پیش‌بینی آلودگی آب و جلوگیری از وقوع آن با استفاده از هوش‌ مصنوعی در بریتانیا

در یک پروژه آزمایشی، از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی‌ آلودگی آب و جلوگیری از وقوع آن در جنوب غربی انگلستان استفاده شده است.

انتظار می‌رود که این راهکار به بهبود کیفیت آب در سواحل کومب مارتین در جنوب غربی انگلستان کمک کرده و آن را به مکانی بهتر برای شنا مبدل کند.

طی این پروژه تعدادی حسگر (با سیستمی که تغییرات محیط پیرامونش را تشخیص می‌دهد و اطلاعات آن را ضبط می‌کند) در رودخانه‌ها و مزارع قرار داده می‌شود تا تصویری از وضعیت رودخانه‌های محل، بارندگی و خاک به دست بیاید.

سپس هوش مصنوعی داده‌های به دست آمده از رودخانه را با تصاویر ماهواره‌ای آن ترکیب می‌کند.

در نتیجه با این روش، هوش مصنوعی پیش‌بینی می‌کند که سیستم این رودخانه چه زمانی در برابر فرایندهایی مثل آب‌های زائد کشاورزی آسیب‌پذیرتر است و پس از آن به اقداماتی همچون درخواست از کشاورزان برای توقف استفاده از کود دست می‌زند.

شرکت فناوری «سی‌جی‌آی» در همکاری با آژانس نقشه‌برداری ملی بریتانیا این پروژه را اجرا می‌کنند.

شرکت فناوری «سی‌جی‌آی» می‌گوید که پیش‌بینی هوش مصنوعی در طی این آزمایش بیش از ۹۰ درصد دقیق بوده است.

این آزمایش در مرکز ذخیره آب زیست‌کره دوون شمالی، با ۱۴۲ کیلومتر مربع مساحت انجام می‌شود. منطقه حفاظت‌شده‌ای که دارای زیستگاه‌های طبیعی مهم و زمین‌های کشاورزی و شهرهای کوچک است.

متی یتا، مدیر ارشد پایداری شرکت فناوری «سی‌جی‌آی» گفت: «ما سایر داده‌ها از جمله تمامی اطلاعات جغرافیایی و مجموعه داده‌های حسگرها را به هوش مصنوعی می‌دهیم تا روش‌های پیش‌بینی را آموخته و بتواند مکان و زمان وقوع آلودگی را به ما اطلاع دهد.»

انتظار می‌رود که این پروژه بتواند شهرک تفریحی و ساحلی کومب مارتین را در شمال دوون را پاکسازی کند. جایی که کیفیت آب آن برای حمام کردن از دیرباز نگرانی‌هایی را ایجاد کرده است.

اندی بل از مرکز ذخیره آب زیست‌کره دوون شمالی در این مورد گفت: « آب اینجا از نظر کیفیت همیشه در سطح پایینی قرار داشته است.»

هرچند آژانس محیط زیست سال گذشته کیفیت آب در کومب مارتین را در رتبه برتر قرار داده بود اما آقای بل می‌گوید که دلیل آن عمدتا آب و هوای خشک در آن زمان بوده است. به گفته او معمولا کیفیت آب این منطقه در رتبه‌های پایین‌تر قرار داشته و حتی طی سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹ دولت با ارسال یک اطلاعیه به مردم توصیه کرده بود که از شنا در سواحل کومب مارتین خودداری کنند.

طی این آزمایش در چند کیلومتری کومب مارتین، یک حسگر شناور در رودخانه نصب شده است. جعبه سیاه رنگ و مربع شکلی که در بالای آن پنل‌های خورشیدی قرار دارد و توسط یک کابل برق به بانک وصل شده است.

این حسگر به طور خودکار سایر داده‌ها در مورد شش شاخص کلیدی بهداشت آب از جمله اسیدیته، آمونیاک، میزان اکسیژن و شفافیت آب را تصویربرداری می‌کند.

گلین کاتن، مدیر اجرایی شرکت فناوری متمرکز بر محیط زیست «واتر» که حسگرهای ۲هزار پوندی را برای این پروژه تامین می‌کند، گفت: این یک بررسی کلی خیلی خوب از کیفیت آب است.

او افزود: اگر فاضلاب شهری در رودخانه ریخته شده باشد، پس از این آزمایش شاهد جهش‌هایی مثل آمونیاک و اسیدیته در آب خواهیم بود و سپس می‌توانیم آن را با درجه حرارت و سطح اکسیژن محلول ارجاع دهیم.

از حدود ۵۰ حسگر در سراسر حوضه آبریز استفاده شده است. شرکت نقشه‌برداری ملی بریتانیا مهارت‌های تخصصی لازم برای ادغام اطلاعات و داده‌ها در این زمینه را ارائه می‌دهد.

دونا لیندسی، از شرکت فناوری «سی‌جی‌آی» می‌گوید: «ما آموزش به هوش مصنوعی را با استفاده از داده‌ها شروع می‌کنیم تا وقتی که آب یک منطقه آلوده شد بدانیم که این آلودگی آیا مربوط به یک منطقه خاص است؟ به طور مثال آیا بارش باران منجر به انتقال آلودگی به رودخانه شده؟»

در این صورت انتظار می‌رود که هوش مصنوعی به کشاورزان توصیه کند در صورت خشکی خاک مزرعه و همزمان پیش‌بینی باران‌های شدید، از کود زیادی در مزرعه خود استفاده نکنند چون احتمال می‌رود که این کود به آبراهه‌ها سرازیر شود.

جلوگیری از تخلیه فاضلاب صنعتی توسط نیروگاه‌های تصفیه آب بسیار پیچیده‌تر است. ممکن است هوش مصنوعی پس از بارندگی شدید شاهد سرازیر شدن فاضلاب در رودخانه باشد، اما این بدان معنی نیست که شرکت آب ظرفیت جلوگیری از انتشار آن را دارد.

در مرحله نخست این پروژه، هوش مصنوعی با استفاده از داده‌ها، کیفیت آب را بررسی می‌کند و شرکت فناوری «سی‌جی‌آی» مدعی است که هوش مصنوعی بیش از ۹۱/۵ درصد توانسته تا آلودگی آب را قبل از وقوع آن پیش‌بینی کند.

اما اکنون قرار است طی این پروژه از هوش مصنوعی به طور گسترده‌تر در طبیعت استفاه شود. چیزی که این سوال را مطرح می‌کند: آیا این فناوری می‌تواند همین کار را در طبیعت نیز انجام دهد یا خیر.

متی یتا، مدیر ارشد پایداری شرکت فناوری «سی‌جی‌آی» می‌گوید: ما در اینجا، در شمال دوون این پروژه را با یک قدم کوچک شروع کردیم... اما ایده بزرگ این است که استفاده از این راهکار را در سراسر بریتانیا گسترش دهیم».