Концептуальная и теоретико-множественная модели задачи функционирования и применения системотехнических решений для пробоотбора донных отложений

1.    Постановка задачи

Целью данного исследования являлось определение направлений модернизации лимнологического оборудования и их оценивание с точки зрения увеличения функциональных возможностей, удовлетворения эргономических требований и стоимостных затрат. Структура статьи сформирована следующим образом. В первую очередь описана концептуальная модель предметной области исследования, затем приведена классификация существующих образцов лимнологического оборудования, применяемых для отбора донных проб, после чего представлена теоретико-множественная модель, раскрывающая структурно-функциональные связи дночерпателей и описывающая критерии оценивания их характеристик. Также обсуждается выполненная модернизация дночерпателя коробчатого типа и результаты его экспериментальной проверки во время экспедиций по Ладожскому озеру.

Средства пробоотбора донных отложений (дночерпатели) являются одними из основных первичных исследовательских средств в области лимнологии. Для формализации задачи функционирования и применения дночерпателя рассмотрим концептуальную модель, представленную на рис. 1, которая включает следующие основные сущности: дночерпатель, проба донного грунта, окружающая среда, транспортное средство, специалист-лимнолог, задача пробоотбора, критерии оценивания дночерпателя. Предложенная концептуальная модель является основой для выявления основных недостатков существующего лимнологического оборудования, формирования требований к новым разрабатываемым образцам и оценивания качества как самих дночерпате-

Математика

лей, так и реализации всей поставленной задачи пробоотбора. Описание параметров предложенных основных сущностей рассмотрим ниже при описании теоретико-множественной модели задачи функционирования и применения дночерпателя.

G - дночерпатель			E - окружающая среда
F G – множество видов конструкции A G – площадь захвата H G – высота отбираемой колонки L G – наличие возможности стратификационного отбора C G – множество типов срабатывающего механизма I G – бинарная оценка нарушаемости структуры грунта при отборе D G – множество диапазонов рабочих глубин R G – множество способов погружения/ подъема W G – множество диапазонов весов S G – множество бортового сенсорного оборудования P G – характеристики бортового вычислительного оборудования E G – характеристики бортовой системы электропитания C G – характеристики бортового оборудования связи	1----		Lk E – характеристики водоема Wth E – характеристики погодных условий Clm E – характеристики климатических условий
			V - транспортное средство
			Tp V – множество типов транспортных средств доставки дночерпателя Ft V – характеристики транспортного средства DvEq V – характеристики оборудования погружения/подъема на транспортном средстве
			M - специалист-лимнолог
			Sk M – навыки специалиста Sch M – график работы специалиста
			W - задача пробоотбора Tp W – тип задачи Ms W – Необходимое число специалистов Tm W – необходимое время реализации Eq W – необходимое оборудование Cst W – стоимость реализации задачи
B – проба донного грунта	4---
K B – тип грунта W B – вес пробы H B – высота колонки пробы D B – глубина отбора пробы T B – время и дата отбора ADINF B – кортеж дополнительной информации о пробе
			Q - критерии оценивания дночерпателя
			Fnk Q – множество функциональных критериев Erg Q – множество эргономических критериев Cst Q – множество стоимостных критериев

Рис. 1. Концептуальная модель задачи функционирования и применения дночерпателя

Далее рассмотрим особенности задачи пробоотбора и кратко историю создания устройств донного пробоотбора с классификацией и примерами существующего оборудования. В любом водоёме – от маленького пруда до океана – постоянно идут два противоположных процесса: осадконакопление и диффузия веществ из донных осадков в воду. Донные осадки являются естественным буфером для химических веществ водоёма и одновременно домом для огромного числа живых организмов от простейших бактерий и водорослей до рыб и моллюсков. Поэтому донные осадки водоемов изучаются специалистами как естественных наук (гидрология, экология, гидробиология, палеогеография, геология и др.), так и прикладных областей, в частности сельского хозяйства (сапропели, аквакультура). Изучение состава и структуры донных отложений позволяют получить информацию о текущем состоянии водоёма, его истории и даже дать прогноз на будущее.

Процесс отбора бентосных проб является начальным, но очень существенным этапом в цикле получения информации о донных осадках водоёма, так как результаты даже самого точного (и дорогостоящего) анализа теряют всякий смысл при неправильно проведенном отборе пробы. Ошибки, возникающие вследствие некорректного отбора пробы, в дальнейшем исправить, как

Ронжин А.Л., Дудаков М.О., Концептуальная и теоретико-множественная модели задачи Дудакова Д.С.функционирования и применения системотехнических решений... правило, уже невозможно. Поэтому достоверность и точность последующего анализа в значительной степени зависят от правильности выбора способа и тщательности проведения процедуры отбора.

Дночерпатели являются основным инструментом для проведения бентосного пробоотбора. Их совершенствование, а также разработка новых конструкций и схем является естественным путём для получения корректных данных о донных осадках и их обитателях.

На рис. 2 приведена оригинальная классификация широкого спектра приборов для решения задач донного пробоотбора: драги, скребки, пробоотборники-насосы и другие [1]. Отбор проб грунта с определенной, заданной габаритами пробоотборника, площади производится с помощью специализированных механических устройств - дночерпателей и трубчатых пробоотборников [1-4]. Первые и по сей день наиболее распространенные дночерпатели появились в прошлом веке в форме конструкций, разработанных Карлом Дж. Й. Петерсеном в 1911 г. [5], Свеном Экманом [6] в 1911 г., Эдвардом А. Берджи [7] в 1921 г. Несколько позже, в 1933 г., был разработан дночерпатель Ван-Винна, принцип работы которого был достаточно схож с дночерпателем Петерсена, однако имел более совершенный механизм срабатывания [8]. В дночерпателях Экмана и Берджа для срабатывания механизма схлопывания применялся посыльный груз, отправляемый оператором, проводящим пробоотбор. В двух же других конструкциях применялся принцип работы по типу грейфера, и таким образом была сделана попытка автоматизирования процесса схлопывания пробоотборника на дне.

Позднее происходило взрывообразное развитие идей по конструкциям и модификациям пробоотборников для решения различных задач [1, 9-12]. Океанические глубоководные исследования потребовали создания крупногабаритных дночерпателей, что определялось необходимостью пробоотбора с очень больших глубин, отбора проб большого объема для анализа специалистами разных научных дисциплин, масштабной оценки геологического строения дна и состава донных осадков, изучения крупных бентосных организмов. Такие приборы начали появляться с 1950-х годов [4]. Появилась необходимость разработки устройств для отбора стратифицированных колонок (керна) на глубины, большие по сравнению с теми, что давали дночерпатели. Ранние пробоотборники керна, на основе которых появились более поздние конструкции, включали коробчатый пробоотборник Рейнека [13] и трубчатый пробоотборник Крейба [14].

Для изучения гетерогенности донного грунта и его обитателей стали использоваться мульти-и мегакореры [4]. Появились пробоотборники, управляемые аквалангистами при погружении [15]. Позднее развитие робототехнических устройств и подводных аппаратов позволило создавать системы доставки и автоматизированного управления пробоотборников непосредственно с ПА с контролем условий и качества пробоотбора (ROV corers) [1]. Также начала применяться видеосъемка, сопровождающая пробоотбор [16].

В настоящее время в практике лимнологических работ используются хорошо зарекомендовавшие себя для решения конкретных задач пробоотборники. Основные модели, известные на настоящий момент и доступные в продаже или производимые под заказ в России, приведены в таблице.

2.    Теоретико-множественная модель задачи функционирования и применения дночерпателя

На основе предложенной концептуальной модели, приведенной на рис. 1, рассмотрим далее теоретико-множественную модель задачи функционирования и применения дночерпателя, описываемую следующим кортежем параметров:

BGF = (О, B, E, V, M, W, Q) , где G - кортеж параметров дночерпателя, B - кортеж параметров пробы донного грунта, E -кортеж параметров окружающей среды, V - кортеж параметров транспортного средства, M -кортеж параметров специалиста-лимнолога, W - кортеж параметров описания задачи пробоот-бора, Q - кортеж критериев оценивания качества дночерпателя. Далее рассмотрим введенные параметры более подробно.

Математика

Примеры дночерпателей

Критерии классификации

Типы дночерпателей

По конструкции		Грейферного типа
		Коробчатые
		Штанговые
По размеру частиц донного грунта		Трубчатые
		Шнековые
		Валуны
		Галька
По площади захвата		Гравий
		Песок
		Глина
По глубине отбора осадка (высота отбираемой колонки)		Ил
		1/25 м2
		1/40 м2
		1/100 м2
По возможности брать послойные пробы из отобранной колонки		1/800 м2
		до 5 см
		20-30 см
		1 м и более
		Нестратификационные
		Стратификационные
По нарушаемости структуры грунта при срабатывании		С нарушением структуры
		Без нарушения структуры
		Легкие (до 5 кг)
		Среднего веса (6-15 кг)
По весу		Тяжелые (более 15 кг)
		На штанге
По способу погружения/ подъема		На тросе
		С лебедки
По диапазону рабочих глубин		Мелководные (до 4 м)
		Широкого диапазона глубин

МБ-ТЕ

ДАК-250

По типу срабатывания

При контакте груза посыльника с механизмом Схлопывание створок под собственным весом при контакте со дном

запирающего      ।

Запирание трубки снизу запорным устройством, механизма

срабатывающим при подъеме из грунта

Рис. 2. Классификация дночерпателей для пробоотбора

Ронжин А.Л., Дудаков М.О.,         Концептуальная и теоретико-множественная модели задачи

Дудакова Д.С.функционирования и применения системотехнических решений...

Обзор существующих конструкций устройств для донного пробоотбора

Модель	Особенности   рабочих грунтов	Принцип действия
Дночерпатель штанговый ГР-91	Песчано-гравелистые донные отложения	При натяжении троса заборный ковш поворачивается под действием пружины
Дночерпатели  коробча тые автоматические: ДАК-100,     ДАК-250, ДАК-400	Для мягких и средней плотности грунтов	Удар посыла освобождает пружины, захлопывающие челюсти
Дночерпатель Ван-Винна	Сбор   поверхностного слоя грунта	Скребки, втягиваемые тросом, соскребают верхний слой грунта
Дночерпатель Петерсена	Сбор   поверхностного слоя грунта	Скребки, втягиваемые тросом, соскребают верхний слой грунта
Дночерпатель  Заболоц кого	Сбор донных проб на глубинах < 2,5 м	Челюсти захлопываются под весом вертикальной штанги при снятии ее с упоров (повороте)
Трубчатый дночерпатель Мордухай-Болтовского	Сбор донных проб на глубинах < 2,5 м	Грунт набивается в трубу при заглублении и поднимается с поворотом вокруг оси
Дночерпатели стратификационные: ДЧС-100, ДЧС-250	Для мягких и средней плотности грунтов с послойной стратификацией через каждые 50 мм	Удар посыла освобождает пружины, захлопывающие челюсти
Дночерпатель Экмана– Берджи: 100х100, 200х200	Для мягких и средней плотности грунтов	Удар посыла освобождает пружины, захлопывающие челюсти
Дночерпатели трубчатые: ТГ-1, ТГ-1,5	Для мягких грунтов	Донный осадок забивается в трубку при ее ударе о дно, и трубка закрывается инерционным клапаном
Трубка Лаури–Ниемисто	Для мягких и средней плотности грунтов (с ограничениями)	Донный осадок забивается в трубку при ее ударе о дно, и трубка закрывается запорным механизмом при вытягивании ее из грунта
Дночерпатель микробен-тометр МБ-ТЕ	Для мягких и средней плотности грунтов	Донный осадок забивается в трубку при ее ударе о дно, и трубка закрывается барометрическим клапаном, иногда дополняется дополнительным запорным механизмом, срабатывающим при вынимании из грунта

G = F , A , H , L ,D ,R ,W ,S ,P ,E ,C – кортеж параметров, описывающий основные характеристики дночерпателя: F – множество видов конструкции, A – максимальное значение площади захвата дночерпателя, H – максимальное значение высоты отбираемой колонки, L – наличие возможности стратификационного отбора, I – бинарная оценка нарушае-мости структуры грунта при отборе, D – множество диапазонов рабочих глубин, R – множество способов погружения/подъема, W – множество диапазонов весов, S – множество бортового сенсорного оборудования, P – кортеж характеристик бортового вычислительного оборудования, E – кортеж характеристик бортовой системы электропитания, C – кортеж характеристик бортового оборудования связи.

Математика

Множество видов конструкций включает FG ={F1, F2, F3, F4, F5}, где обозначены сле- дующие конструкции: F 1 – грейферного типа, F 2 – коробчатые, F 3 – штанговые, F 4 – трубча- тые, F 5  – шнековые. В множестве диапазонов рабочих глубин выделяют два типа dg = { D1, dG} , где D1 – мелководные (до 4 м), D2 – широкого диапазона глубин. Множество {711 g2 7l3 )           7l1                         g2

R_g , R_g , R_g } , где R_g - на штанге, R_g - на тросе,

3                                 123    1

Rg - с лебедки. Множество диапазонов весов содержит WG ={W?,W?,W,}, где W3 - легкие (до 5 кг), W 2 – среднего веса (5–15 кг), W 3 – тяжелые (более 15 кг). Множество бортового сен- сорного оборудования SG ={S1, S2,

...

разных величин: температуры, мутности, кислотности и т. д. При этом для повышения надежности и достоверности измерений датчики одного типа могут ставиться на борт в нескольких экземплярах в зависимости от предъявляемых эксплуатационных требований.

Предполагается, что бортовое вычислительное оборудование дночерпателя не обладает высокой мощностью и развитой периферией, поэтому описание кортежа его характеристик включает основные элементы, которые важны при интеграции составных частей дночерпателя: P_G = ^р^ , Fi ne ,p V^l'" ,p^Dl m . P We ^, где P_G^Freq - тактовая частота процессора, P^'^ine - потребляе-

Volt мая электрическая мощность процессора, P – электрические характеристики процессора,

P^Dim – габаритные размеры бортового вычислительного оборудования, P^Weg – вес бортового вычислительного оборудования. Последние два параметра критичны с точки зрения размещения и балансировки дночерпателя, так как в свободном падении или спуске на тросе важно сохранить вертикальность входа конструкции в донный грунт.

Кортеж    характеристик    бортовой    системы    электропитания    содержит

E Typ    Cap Volt    Char   Weg   Dim             Typ                                Cap

_G = ^( Р¹ ,, E_g^p ,E_g , E_g , E_g g ,E_G k где E_g - тип аккумулятора, E_G - емкость аккумулятора, E^Volt – электрические характеристики, E^Typ – способ зарядки (беспроводной, тип разъема проводной зарядки), E^Weg – вес аккумулятора, E^Dim – габаритные размеры бортовой системы электропитания.

Кортеж      характеристик      бортовой      системы      связи      содержит

С_с = ( C Typ , С Dist , C V ^olt, C Ene , C W^{e eg} , C Dim ) , где C T^yp - тип связи (проводная, беспроводная (гидро-

G       G, G , G, G   , G , G             G акустическая, оптическая)), C Dist – максимальная гарантированная дальность передачи данных, CVolt – электрические характеристики, С Ener – потребляемая электрическая мощность системы связи, СWeg – вес системы связи, СDim – габаритные размеры бортовой системы связи.

Параметры пробы донного грунта представлены следующим кортежем: B= K , Part ,W , H , D , T , ADINF , где K – тип грунта, Part – размер частиц донного грунта, W – вес пробы, H – высота взятой колонки пробы, D – глубина дна, где была взята проба, T – время и дата взятия пробы, ADINF – дополнительная информация о пробе, полу- чаемая от бортовой сенсорной системы или из внешних открытых реестров. Тип грунта K выбирается из множества Type в зависимости от точности автоматического анализа, навыков эксперта или требуемой точности. По размеру частиц донного грунта Part выделяют несколько типов грунта: ил, глина, песок, гравий, валуны.

Ронжин А.Л., Дудаков М.О., Дудакова Д.С.

Кортеж параметров окружающей среды включает E = Lk , Wth , Сlm , где Lk – харак- теристики водоема, Wth – характеристики погодных условий, Clm – характеристики климатических условий. Описание характеристик водоема представляет собой кортеж следующих па-Ttl     Tp     TlSq     WtSq     WtCmSq     WtVl     DpMn     DpMx     LnMx     WdMx

Lk , Lk , Lk , Lk , Lk     , Lk , Lk , Lk , Lk , Lk ,

EEE  E   E    E   E   E   E   E раметров: Lk =                                                                       , где

^E          WdMn     CsLn     CsInd     LtZnSq     WtTrph

Lk , Lk , Lk , Lk , Lk

LkTtl – название озера, LkTp – тип водоема, Lk TlSq – площадь общая, LkTlSq – площадь водного зеркала, LkTlSq – площадь водосбора, LkTlSq – объем водоема, LkTlSq – средняя глубина, LkTlSq – максимальная глубина, Lk TlSq – максимальная длина, LkTlSq – максимальная ширина, LkTlSq – средняя ширина, LkTlSq – длина береговой линии, LkTlSq – изрезанность береговой линии, Lk TlSq – площадь литоральной зоны, Lk TlSq – трофность водоема. В случае необходимости эти базовые параметры могут дополняться.

Описание характеристик текущих погодных условий на территории, где располагается водоем,        представляет        собой        кортеж        следующих        параметров:

_{Wth = Wth} ArTmp _{, Wth} WtTmp _{, Wth} WndSpd _{, Wth} WndDrc _{, Wth} Exc _{, Wth} RnVl _{, Wth} LkLv _{, Wth} Cld _{, Wth} VhcDrf _{,     где}

Wth ^ArTmp – температура воздуха, Wth^WtTmp – температура воды, Wth^WndSpd – скорость ветра, Wth^WndDrc – направление ветра, Wth ^Exc – волнение, Wth^RnVl – количество осадков, Wth^LkLv – уровень озера, Wth^Cld – облачность, Wth^VhcDrf – дрейф судна (в момент пробоотбора).

Описание характеристик климатических условий в регионе, где располагается водоем, представляет           собой           кортеж           следующих           параметров:

Clm = ClmTp,ClmSsSlRd,ClmSsTmp,ClmSsWnd,ClmSsRn,ClmSsEvp,ClmSsPrs , где ClmTp – тип кли-EEE     E    E    E    E    E        E мата, ClmSsSlRd – солнечная радиация по сезонам, ClmSsTmp – температура по сезонам, ClmSsWnd – ветер по сезонам (роза ветров), ClmSsRn – осадки по сезонам, ClmSsEvp – испарение по сезонам, ClmSsPrs – давление по сезонам.

Кортеж параметров транспортного средства, которое применяется для перевозки и эксплуатации дночерпателя, включает V = Tp , Ft , DvEq , где Tp – тип транспортного средства (воздушный, наземный, надводный, подводный), Ft – характеристики применяемого транспортного средства, DvEq – характеристики оборудования погружения/подъема на транспортном средстве.

Сведения о специалисте-лимнологе, участвующем в экспедиции, включают также персональные данные, но в рамках данного исследования используется ограниченный кортеж параметров, включающий: M = Sk ,Sch , где Sk – навыки специалиста, Sk – график работы специалиста.

Описание      параметров      задачи      пробоотбора      содержит      кортеж

W = Tp_W , Ms_W , Tm_W ,Eq_W, Cst_W , где Tp_W – тип задачи, Ms – необходимое число специалистов, Tm – необходимое время реализации, Eq – необходимое оборудование, Cst – стоимость реализации задачи.

Критерии    оценивания    качества    дночерпателя    представлены    кортежем

Q = Fnk , Erg , Cst , где Fnc – множество функциональных критериев, Fnc – множество эргономических критериев, Fnc – множество стоимостных критериев. Вопросы эргономики и безопасности применения исследовательских измерительных инструментов и средств пробоот-бора непременно рассматриваются при их проектировании и модернизации. Зачастую пользова-

Математика

тель готов отказаться от части функций, если их использование вызывает физическое затруднение или алгоритмы управления слишком сложны для восприятия и запоминания. В работах ведущей научной школы профессора А.В. Богомолова детально обсуждаются проблемы безопасности персонала в профессиональной деятельности, создано математическое и методическое обеспечение средств индивидуальной и коллективной защиты, диагностики состояния человека [1721].

Задача проектирования допустимых системотехнических решений дночерпателя сводится к поиску конструктивных путей формирования вариантов, удовлетворяющих функциональным, эргономическим критериям. Окончательное решение о структуре и функциях дночерпателя и программно-аппаратном обеспечении, необходимом для его реализации, принимается с учетом стоимостных затрат всего жизненного цикла оборудования [22].

3.    Технологические особенности и предложенный вариант модернизации дночерпателя коробчатого типа

В данном исследовании основное внимание было уделено модернизации дночерпателя Эк-мана–Берджи/ДАК, поэтому далее рассмотрим более подробно технологические особенности его конструкции и ключевые моменты работы с прибором. История использования дночерпателя насчитывает уже более ста лет, за это время его механическая конструкция многократно модернизировалась, и на сегодняшний день, видимо, достигнуты максимально возможные показатели эффективности и надёжности для прибора, построенного по такой схеме. Было создано несколько как мелких вариаций конструкции, отличающихся размерами (и, соответственно, массой и объёмом), так и материалом: сталь, нержавеющая сталь, латунь, а также более принципиальными: использованием отдельной пружины (пружин) для привода каждой из двух створок пробоотборника. Такой вариант конструкции оказался более эффективным, он позволяет значительно увеличить запасаемую энергию в пружинах и соответственно повысить давление на створках при срабатывании, а также упрощает взведение прибора, поскольку каждую пружину (группу пружин) можно взводить отдельно [1, 11].

Но история совершенствования конструкции дночерпателей Экмана–Берджи/ДАК никак не затронула очень важный аспект: систему управления прибором. Выпускаемые на сегодняшний день дночерпатели по-прежнему, как и сто лет назад, управляются с помощью механического посыла, скользящего по тросу. Такая схема имеет практически одно преимущество: крайнюю простоту и дешевизну. При этом присутствуют несколько очень серьёзных недостатков. Приведём самые существенные из них:

• 1.    Для движения посыла трос должен быть постоянно натянут, но излишний натяг может вытягивать несработавший дночерпатель из грунта.

• 2.    Отклонение от вертикали троса более чем на 25° приведёт к несрабатыванию прибора из-за недостаточной кинетической энергии посыла, даже если сам дночерпатель идеально вертикально вошёл в грунт.

• 3.    Огромное время движения посыла по тросу (до 2-3 мин зависит от глубины) за это время корабль даже на якоре значительно сместится.

Хотелось бы подчеркнуть, что эти проблемные моменты частично удаётся решить за счёт многолетнего опыта сотрудников, но эти методы не являются надёжными и требуют высочайшей квалификации.

Кроме этого, дночерпатель не имеет никаких средств контроля вертикальности входа в грунт и, соответственно, захваченной площади в пробе.

Исследования по оценке качества работы разных модификаций коробчатого пробоотборника Экмана с помощью прямого наблюдения аквалангистами были проведены С. Бломкистом [11]. Цитата из этой работы: «Наклон, заполнение до краев и потеря осадка из пробоотборника, а также перераспределение, ресуспендирование являются основными факторами некорректного обора бентосных проб. Поскольку исследуемые группы являются моделями общего пользования, эти результаты свидетельствуют о том, что необходимо проявлять осторожность при оценке исследований, основанных на пробоотборе дночерпателем Экмана обычного дизайна. Надежность отбора проб может быть значительно повышена за счет оснащения захватов опорной стойкой и механизмом, который фиксирует крышки во время подъема. Правильно управляемый захват Экма-

Ронжин А.Л., Дудаков М.О., Концептуальная и теоретико-множественная модели задачи Дудакова Д.С.функционирования и применения системотехнических решений... на соответствующей конструкции является подходящим инструментом для сбора определенных типов образцов, таких как бентосная макрофауна и инфауна в частности».

Приведённые исследования, а также многолетний опыт сотрудников СПб ФИЦ РАН, занимающихся бентосным пробоотбором, позволяет сформулировать вывод о необходимости модернизации дночерпателя Экмана–Берджа / ДАК-250 прежде всего в части управления срабатыванием и записи условий, при которых отбиралась проба (отклонение от вертикали, точная глубина, температура), при этом конструктив самого дночерпателя правильно сохранить, это прекрасно отлаженная, надёжная конструкция, которая описана в огромном количестве методик и исследований. Предложенная модернизация дночерпателей Экмана–Берджа / ДАК-250 призвана эффективно решить эти проблемы, оставив основную конструкцию практически без изменений.

Дополнительное сенсорное и вычислительное оборудование в автоматическом режиме принимает решение о захвате пробы и практически гарантирует корректность обора пробы с расчётной площади грунта. В подавляющем большинстве случаев работа производится в режиме «быстрый спуск–подъём», что значительно ускоряет процесс и существенно снижает требования к квалификации оператора. Новая версия дночерпателя состоит из следующих основных модулей: дночерпатель автоматический коробчатый ДАК-250, система управления с датчиками и сервоприводом срабатывания ковшей, трос.

Разработанная версия дночерпателя отличается применением анализа качества забора пробы при автоматизации срабатывания ковшей. Себестоимость дночерпателя существенно не увеличивается за счет минимизации дорогостоящего оборудования для подводного визуального мониторинга и распределения функций между специалистом и автоматикой. В период экспедиции по Ладожскому озеру в августе-сентябре 2022 года с помощью разработанного интеллектуального дночерпателя был проведен сбор свыше 160 проб.

Собранный в ходе экспериментов материал по динамике изменения ускорения в момент приземления дночерпателя на донный грунт также представляет собой интерес с точки зрения автоматизации классификации типов донных поверхностей на твердые скальные и каменистые, гравийно-галечные, песчаные, алевриты, алевопелиты, глины и другие. Полученный набор сигналов длительностью 0,5 с с частотой дискретизации 200 Гц содержит целые числа в диапазоне [0, 4000] и будет использоваться для конфигурирования структуры и обучения искусственной нейронной сети, на основе которой будет разработана бортовая система распознавания типов донных поверхностей.

Авторы выражают признательность профессору А.В. Богомолову за плодотворные дискуссии и считают своим приятным долгом поздравить профессора А.В. Богомолова с юбилеем.