تكنولوجيا جديدة لرصد النفايات البلاستيكية في البحار باستخدام الذكاء الاصطناعي

كشف علماء من روسيا عن تطوير شبكة عصبية متقدمة لرصد النفايات البلاستيكية العائمة في البحار، حيث أكدت وزارة التعليم والعلوم الروسية أن هذه التقنية تعتمد على تسجيلات فيديو ملتقطة من سفن بحثية.

وأضاف متحدث باسم الوزارة أن الباحثين من الجامعة الفيدرالية البلطيقية "إيمانويل كانط"، بالتعاون مع معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا وجامعة موسكو الحكومية، قاموا بتدريب الشبكة العصبية للتمييز بين البلاستيك والعناصر الأخرى مثل الطيور والانكسارات الضوئية وقطرات الماء. موضحا أن هذه التقنية ستساهم في المراقبة المستمرة لحالة البحار.

وأظهر الخبراء أن المحيطات تستقبل سنوياً حوالي 23 مليون طن من النفايات البشرية، مما يؤدي إلى أضرار جسيمة للنظم البيئية. وأكد العلماء أن الكائنات البحرية قد تتعرض لمخاطر كبيرة نتيجة ابتلاع جزيئات بلاستيكية، مما يستدعي ضرورة تتبع تجمعات النفايات البحرية وإزالتها في الوقت المناسب.

وبحسب المعلومات، عادة ما يتم رصد هذه النفايات عبر مسح سطح المحيط، لكن هذه العملية تستغرق وقتاً طويلاً وتحتاج إلى جهود بشرية كبيرة، مما يجعل مراقبة المساحات البحرية الواسعة أمرًا معقدًا.

لذا، اقترح العلماء استخدام طائرات مسيّرة وكاميرات موجودة على متن السفن لتحليل صور سطح البحر باستخدام شبكات عصبية قادرة على التمييز بين النفايات البلاستيكية وغيرها من العناصر.

ولتدريب الخوارزميات، استخدم الفريق لقطات فيديو تم جمعها أثناء رحلة استكشافية قطبية في عام 2023، حيث جُمعت 136 ساعة من المواد. وقد تم تقسيم هذه المواد إلى إطارات منفصلة، مما أسفر عن أكثر من نصف مليون صورة لسطح البحر.

تم تصنيف حوالي 10 آلاف صورة يدوياً لتحديد الطيور والنفايات والانعكاسات، مما ساعد في تدريب الخوارزمية على بيانات موسومة مسبقاً، مما أتاح لها التعرف على الأجسام في صور غير موسومة.

وأظهرت النتائج أن الشبكة العصبية التي خضعت لنمط "التعلم الذاتي" كانت أكثر كفاءة بنسبة 30% في اكتشاف النفايات مقارنة بالنماذج التي تم تدريبها فقط على بيانات موسومة يدوياً.