Monash -forskere har udviklet et nyt AI -program til at hjælpe forskere i den globale kamp mod svøbe af miljømikroplast. Forskningen offentliggøres i Tidsskrift for farlige materialer.
På trods af at de har overskrifter i de senere år, ved mange forskere og beslutningstagere stadig ikke om omfanget af problemet, herunder nøjagtigt, hvilken slags mikroplastik der er derude, og hvor de ender.
Programmet udviklet af Monash bruger sofistikerede maskinlæringsalgoritmer til at analysere tusinder af prøver i fraktioner af et sekund – en proces, der kan tage måneder for mennesker – for at få en afgørende forståelse af, hvor og hvordan vi har brug for at handle.
Det er ikke så simpelt som at sætte prøven under et mikroskop, fordi udseende alene kan være vildledende.
For eksempel kan naturlige materialer som små stykker muslingeskaller ofte se ud som mikroplast.
Den nye algoritme bruger i stedet de kemiske komponenter, der udgør disse materialer til at identificere karakteristiske “underskrifter” (komplekse numeriske tal, mange tusinder af tegn lange), der nøjagtigt kan identificere kendte mikroplastiske typer, ved hjælp af data fra en proces kaldet Fourier Transform infrarød spektroskopi (FTIR ).
Af afgørende betydning er programmet det første i verden, der er i stand til at analysere et bibliotek med signaturer af mikroplastik, noget der desperat var nødvendigt af forskere, der kæmper med den mammut opgave at tackle problemet.
Gennembrudet blev banebrydende af hovedforsker Frithjof Herb, en Monash University Ph.D. Kandidat og vejleder Dr. Khay Fong, seniorlektor i Monash School of Chemistry.
“Vi adresserer en betydelig flaskehals for fremskridt med at tackle mikroplastproblemet,” sagde Herb. “Ikke kun er processen med at analysere prøver vanskelige og tidskrævende, men indtil nu har vi ikke været i stand til at gøre det i stor nok skala til at få en omfattende forståelse af nøjagtigt, hvad mikroplastik vi har at gøre med, hvor de er, og hvor De ender.
“Dette er et meget vigtigt første skridt i at finde måder, hvorpå vi kan rydde op i disse skadelige mikroplastik, og finde måder at forhindre dem i at komme ind i miljømæssige vandveje i første omgang.”
Foruden muslingeskaller inkluderer andre naturlige fibre, der ofte forveksles med mikroplastik, alger, dyrepels eller krebsdyr.
Herb sagde, at udviklingen af menneskeskabte materialer også komplicerer ting, med kemiske komponenter i mikroplast, der konstant ændrer sig.
“Plastik ændrer sig konstant, både i, hvordan de er lavet, og hvordan de bryder sammen i miljøet. Traditionelle værktøjer kæmper for at følge med i disse ændringer,” sagde han. “Men vores værktøj tilbyder en afgørende fordel for forskere, der har brug for noget, der hurtigt kan tilpasse sig, hvilket er vigtigt for at analysere data, der fortsætter med at udvikle sig.
“Vi er virkelig stolte af, hvad vi har opnået her; det kører pænt på konventionelle bærbare computere, hvilket afspejler vores fokus på bæredygtighed og tilgængelighed, som vi søgte gennem små og effektive modeller.”