تشخیص ضایعات پلاستیکی در اقیانوس با استفاده از هوش مصنوعی

به گزارش پایگاه خبری ساینس‌دیلی، این شیوه برای اندازه‌گیری میزان ضایعات پلاستیکی شناور در سطح آب و همچنین ردگیری نحوه توزیع این ضایعات در گذر زمان کارآیی دارد.

محققان برای توسعه این الگوریتم از تکنیک‌های یادگیری عمیق استفاده کردند و بیش از ۳۸۰۰ تصویر هوایی را از دریای مدیترانه مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. آنها پس از آموزش الگوریتم با استفاده از این تصاویر به کمک شبکه‌های عصبی توانستند به مرور زمان دقت الگوریتم را در تشخیص ضایعات پلاستیکی افزایش دهند.

این الگوریتم که اکنون دقت آن به بالای ۸۰ درصد رسیده است، توانایی تجزیه و تحلیل هریک از تصاویر هوایی را به صورت مستقل دارد. این الگوریتم همچنین قادر است تمام تصاویر را برای به دست آوردن یک تصویر کلی از محدوده مورد بررسی در کنار هم قرار داده و به عنوان یک تصویر واحد تجزیه و تحلیل کند.

در حال حاضر این ابزار هوشمند به صورت یک برنامه تحت وب در دسترس عموم قرار گرفته است.

اما محققان در تلاشند تا یک نسخه اختصاصی برای هواپیماهای بدون سرنشین تولید کنند تا فرایند ردگیری و اندازه‌گیری میزان ضایعات پلاستیکی در آب‌های زمین به صورت کاملا خودکار انجام شود.

به گزارش مجمع جهانی اقتصاد، سالانه حدود ۸ میلیون تن ضایعات پلاستیکی وارد اقیانوس‌ها می‌شود. بر اساس مقاله‌ای که در سال ۲۰۱۵ میلادی منتشر شده است،‌ میزان این ضایعات تنها در سال ۲۰۱۰ میلادی بین ۴.۸ تا ۱۲.۷ میلیون تن تخمین زده شده است.

ضایعات پلاستیکی صرف نظر از میزان آن‌ها، یک مشکل جدی برای زیست‌بوم اقیانوس محسوب می‌شود. برخورد با قطعات بزرگ پلاستیک می‌تواند موجب آسیب یا مرگ آبزیان شود و قطعات کوچک آن ممکن است به دستگاه گوارش این موجودات راه یابد.

برخی از ماهیان کوچک، ذرات کوچک پلیمری را که با عنوان میکروپلاستیک شناخته می‌شوند، به منابع غذایی طبیعی خود ترجیح می‌دهند و به دلیل خوردن میکروپلاستیک، عملا قبل از رسیدن به سن بلوغ از گرسنگی می‌میرند.

میکروپلاستیک در طبیعت تقریبا غیرقابل تجزیه است. هنگامی که ظروف یک بار مصرف، کیسه‌های نایلونی و سایر اشیای پلاستیکی دور ریخته می‌شوند، از طریق فاضلاب و سیستم‌های ناکارآمد دفن و بازیافت زباله، در نهایت سر از اقیانوس‌ها و دریاها در می‌آورند. یکی دیگر از منابع تولید میکروپلاستیک، ذرات پلاستیکی هستند که در لوازم آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرند و پس از شست وشو از طریق فاضلاب به جریان آب‌های زیرزمینی و دریاها راه می یابند.

ارزیابی آثار مخرب میکروپلاستیک در طبیعت بسیار دشوار است، اما میکروپلاستیک در بدن پرندگان دریایی، ماهی‌ها، وال‌ها و بسیاری از آبزیان دیده شده است. این مواد غیرقابل هضم و تجزیه، پس از ورود به بدن جانوران در سیستم گوارش آن ها انباشته شده و بالاخره منجر به مرگ آن‌ها می‌شود.

بر اساس این تحقیقات، نوزاد برخی از انواع ماهی که در محیط‌های مملو از میکروپلاستیک سر از تخم در می‌آورند، به جای پلانکتون که غذای طبیعی آن‌ها محسوب می‌شود، تنها میکروپلاستیک می‌خورند. بدین ترتیب پیش از بلوغ و رسیدن به باروری جان خود را از دست می‌دهند.

ظاهرا این ماهیان کوچک، به دلیل تغذیه غلط، توانایی واکنش به سیگنال‌های شیمیایی هشداردهنده را که موجب نجات جان آن‌ها از دست شکارچیان طبیعی می‌شود، از دست می‌دهند. همچنین بر اساس این تحقیقات، در چنین محیط‌هایی درصد کمتری از تخم‌ها به ماهی بدل می‌شوند. علت تغییر رفتار ماهی و واکنش نشان ندادن به محرک‌های طبیعی، مبهم باقی مانده و هنوز در دست بررسی است.

بر اساس این تحقیقات میکروپلاستیک خسارات جبران ناپذیری را به محیط زیست دریاها و اقیانوس‌ها وارد کرده است و اقدام فوری برای جلوگیری از ورد مقادیر بیشتر میکروپلاستیک به آب‌های کره زمین، یک ضرورت جهانی محسوب می‌شود.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Environmental Pollution منتشر شده است.