هوش مصنوعی تهدیدهای پنهان آبها را شناسایی میکند: انقلابی در حفاظت از محیط زیست

نقش هوش مصنوعی تو حفاظت از محیط زیست

هوش مصنوعی می‌تونه یه بینش خیلی مهمی راجع به تاثیر ترکیب‌های پیچیده شیمیایی تو رودخونه‌ها روی زندگی موجودات آبزی بده، و اینجوری راهُ باز کنه برای بهبود حفاظت از محیط زیست. یه روش جدید که محققای دانشگاه بیرمنگام ساختنش، نشون میده چجوری روش‌های پیشرفته‌ی هوش مصنوعی می‌تونن تو شناسایی مواد شیمیایی که احتمالاً خطرناکن تو رودخونه‌ها کمک کنن و تاثیرشون رو روی موجودات ریز آبی که بهشون میگن “دافنی”، بررسی کنن.

این گروه با دانشمندایی از مرکز تحقیقات علوم محیط زیست اکولوژیکی (RCEES) تو چین و مرکز تحقیقات محیط زیست هلمهولتز (UFZ) تو آلمان با هم کار کردن تا نمونه‌های آبی رو که از سیستم رودخانه‌ی چائوبای نزدیک پکن گرفتن، تحلیل کنن. این سیستم رودخونه‌ای از منابع مختلفی مثل کشاورزی، خونه‌ها و کارخونه‌ها، مواد شیمیایی آلوده کننده دریافت می‌کنه.

نظارت رو مواد سمی تو آب

پروفسور جان کالبورن، که مدیر مرکز تحقیقات و عدالت محیط زیست دانشگاه بیرمنگامه و یکی از نویسنده‌های اصلی این مقاله هم هست، ابراز امیدواری کرد که با تکیه به این یافته‌های اولیه، یه روز بشه با این فناوری آب‌وُ به طور مرتب آزمایش کرد تا مواد سمی رو که الان نمیشه پیداشون کرد، شناسایی کرد. اون گفت: “تنوع مواد شیمیایی تو محیط زیست خیلی زیاده. ما نمی‌تونیم فقط با بررسی یه ماده تو یه زمان بررسی کنیم که آب چقدر امنه. الان ما ابزارهایی داریم که می‌تونیم تمام مواد شیمیایی موجود تو آبی که از محیط نمونه‌برداری شده رو زیر نظر بگیریم تا بفهمیم چه مواد ناشناخته‌ای با هم سمی میشن برای حیوانات، حتی برای آدم‌ها.”

نتیجه‌های تحقیق و تاثیرش

نتیجه‌های این تحقیق که تو مجله‌ی “علوم و فناوری محیط زیست” چاپ شده، نشون میده که بعضی از ترکیب‌های شیمیایی می‌تونن با هم روی فرآیندهای مهم بیولوژیکی تو موجودات آبزی تاثیر بذارن. این تاثیرات از طریق ژن‌هاشون اندازه‌گیری میشه، و ترکیب این مواد شیمیایی خطرات محیطی درست می‌کنه که ممکنه از خطراتی که هر کدومشون به تنهایی دارن، بیشتر باشه.

گروه تحقیقاتی از دافنی به عنوان موجودات آزمایشی تو این مطالعه استفاده کردن، چون این سخت‌پوستان کوچیک خیلی به تغییرات کیفیت آب حساسن و ژن‌های مشترک زیادی با بقیه گونه‌ها دارن، که این باعث میشه شاخصهای خیلی خوبی بشن برای شناسایی خطرات محیطی.

یه روش نوآورانه برای شناسایی مواد سمی توی محیط زیست

دکتر شیاوجینگ لی، از دانشگاه بیرمنگام (UoB) و نویسنده اصلی این مطالعه، میگه: “ما از یه روش نوآورانه استفاده کردیم و از دافنیا به عنوان یه گونه‌ی نماینده استفاده کردیم تا بتونیم مواد سمی که احتمالاً تو محیط هستن رو پیدا کنیم.” اون ادامه میده: “با استفاده از روش‌های هوش مصنوعی، ما می‌تونیم بفهمیم که کدوم زیرمجموعه‌های مواد شیمیایی، به طور خاص برای حیات آبی ضرر دارن، حتی تو غلظت‌های کم که معمولاً نگران کننده نیستن.”

دکتر جیائوری ژو، که اون هم تو دانشگاه بیرمنگام کار می‌کنه و نویسنده مشترک این مقاله هست، گفت: “روش ما نشون میده که چجوری روش‌های محاسباتی پیشرفته می‌تونن تو حل مشکلات فوری محیط زیست کمک کنن. با تحلیل حجم زیادی از داده‌های زیستی و شیمیایی به طور همزمان، ما می‌تونیم بهتر بفهمیم و پیش‌بینی کنیم که چه خطرات محیطی وجود داره.”

پروفسور لوئیزا اورسینی، که یکی دیگه از نویسنده‌های اصلی این تحقیقه، اضافه کرد: “نکته‌ی کلیدی این مطالعه، روش داده محور و بی‌طرفانه‌ایه که ما برای کشف اینکه چجوری غلظت‌های مختلفِ ترکیب‌های شیمیایی که تو محیط هستن، می‌تونن آسیب برسونن، استفاده کردیم. این روش، اکوتوکسیکولوژی سنتی رو به چالش می‌کشه و راه رو برای پذیرش مقرراتی که بر اساس دافنیا به عنوان یه گونه‌ی نماینده هست، همراه با روش‌های جدید باز می‌کنه.”

دکتر تیموتی ویلیامز از دانشگاه بیرمنگام و نویسنده همکار این مقاله هم اشاره کرد: “معمولاً، مطالعات سم‌شناسی آبی یا از غلظت بالای یه ماده‌ی شیمیایی خاص استفاده می‌کنن تا پاسخ‌های بیولوژیکی دقیق رو مشخص کنن، یا فقط تاثیرات نهایی مثل مرگ و تغییرات تولید مثل رو بعد از قرار گرفتن تو یه نمونه‌ی محیطی تعیین می‌کنن. اما این مطالعه با این کار که به ما اجازه میده کلاس‌های کلیدی مواد شیمیایی رو که روی موجودات زنده تو یه ترکیب محیطی واقعی و تو غلظت‌های نسبتاً کم تاثیر می‌ذارن، شناسایی کنیم، یه زمین جدیدی رو باز می‌کنه، و در عین حال تغییرات بیومولکولی که از این اتفاقات ناشی میشه رو هم توضیح میده.”

یافته‌ها و تاثیرشون تو حفاظت از محیط زیست

یافته‌های این تحقیق می‌تونه به بهبود حفاظت از محیط زیست کمک کنه از طریق:

• شناسایی ترکیب‌های شیمیایی ناشناخته که برای حیات آبی خطر دارن
• امکان نظارت جامع‌تر روی محیط زیست
• حمایت از مقررات بهتر و آگاهانه‌تر برای ریختن مواد شیمیایی تو آبراه‌ها

این تحقیق با حمایت جایزه همکاری بین‌المللی انجمن سلطنتی، برنامه تحقیق و نوآوری افق 2020 اتحادیه اروپا و برنامه نوآوری مردم شورای تحقیقات محیط زیست طبیعی تامین مالی شده.