Обучиха AI да открива микропластмаси в полеви условия


Изследователски екип е създал лесен за използване полеви тест за наличие на микропластмаси, в който ключовата роля е на алгоритъм с изкуствен разум. Постижението е съществено, защото микропластмасите се сочат като токсични за живите организми, а това прави важно откриването им в околната среда и храните.

Тестът е разработка на учени от Корейския институт за наука за материалите (KIMS), изследователски институт към Министерството на науката и ИКТ, в сътрудничество с KOTITI Testing & Research Institute. Технологията е бърза и много чувствителна.

Изследователите са създали лесен за използване лабораторен набор с филтърен тип спринцовка. Приложим е в полеви условия. Типът, броят и разпределението на микропластмасите (МП) могат да бъдат идентифицирани в рамките на 20 минути без предварителна обработка.

Идеята за създаването на системата стъпва на факта, че МП могат да бъдат филтрирани. Екипът синтезирал плазмоничен материал под формата на наноджоб, който може да улови частиците на повърхността на хартиен филтър с микро-пори и да усили оптичния сигнал на уловените МП. Когато разтвор на проба, съдържащ МП, се инжектира през спринцовката, рамановият спектрален сигнал на МП се усилва върху плазмоничния материал, което позволява високочувствително откриване.

След това изследователският екип обучил система с изкуствен интелект (AI) да разпознава уникалните сигнали на раманова спектроскопия на МП. Така изкуственият интелект може да определи дали откритият сигнал съответства на МП, дори ако има смущаващи елементи в мострата. Технологията прави възможно точното идентифициране на МП в сложни среди или човешки проби, както и тяхната концентрация, разпределение и тип.

Съществуващите технологии за откриване на МП са трудни за полево използване. Така е, защото се изискват сложна предварителна обработка, високо-ефективно оборудване и анализ от квалифицирани изследователи. Новата технология замества процеса на предварителна обработка под формата на филтър и подобрява чувствителността на материала, вместо да повишава производителността на оборудването.

Най-голямата разлика е, че аналитичните умения на квалифицираните изследователи са заменени от машинно обучение. Освен това устройството използва преносим раманов спектрометър, което увеличава възможността за използване в полеви условия.

Понастоящем продължават да възникват въпроси относно замърсяването на околната среда с микропластмаси и произтичащият от това риск за човека. Има достатъчно данни, че МП лесно се освобождават от ежедневните ни продукти като козметика, почистващи препарати, кутии за храни и напитки. Засега обаче няма метод за откриване на малки МП с микро- или наноразмери. Затова има нужда от разработване на технология за установяване на международен стандартен метод за откриване.

Тъй като проблемът може да доведе до бъдещи регулации за пластмасови продукти и контейнери за храни и напитки, учените виждат съществен смисъл от разработването на технология за лесно засичане на МП в полеви условия.



Оригиналната статия ТУК