13 просмотров

Использование ИИ для выявления загрязнения пластиком и ускорения очистки океана

Океаны покрывают 71% нашей планеты и содержат такой объем пластика, что «всего через несколько лет мы можем закончить с фунт пластика на каждые три фунта рыбы в море(1). Ежегодно в наши океаны попадает более 8 миллионов метрических тонн пластика, помимо примерно 150 миллионов метрических тонн, которые уже циркулируют в них (1). 8 миллионов, сумма, эквивалентная «сбрасыванию в океан одного нью-йоркского мусоровоза, наполненного пластиком, каждую минуту каждого дня в течение всего года» (1). Тихоокеанское мусорное пятно стал острая икона загрязнения океана через средства массовой информации, экологические кампании и платформы социальных сетей. Мы все видели изображения птиц, гнездящихся в кучах мусора, морских черепах с пластиковыми соломинками в носу и рыб, запутавшихся в сетях, которые выставлены в Интернете. Но еще более ужасным является то, что «приблизительно половина всего пластикового загрязнения находится под водой, большая часть его находится в форме микропластика, настолько маленького, что мы, возможно, никогда не сможем полностью очистить его» (2). Правительства, защитники окружающей среды и граждане настоятельно требуют поддерживать чистоту наших океанов и сохранять биоразнообразие и жизненно важные услуги, которые они обеспечивают жизни на Земле. Многие новые компании и организации меняют ландшафт сохранения океана, разрабатывая инновационные методы мониторинга ИИ и роботизированные технологии для выявления загрязнения наших океанов и водных путей и обеспечения ускоренного подхода к его очистке. ИИ и машинное обучение позволяют автономным морским транспортным средствам отличать пластик от других предметов и материалов, позволяют идентифицировать большие скопления мусора и помогают бороться с загрязнением в источнике.

Статья в тему:  С чего начать в искусственном интеллекте

Когда в июле 2021 года в родном штате Ханш на севере Германии произошло катастрофическое наводнение, «она быстро развернула одну из своих лодок, чтобы помочь очистить близлежащую реку от дерева и мусора» (6). лодки оснащены камерами, дроном и искусственным интеллектом чтобы собранный мусор мог быть проанализирован Немецким исследовательским центром искусственного интеллекта, одним из крупнейших в мире некоммерческих контрактных исследовательских институтов в области технологий ИИ» (6). С помощью команды инженеров, биологов и ученых-экологов эта технология используется с целью выявления того, что можно переработать и перепрофилировать, а также выявления «самых больших точек входа и тех, кто является крупнейшим загрязнителем» (6). Многие из миссий по развертыванию спонсировались донорами, такими как экологический фонд автопроизводителя Audi, для миссии на немецком Дунае, в результате которой было получено более 7000 фунтов чистого пластика. Как небольшая благотворительная организация, состоящая из 15 сотрудников,

Everwave сосредоточена на расширении масштабов, чтобы удовлетворить спрос на уборку мусора во всем мире (6). Hansch планирует развертывание в странах Африки к югу от Сахары и Азии в следующем…

не только потому, что это районы, из которых большая часть мирового мусора попадает в океаны, но и потому, что мы экспортируем много нашего мусора в эти регионы» (6).

Организации по очистке океана обычно являются некоммерческими организациями, которые полагаются на пожертвования и добровольцев. Чтобы масштабировать и стимулировать больше, организации и фонды, такие как Everwave, ищут инвесторов.

Статья в тему:  Что такое быстрое прототипирование в искусственном интеллекте

Этой осенью началась Everwave. якорь платформы в форме сот под названием HiveX в горячих точках мусора на реках и озерах (6). Лодки и якоря могут стоять на якоре в течение длительного времени и «преднамеренно спроектированы так, чтобы их можно было строить на месте в Африке, Азии или Восточной Европе», чтобы создать рабочие места для местных жителей (6). Ханш также надеется, что это будет стимулировать больше миссий и технологий по очистке океана, как только «местные жители начнут рассматривать мусор как ценный товар, который можно переработать» (6).

Ocean Cleanup — некоммерческая организация, занимающаяся разработкой передовых технологий по избавлению океанов от пластика.Несмотря на то, что все хотят рекламировать себя как устойчивые, в конце концов, бизнес ставит во главу угла прибыль. (6)

Ocean Cleanup использует машинное обучение для выявления пластикового загрязнения в реках и моделирования того, как оно перемещается в океане. Эти идеи приводят в действие системы пассивной очистки, помогающие удалять пластик, который влияет на наши экосистемы. (4)

Ocean Cleanup предлагает два решения для очистки — одно для рек и одно для океанов — для выявления и очистки пластика (4). Этим они прямо признают, что основные ворота для пластика, попадающего в океан, проходят через реки. Распознавание пластика и отличие его от других объектов и материалов традиционно является непростой задачей, но благодаря сотрудничеству с проектом Microsoft Hackathon for Sustainability организация Ocean Cleanup смогла «создать решение, использующее ИИ для идентификации и маркировки десятков тысяч изображений». (4). Что касается пластика в океане, пассивная система очистки собирает пластик из скопившихся участков мусора для извлечения (4). Датчики, подключенные к пассивным системам очистки, также собирают данные о ветрах и течениях, а «алгоритм запускает симуляции, чтобы увидеть, как эти системы очистки перемещаются в океане» (4). Для мониторинга рек камеры снимают изображения мусора, движущегося к океану, которые затем анализируются, чтобы отличить пластик от органического мусора (4). Перехватчик, автономная сборочная установка на солнечной энергии, затем удаляет пластик до того, как он попадет в океан (4). Ocean Cleanup планирует объединить свои речные и океанские системы в масштабе, «чтобы к 2040 году сократить количество пластика в океане на 90%» (4). Одним из их последних достижений была демонстрация способа сделать это, используя инфракрасное излучение, чтобы отличить вращающиеся кусочки пластика от другого мусора в океане (15). В настоящее время проект «Очистка океана» «отважился войти в Большое тихоокеанское мусорное пятно с исследовательскими судами и пролететь над его вершиной с помощью самолетов, оснащенных датчиками и системами визуализации» (15).

Статья в тему:  Что, если искусственный интеллект завладеет человечеством

Устойчивые береговые линии позволяют сообществам восстанавливать свою морскую среду с помощью ИИ для выявления источников, причин и решений прибрежного загрязнения (3). Устойчивые береговые линии — это инициатива на низовом уровне, позволяющая сообществам собираться вместе для сбора мусора с береговых линий, а затем заносить его в свою «уникально всеобъемлющую базу данных» (5). С момента своего основания организация «Sustainable Coastlines» убрала «достаточное количество мусора с берегов Новой Зеландии и Тихого океана, чтобы заполнить примерно 45 морских контейнеров» (5). Несмотря на впечатляющее достижение, проблема накопления пластика в океане только усугубляется из-за потребительства и растущего населения планеты. С помощью новых технологий и решений ИИ организация Sustainable Coastlines «разрабатывает национальную базу данных мусора, которая будет не только отслеживать воздействие усилий по очистке, но и генерировать точные, научно обоснованные данные и идеи», чтобы «направлять и помогать местным сообществам». «гражданских ученых»» (5).

ИИ и робототехника уменьшат загрязнение океана

ИИ используется в Автономные подводные аппараты (AUV) а также Беспилотные надводные аппараты (USV) для очистки пластика и других форм загрязнения. USV — это роботы, предназначенные для эффективного и рентабельного сбора коммерческих данных об океане на поверхности. Точно так же AUV — это роботы, предварительно запрограммированные на сбор данных из определенных частей глубокого океана, в то время как ученые проводят исследования на борту корабля или на суше. «В идеале AUV должны быть в состоянии выполнять сложные, длительные миссии без необходимости вмешательства человека. Для этого требуются самые современные (или превосходящие) методы искусственного интеллекта (ИИ)» (8). Такие компании, как Liquid Robotics, компания Boeing, преодолевают препятствия на пути к данным об океане, использование сети беспилотных лодок, собирающих данные об океане по всему миру. Liquid Robotics разработала Wave Glider, USV, работающий на энергии волн и солнечной энергии, который может работать индивидуально или в составе флота, доставляя разнообразные данные об океане из глубин на поверхность. Wave Glider предназначен для поддержки широкого спектра датчиков, что позволяет «партнерам разрабатывать и предоставлять клиентам уникальные решения» (8).

Статья в тему:  Что такое искусственный интеллект ppt

Используя USV, XOCEAN предоставляет «услуги по сбору данных под ключ геодезистам, компаниям и агентствам» от картирования морского дна до мониторинга окружающей среды (9). Компания XOCEAN недавно внедрила программное обеспечение для искусственного интеллекта «Guardian Vision» от Marine AI, чтобы улучшить ситуационную осведомленность своего USV (10). Marine AI — компания, занимающаяся разработкой программного обеспечения, «специализирующаяся на программном обеспечении искусственного интеллекта на базе периферийных устройств» (10). Их цель «состоит в том, чтобы предоставить управляемый датчиками когнитивный искусственный интеллект для повышения морских возможностей на воде или под водой» (10).

Razer сотрудничает со стартапом по очистке морских отходов Clearbot, «чтобы продвигать использование ИИ и робототехники для уменьшения загрязнения океана» (7). Они объявили о своем партнерстве в рамках празднования Всемирного дня океанов в июне 2021 года. роботы, которые используют компьютерное зрение на базе искусственного интеллекта для идентификации морских отходов и их извлечения ответственно утилизировать (7). «Clearbot» — это морской беспилотник для сбора мусора, работающий от солнечной энергии, самонавигирующийся и оснащенный искусственным интеллектом, который использует машинное обучение для оптимизации своих возможностей с течением времени (7). Благодаря партнерству Clearbot смогла использовать технические знания Razor для оптимизации своей миссии и улучшения дизайна Clearbot, сделав его более эффективным, востребованным на рынке и масштабируемым. «Clearbot призывает сообщество загружать фотографии морских пластиковых отходов, обычно встречающихся в открытых водах, на свой веб-сайт, которые будут использоваться для улучшения алгоритма искусственного интеллекта робота для обнаружения отходов» (7).

Благодаря новой модели мы уверены, что сможем расширить наши возможности по защите морских вод во всем мире, начиная с партнеров, в число которых входят операторы морских портов в Азии и НПО, которые уже проявили интерес

— Сидхант Гупта, главный исполнительный директор ClearBot

Статья в тему:  Что проще искусственный интеллект или информационные технологии

Выводы

Океанам нашей планеты по-прежнему угрожает пластиковое загрязнение, наряду со многими другими экологическими угрозами. Но вместо того, чтобы позволить нашим океанам наполняться все большим и большим количеством мусора, мы, как отдельные люди, можем попытаться разумно потреблять, управлять своими отходами и поддерживать группы по охране океана. У нас есть возможность контролировать и ограничивать количество мусора, попадающего в наши океаны и водные пути. А что касается миллионов тонн отходов, которые уже циркулируют через них, мы можем использовать инновационные технологии искусственного интеллекта, чтобы помочь навести порядок.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x