Проекты

Краткое описание

Российские арктические моря — Баренцево, Карское и Лаптевых — превращаются в «ловушку» для плавающего морского мусора: ветра и поверхностные течения стягивают отходы, а низкие температуры замедляют из разложение. Надёжных данных о том, где именно мусор скапливается и откуда поступает, нет: визуальные наблюдения с бортов судов редки и дороги, а спутники различают лишь самые крупные объекты. Без точной картины невозможно планировать уборку, взаимодействовать с предприятиями-загрязнителями и проверять эффективность природоохранных мер.
Наш проект решает задачу доступным и масштабируемым способом. Мы фиксируем состояние поверхности моря автоматической камерой высокого разрешения и применяем собственную модель искусственного интеллекта (разрабатываемую в настоящем проекте), которая распознаёт и классифицирует плавающий макромусор. Снимки проходят геопривязку, а результаты становятся общедоступны в онлайн-системе, также разрабатываемой в рамках настоящего проекта.
К декабрю 2025 г. мы выложим первые данные, полученные с помощью камеры и ИИ-модуля. В навигацию 2026 г. мы проведём проверочную экспедицию: система непрерывно «просканирует» море по ходу рейса и соберёт не менее полумиллиона снимков. Часть кадров разметят эксперты (для проверки), часть нейросеть обработает сама, обучаясь в подходе активного обучения; цель — к осени 2026 г. достичь точности обнаружения не ниже 80 %. Параллельно разрабатывается интернет-портал, где пользователи смогут видеть интерактивные карты плотности мусора и его перемещения. Пилот портала запустится к декабрю 2026 г., а в январе – феврале 2027 г. на нем будет опубликована финальная версия данных.
Предметные результаты проекта:
1. Первая открытая база оценочной плотности плавающего макромусора в российских арктических морях, сформированная путём экстраполяции наблюдений с учётом полей течений.
2. Онлайн-система, позволяющая просматривать карты плотности мусора и вероятные области его происхождения, что ускорит переход от обнаружения к решению задачи очистки с недель до суток.
Кому это полезно:
• Учёные и независимые исследователи получат полноценную коллекцию данных для оценки ущерба экосистемам и сопутствующих исследований;
• Регуляторы и природоохранные ведомства получат объективную основу для нормирования сбросов, расчёта компенсаций и планирования адресных природоохранных мер.
В проекте задействованы эксперты из Московского физико-технического института, Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН и Государственного океанографического института им. Н. Н. Зубова. Команда уже провела экспедиционные видеонаблюдения (2023 и 2025 гг.) и создала рабочий прототип алгоритма. Поддержка Фонда позволит вывести технологию из лаборатории в регулярную практику, закрыв «слепое пятно» на карте арктического загрязнения и укрепив научно обоснованную защиту северных морей.

Цель

1. Цель проекта – разработать и развернуть систему, состоящую из модели ИИ, позволяющей обнаруживать плавающий морской мусор в данных фотосъемки, и онлайн-системы отображения данных съемки и дальнейших оценок плотности плавающего морского мусора в океане и его основных источников

Задачи

1. Создание модели ИИ для обнаружения плавающего морского мусора в данных высокоразрешающей цифровой фотосъемки поверхности океана и получение с ее применением объективных данных о плотности плавающего морского мусора и наиболее вероятном расположении источников мусора и их мощности.
2. Разработка и публикация онлайн-системы отображения данных наблюдений и оценок плотности и источников мусора, вычисленных с помощью моделей ИИ
3. Доведение результатов проекта до академической аудитории и аудитории лиц, принимающих природоохранные решения

Обоснование социальной значимости

Какой объект природы затронут и кому это важно
Проект посвящён Баренцеву, Карскому морям и морю Лаптевых — ключевым акваториям российского Севера. Эти воды кормят промысловые виды рыб, обеспечивают судоходство Северного морского пути и поддерживают традиционный уклад прибрежных и коренных общин. Благополучие экосистем этих морей важно для учёных-океанологов, регуляторов (Минприроды, Росприроднадзор), судовладельцев, ресурсодобывающих компаний и всех, кто зависит от экосистемных услуг Арктики.

Суть проблем
Плавающий морской мусор (пластик, дерево, металл, резина) концентрируется в Арктике: ветра и поверхностные течения несут отходы с Атлантики и внутренних морей России, а низкие температуры практически исключают их разрушение. Традиционные визуальные наблюдения с судов проводятся эпизодически, спутниковые методы «видят» только самые большие объекты. В итоге:
- недостаток объективных данных для исследователей о составе, плотности и источниках плавающего морского мусора не позволяет развивать и повышать достоверность системных знаний о плавающем морском мусоре в Арктике, влиянии на экологическую обстановку, пользу/вред для аборигенных видов и пользу/вред для инвазивных видов
- недостаток информации о составе, плотности, источниках плавающего морского мусора приводит к принятию управленческих и природоохранных решений на общих основаниях, без подкрепления надежными натурными данными, что существенно снижает экономическую эффективность таких решений;
- плавающий морской мусор травмирует и убивает животных — они запутываются, сталкиваются с обломками, гибнут в результате заглатывания;
- плавающий морской мусор служит вектором оседания и распространения токсинов, патогенов, инвазивных видов; мелкие частицы (результат долговременного пребывания в воде и разрушения) проникают в пищевые цепочки;
- скопления мусора разрушают местообитания аборигенных сообществ; разлагаясь, выделяют парниковые газы, усугубляя кризисы климата и биоразнообразия.

Что уже известно
– Международные доклады UNEP и AMAP указывают, что Арктика становится конечным «узлом» мирового мусорного потока; оценки показывают занос десятков тонн отходов ежегодно.
– По единичным рейсам Плавучего университета (2023 г.) выявлены макро-объекты даже севернее 75° с. ш., но таких данных слишком мало, чтобы строить надёжную статистику.
– Существующие инициативы (OSPAR, HELCOM, отдельные проекты The Ocean Cleanup) в Арктике почти не представлены: суровые условия мешают систематическому мониторингу.


Почему именно наш проект закроет информационный разрыв - основную причину проблем исследователей и лиц, принимающих решения:
- Мы создаём постоянный, а не разовый источник достоверных данных. Научные суда получают простую «надстройку» — камеру высокого разрешения и нейросеть, которая мгновенно просматривает поток изображений и выделяет в нём плавающий мусор. Алгоритм работает в реальном времени и обрабатывает кадры в реальном времени, тогда как человеку-эксперту на это потребовались бы недели или месяцы. За счёт такой скорости мы можем выпускать регулярные массивы наблюдений для каждой экспедиции, а не единичные отчёты.
- Каждое автоматическое обнаружение сопоставляется с точкой съёмки и направлением течений; таким образом формируются карты текущей плотности и модели «обратного дрейфа», показывающие вероятные районы происхождения мусора. Ученые по-прежнему получают сырые кадры, метаданные и поля оценки плотности мусора для своих исследований; регуляторы получают статистически надёжное основание для принятия решений: где убирать, какие маршруты контролировать, с какими предприятиями и портами работать в первую очередь.

Результат проекта — первая открытая база оценочной плотности и вероятных источников плавающего макромусора в российских арктических морях. Учёные получают фундамент для моделей циркуляции и оценки ущерба, регуляторы — инструмент для адресных мер и расчёта ущерба, а общественность — наглядный, своевременный индикатор состояния северных морей.

География проекта

Моря российского сектора Арктики, фокус на Баренцевом, Карском морях и море Лаптевых.

Целевые группы

1. Целевые объекты природы - моря россйиского сектора Арктики, фокус на Баренцевом, Карском морях и море Лаптевых.
2. Целевые группы людей: (а) ученые, проводящие экологические морские исследования (б) лица, принимающие решения о проведении очистных мероприятий (чиновники) (в) лица, принимающие решения об ограничении и регулировании производства и сброса мусора в воды (чиновники и руководители компаний)