ИИ помогает разумнее использовать водоросли и ламинарию
Водоросли и ламинария употребляются в пищу людьми и домашними животными по всему миру. Несколько видов используются во всём: от косметики и пищевых добавок до удобрений и лекарств.
Однако водоросли и ламинария — часть уязвимых экосистем, которым грозит чрезмерная эксплуатация. Исследователи и индустрия хотят предотвратить это с помощью искусственного интеллекта.
«Если мы будем собирать водоросли без плана управления, мы подвергнем риску эти уязвимые экосистемы и их биоразнообразие», — говорит профессор Надав Бар из Департамента химической инженерии NTNU.
По словам Бара, общество не должно повторять с водорослями и ламинарией ту же ошибку, что и с рыбными запасами, большая часть которых истощена или чрезмерно эксплуатируется.
Согласно IPBES, миллиону видов растений и животных в мире грозит исчезновение. Около 66% океанов планеты затронуты деятельностью человека. Поэтому важно правильно планировать использование водорослей и ламинарии.
Европейские планы с использованием искусственного интеллекта
Бар координирует крупный новый проект ЕС Horizon Europe под названием iCulture, в котором участвуют 17 партнёров из 10 стран. Цель — использовать водоросли и ламинарию как устойчиво важный ресурс, одновременно защищая биоразнообразие.
«Мы будем использовать искусственный интеллект, чтобы лучше понять эти уязвимые экосистемы и обеспечить разумное использование ресурсов», — говорит Бар.
В проекте разрабатывается ИИ, который исследует уязвимость известных видов водорослей и ламинарии, а также идентифицирует новые виды, содержащие химические вещества с большим потенциалом для общества.
В настоящее время из макроводорослей производятся альгинат и удобрения, но эти продукты используют лишь определённые части растений. Свыше 70% растительной массы просто идёт в отходы.
«По этой причине мы также разрабатываем алгоритм на основе ИИ, который направляет специально модифицированные бактерии на потребление остального сырья из водорослей. В результате оставшееся сырьё превращается в ценные продукты, и не остаётся остатков или отходов», — говорит Бар.
Эти модифицированные бактерии производят полезные, дорогостоящие химические вещества, такие как антимикробные молекулы и антиоксиданты. Новая технология на базе ИИ основана на алгоритмах, используемых в популярных компьютерных играх, таких как StarCraft и Civilization.
Определение времени и места сбора
Исследователи и индустрия изучают влияние сбора на запасы водорослей и ламинарии, а также то, как на них влияет изменение климата и как экосистемы восстанавливаются после сбора. Эти данные могут указывать, где и когда следует проводить устойчивый сбор.
«С помощью алгоритмов машинного обучения iCulture анализирует более 80 ТБ данных. Это даёт нам ключевую информацию, позволяющую сочетать сбор водорослей и ламинарии с защитой экосистемы», — говорит Бар.
Ответственный сбор гарантирует, что ресурс не истощится, что приносит пользу как промышленности, так и экосистемам.
Опыт, ведущий к устойчивому сбору
Многие участники отрасли в Норвегии основывают сбор водорослей на многолетнем опыте.
«Сбор ламинарии и пузырчатого фукуса в настоящее время является устойчивым в Норвегии и остаётся таким с 1937 года», — говорит Каролин Хаукеланд, основатель Polar Algae.
Компания собирает водоросли в разных районах по ротационному принципу — одни и те же участки собираются только раз в пять лет.
«Для Polar Algae важно, чтобы мы собирали урожай на наших участках в соответствии с научно обоснованным планом управления», — говорит Стиг Уве Хьельмеволл, директор по исследованиям компании.
Компания исследует, как различные методы сбора влияют на фауну и флору в литоральной зоне.
«С помощью искусственного интеллекта мы можем создать динамический план управления, основанный на параметрах, выходящих за рамки измерения регенерированной биомассы, изменения климата, погоды и так далее», — говорит Хьельмеволл.
«Как индустрия будущего, так и экологическая политика будущего выиграют от iCulture, что позволит нам использовать природные ресурсы, оставляя минимальный экологический след», — заключает Бар.