще и то, что мы располагаем колоссальным архивом цифровых снимков зоны арктического побережья. И он постоянно пополняется, потому что мы проводим регулярный мониторинг территорий. И если, допустим, вдруг где-нибудь произойдет техногенная катастрофа, можно всегда во всех подробностях увидеть, что было и как стало.

Значит, можно сказать, что Арктика теперь под надзором цифрового ока?

Владимир Черноок: По сути, мы создаем цифровые двойники территорий. Это может быть использовано не только для спасения Арктической зоны, но и для ее правильного с точки зрения экологии туристического или промышленного развития.

Что же касается новых технологий, то мы, к примеру, также создали нейросеть и систему компьютерного зрения для расшифровки полученных в Арктике снимков. Теперь, скажем, различать тех же белых медведей на фоне снегов нам стало гораздо легче. Нейросеть может даже в некоторых случаях определять пол, возраст и упитанность особей, что тоже необходимо для оценки экологической обстановки и состояния популяции животных.

Какие научные открытия были сделаны во время ваших исследований в Арктике?

Владимир Черноок: Например, в прошлом году мы проводили комплексное обследование острова Врангеля. Никто и никогда еще не изучал эту территорию с таким размахом. Мы сделали более 23 тысяч снимков! И насчитали там 864 белых медведя. Для всего научного сообщества это стало большой неожиданностью. Ведь, по оценкам ученых, этих животных в мире насчитывается не больше 25 тысяч. И оказывается, что как минимум тысяча из них обитает только на острове Врангеля.

Кроме того, нам удалось установить, что значительно расширился ареал обитания бурых медведей: в отдельных регионах они вышли к берегу Ледовитого океана. Эта информация тоже крайне важна, потому что она помогает не только оценивать параметры изменения климата, но и своевременно вырабатывать меры безопасности для местного населения. Ведь бурые медведи не так дипломатичны, как белые.

Арктика уже стала вашим домом?

Владимир Черноок: Пока только на летний период. Но всем нам без нее никак не обойтись.

Владислав Вовк