Российская наука взяла курс на междисциплинарность – новый подход к научным исследованиям и разработкам. Теперь ученому необязательно выбирать, что ему нравится больше: исследовать растения или конструировать технику будущего – можно заниматься всем и сразу. Наталья Владимировна Овчарова, ведущий преподаватель института биологии и биотехнологий, смогла совместить на первый взгляд несовместимое: биологию и беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Как ей это удалось? В каких естественно-научных проектах могут принять участие студенты АлтГУ? Часто ли можно встретить биолога в стенах университета? Об этом и многом другом Наталья Владимировна рассказала «ЗН».
2022 год стал для Натальи Владимировны переломным – именно тогда она начала использовать беспилотники в своих научных исследованиях, а затем стала руководителем проекта по внедрению инновационных технологий в сельское хозяйство Алтайского края. Проект вошел в программу «Приоритет-2030», в которой активно участвует Алтайский госуниверситет. Больше всего внимания проект уделяет агроценозу – экосистеме, которую человек создает для получения сельскохозяйственной продукции, так как сельское хозяйство – определяющее направление для Алтайского края.
БПЛА – фермерам
Как беспилотники могут помочь фермерским хозяйствам? С их помощью проводится воздушный мониторинг посевов по различным показателям. Это упрощает точечные полевые работы, позволяет провести исследования в труднодоступных местах, например в прибрежной зоне. В рамках проектов «Приоритета-2030» биологи АлтГУ обрабатывают снятые беспилотниками материалы с пашен кукурузы и подсолнечника, а затем разрабатывают рекомендации по уходу за ними. Полученный опыт работы с БПЛА кафедра ботаники начинает внедрять в образовательный процесс. Научиться работать с беспилотниками студенты-магистранты ИББ могут уже сейчас: учебный план предусматривает отдельный курс по работе с геоинформационными технологиями.
Что такое геоботаника?
Один из главных научных интересов Натальи Владимировны – геоботаника. Геоботаника изучает распределение растительного покрова по поверхности земли и взаимодействие отдельных растительных сообществ. «Мы работаем на стыке биологии и географии, математики и программирования, даже используем искусственный интеллект. Сейчас коллектив нашей кафедры разрабатывает очередной проект для «Приоритета-2030». На патент вышли два программных продукта: по обнаружению всходов кукурузы и подсолнечника по изображениям с БПЛА. Здесь подключается искусственный интеллект: дрон делает снимки, нейросеть их обрабатывает, а затем выдает количество всходов, либо засоренность территории. На основе полученных данных фермер может точечно проводить гербицидную обработку или удобрять посевы. Такой дифференцированный подход сэкономит средства фермерских хозяйств», – объясняет Наталья Овчарова.
Все начинается… с мечты!
Наталья Владимировна постоянно в движении: учебные пары, экспедиции, форумы и конференции. Она любит летать на самолетах, поэтому в свое время и заинтересовалась дронами. Но даже самые деятельные ученые на минуту останавливаются, чтобы помечтать.
«Если забегать в будущее, – Наталья Владимировна загадочно улыбается, – то мне хочется, чтобы дроны помогали не только в мониторинге, но еще и собирали образцы растений, а затем приносили их к операторам. Сколько гербариев мы смогли бы собрать и изучить! А с помощью искусственного интеллекта дрон мог бы идентифицировать растения и уточнять их ареал…».
А ведь началось все тоже с мечты! Еще пять лет назад Наталья Владимировна и не мечтала о работе с дронами, но очень хотела внедрить в свои исследования что-то современное и передовое.
В 2023 году кафедра ботаники АлтГУ получила грант и приобрела беспилотник с мультиспектральной камерой, которая собирает данные, невидимые человеческому глазу. Сначала коллектив искал с высоты Хмель обыкновенный (Húmulus lúpulus), а затем перешел на наблюдения за сельскохозяйственными культурами.
Наталья Владимировна уверена: однажды все мечты становятся реальностью. Для нее важно, чтобы разработки с БПЛА ушли в производство и промышленность, а не остались лежать на полке, ведь дроны для геоботаников – теперь неотъемлемая технология. Беспилотники не заменяют работы на земле, но существенно их дополняют и помогают взглянуть на растительный мир буквально с другой стороны. Так что научная жизнь в институте за последние несколько лет очень изменилась. Наталья Владимировна говорит, что кафедра «эволюционировала».
Свой среди своих
«Наука – это большая взаимоподдержка среди наших коллег-ученых», – делится наблюдениями Наталья Владимировна. Несмотря на конкуренцию, специалисты из разных регионов и даже стран обмениваются опытом использования БПЛА, предлагают новые идеи и рефлексируют над ошибками. Однако у каждого научного центра свои задачи. Например, в Алтайском крае шесть климатических зон и все они нуждаются в адаптации работы беспилотников. Так, в апреле 2024 года Наталья Владимировна посетила международный форум в Белоруссии (г. Минск), где собрались самые авторитетные специалисты в области создания и эксплуатации дронов: Сергей Щербаков, Александр Окунев, Алесь Логинов и многие другие. На этом форуме ученые из 30 стран делились своим опытом использования дронов в решении проблем региона.
«Он из Германии туманной привез учености плоды…»
Международный форум в Минске далеко не первый в карьере Натальи Владимировны. В 2012 году она присоединилась к 5-летнему международному научно-исследовательскому проекту «Кулунда», но отправилась… в Германию! Сначала на основе европейских методик ученые АлтГУ провели анализ и классификацию степной растительности Кулунды. Затем они отправились в Галле-Виттенберг, в университет имени Мартина Лютера, чтобы освоить методы дистанционного зондирования земной поверхности, которые используют немецкие географы. Ученые из двух стран общались на немецком языке с помощью переводчиков. Иногда приходилось скрупулезно переводить по одному слову – научный язык отличается от разговорного и осложняет коммуникацию. У Натальи Владимировны был даже собственный карманный словарик, чтобы быстро вспомнить тот или иной научный термин на немецком.
После стажировки коллектив кафедры начал передавать полученный опыт студентам ИББ. Под чутким руководством преподавателей ребята учились обрабатывать графики изменения растительности и убедились в том, что ботаники – не просто люди с микроскопом, но и передовые исследователи.
Биологический интервзгляд
Наступает осень. Скоро листва на деревьях пожелтеет и начнет опадать. Обычный человек не обратит на это внимание, так ведь бывает каждый год. Но биологи, как и другие профессионалы в своем деле, никак не могут переключиться с науки в повседневность: даже в мимопролетевшем листке увидят интересное строение. Наталья Владимировна как раз из таких ученых, ее взгляд постоянно цепляется за незнакомые растения, а друзья нередко просят помочь с их домашними цветами. У самой Натальи Владимировны дома большая коллекция из 15 видов фикусов, а в школьные годы была коллекция из 20 видов кактусов. В свободное время она ухаживает за своим панорамным аквариумом и создает флорариумы. Хватает времени даже выезжать на дачу. Там ученая отдыхает от научных проектов и учебного процесса, но тоже с пользой: постоянно что-то пересаживает, подкармливает, подрезает. «Дача – это наша душа, это семейное. Там мы всегда проводим выходные в весенний, летний период. Времени на фильмы, на телевизор вообще не хватает. Но зимой я перечитываю классические книги. Так прошлой зимой перечитала “Войну и мир”».
Первым делом пары. Экспедиции – потом!
Несмотря на широкий спектр научных интересов, участие в международных проектах, на первом месте для Натальи Владимировны все же преподавание и передача опыта юным биологам. Она предлагает ребятам уже с первого курса участвовать в экспедициях, писать научные статьи и помогать кафедре в исследованиях, в частности в проектах «Приоритета-2030». Именно студенты вдохновляют ученую на новые проекты. В январе этого года магистрант кафедры ботаники Никита Кузнецов победил в конкурсе «Умник», который организует Алтайский региональный фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Под руководством Натальи Владимировны Никита разрабатывал электронные карты полей для мониторинга состояния сельскохозяйственных культур с помощью беспилотников.
«Расставаться со студентами, конечно, жалко», – признается исследовательница, но искренне радуется за успехи своих учеников. Например, со студентами из Узбекистана Наталья Владимировна поддерживает связь даже после выпуска. Благодаря таким отзывчивым выпускникам университет налаживает сотрудничество с другими вузами и исследовательскими центрами.
Где искать биолога?
В течение учебного года Наталья Владимировна находится в университете и чаще всего ее можно встретить именно там. Но с приходом лета все меняется: начинаются студенческие практики, бесконечные экспедиции, путешествия. Лето – самое плодотворное и насыщенное время для биолога. Если бы Наталья Владимировна писала сочинение о том, как она проводит лето, не хватило бы и целой тетради – такими своеобразными «сочинениями» становятся отчеты для кафедры.
Когда я была студенткой…
В этом году институту биологии и биотехнологий исполняется 50 лет. Наталья Владимировна не только его сотрудник, но еще и выпускница. Она, уже состоявшийся ученый, с теплом вспоминает студенчество, особенно занятия Марины Михайловны Силантьевой, которая впоследствии стала еще и коллегой. В памяти остались яркие летние практики, латынь, очень много латыни, и тесная работа с научным руководителем – Татьяной Александровной Терехиной, которая до сих пор помогает дельным советом и поддерживает в начинаниях. Наталья Владимировна уверена: успешный старт в науку начинающему ученому могут дать только опытные учителя и наставники.
Как стать успешным ученым
«Я думаю, что наука в университете не должна существовать сама по себе. Все исследования должны применяться в образовательном процессе. Это может быть какой-то спецкурс, лабораторный практикум или даже лекция. Также стоит придерживаться правила, что двигателями учебного процесса являются студенты, студенты-магистранты и их начинания. Какой совет я могу дать начинающим ученым? Никогда не сдавайтесь. Даже если что-то не получается с первого раза, пытаетесь еще раз. На помощь всегда придет научный руководитель, к выбору которого стоит отнестись ответственно. А еще важно правильно распределять время», – резюмирует Наталья Владимировна.
Анна ЗАГОРУЙКО
