Экологические проблемы современного мира настолько сложны и многогранны, что найти эффективные решения становится все труднее. Столкнувшись с этим вызовом, исследователи из Университета Тохоку (Япония) обратились за помощью к искусственному интеллекту, чтобы разработать действенные планы по защите окружающей среды.
«Наше исследование раскрывает прорывной потенциал таких технологий, как машинное обучение, для скрининга материалов, прогнозирования производительности, моделирования глобального распределения загрязнителей и управления рисками для здоровья», — объясняет профессор Хао Ли.
Ученые сосредоточились на пяти ключевых направлениях, где ИИ может принести максимальную пользу:
- Очистка воды: ИИ помогает разрабатывать и оптимизировать стратегии для улучшения существующих методов очистки сточных вод.
- Контроль загрязнения воздуха: Алгоритмы способны предсказывать, какие материалы наиболее эффективно удаляют из атмосферы загрязняющие вещества, включая парниковые газы.
- Утилизация твердых отходов: ИИ-моделирование и оптимизация процессов могут снизить затраты на переработку мусора и повысить эффективность рециклинга ресурсов.
- Восстановление почв: Технология помогает в выборе наиболее подходящих методов для очистки загрязненных земель.
- Экология и здоровье: ИИ способен анализировать сложные взаимодействия между различными загрязнителями и прогнозировать их совокупное влияние на здоровье человека. «Некоторые из этих проблем имеют так много факторов, что человеку сложно разобраться в них в одиночку», — отмечает профессор Ли.
Полученные с помощью ИИ данные могут стать основой для формирования более эффективной государственной политики в области здравоохранения и обеспечения безопасности пищевых продуктов и питьевой воды.
Несмотря на огромный потенциал, широкому внедрению ИИ в экологию мешают несколько препятствий: нехватка данных, проблема «переобучения» моделей на малых выборках и неравномерное географическое распределение данных. Проще говоря, чтобы ИИ работал эффективно, ему нужны большие и качественные датасеты.
В качестве решения исследователи предлагают создать общую «Платформу цифрового катализа» — единую систему, которая будет интегрировать данные из разных источников и областей знаний. Такая платформа могла бы стать технической основой для крупномасштабного применения ИИ в сфере защиты окружающей среды.
В планах команды — создание междисциплинарной экологической базы данных и разработка методов для решения проблемы переобучения. Ученые также намерены сотрудничать с международными исследовательскими институтами для создания стандартизированной платформы сбора и обмена данными, что ускорит внедрение ИИ в глобальное управление окружающей средой.