Cách tiếp cận do AI điều hướng tiết lộ nguy cơ ẩn từ các hỗn hợp hóa học trên sông
AI có thể đem lại những hiểu biết quan trọng về cách những hỗn hợp hóa học phức tạp trên các dòng sông có thể ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh– nhờ đó con người có thể đưa ra những biện pháp bảo vệ môi trường tốt hơn và kịp thời hơn.
Một cách tiếp cận mới, do các nhà nghiên cứu ở trường đại học Birmingham phát triển, đã cho thấy cách các phương pháp AI tiên tiến có thể giúp nhận diện được những hợp chất hóa học có tiềm năng gây hại trên các dòng sông bằng việc giám sát ảnh hưởng của nó. Các thuật toán AI tiên tiến có thể giúp nhận diện các hợp chất hóa học trên sông ngòi thông qua việc giám sát tác động của chúng lên những con rận nước bé nhỏ (Daphnia).
Nhóm nghiên cứu đã hợp tác với các nhà khoa học tại Trung tâm Các khóa học sinh thái môi trường (RCEES), ở Trung Quốc, và Trung tâm nghiên cứu môi trường Hemholtz (UFZ), ở Đức, để phân tích các mẫu nước từ hệ thống sông Chaobai gần Bắc Kinh. Hệ thống sông này tiếp nhận các chất ô nhiễm hóa học từ vô số nguồn khác nhau, bao gồm nông nghiệp, sinh hoạt và công nghiệp.
Giáo sư John Colbourne là giám đốc Trung tâm nghiên cứu và pháp lý môi trường trường đại học Birmingham, và là một trong những tác giả chính của bài báo. Ông biểu lộ sự lạc quan khi cho rằng, bằng việc thiết lập dựa trên những phát hiện ban đầu, công nghệ này có thể một ngày nào đó được sử dụng để giám sát các hợp chất độc hại có trong nước một cách liên tục, trong khi các cách tiếp cận khác khó phát hiện ra.
Ông cho biết “Có một phạm vi rộng lớn các hợp chất hóa học trong môi trường sông ngòi. Không thể đánh giá an toàn nước dựa trên một hợp chất tại một thời điểm. Giờ chúng tôi đã làm được việc giám sát tổng lượng hóa chất trong mẫu nước lấy từ môi trường để tìm ra những hợp chất chưa biết đóng vai trò tạo ra độc chất với muôn loài động vật, trong đó có cả con người”.
Kết quả nghiên cứu, được xuất bản trong bài báo trên tạp chí Environmental Science and Technology, cho thấy các hỗn hợp hóa học nhất định có thể cùng kết hợp với nhau tạo ra ảnh hưởng trầm trọng lên các quá trình sinh học ở các cơ thể sống dưới nước – người ta có thể đo lường được điều này qua các gene của chúng. Các kết hợp các hóa chất đó tạo ra những mối nguy về mặt môi trường có tiềm năng còn lớn hơn mối nguy của từng hợp chất đơn lẻ.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng loài rận nước (Daphnia) như các mẫu thử trong nghiên cứu bởi các sinh vật nhỏ nhoi này vô cùng nhạy cảm với những thay đổi của chất lượng nước và chia sẻ nhiều gene chung với những loài vật khác, khiến cho chúng trở thành những chỉ thị sinh học vô cùng sáng giá về những mối nguy môi trường tiềm năng.
“Cách tiếp cận đổi mới sáng tạo tận dụng rận nước như một loài mang tín hiệu để khám phá các hợp chất độc hại tiềm năng trong môi trường”, theo giải thích của tiến sĩ Xiaojing Li, trường đại học Birmingham (UoB) và tác giả thứ nhất của nghiên cứu.
“Bằng việc sử dụng phương pháp AI, chúng tôi có thể nhận diện được những tập hợp các hóa chất có thể gây hại cho sự sống thủy sinh, ngay cả ở mức nồng độ thấp mà người ta nghĩ là không thể gây hại”.
Tiến sĩ Jiarui Zhou, cũng ở trường đại học Birmingham và là đồng tác giả của bài báo và là người phụ trách phát triển các thuật toán AI, nói, “Cách tiếp cận của chúng tôi cho thấy cách các phương pháp tính toán tiên tiến có thể giúp giải quyết những thách thức môi trường. Bằng việc phân tích những khối lượng lớn dữ liệu sinh học và hóa học một cách đồng thời, chúng tôi có thể và dự đoán được các nguy cơ môi trường tốt hơn”.
Bội Linh dịch từ University of Birmingham
