Polusi plastik merupakan ancaman besar bagi saluran air dan lautan kita. Teknik Kolombia Dan Sekolah Iklim Columbia mengambil tindakan tegas untuk mengatasi masalah ini.
Kolaborator Beizhan YanProfesor peneliti Lamont di Lamont-Doherty Earth Observatory di Columbia Climate School, dan Zoran Kostikprofesor praktik profesional di Columbia Engineering Jurusan Teknik Elektrodianugerahi hibah $2,7 juta dari Program Hibah Kelautan Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional (NOAA). untuk proyek terbaru mereka, “Pembersihan dan Pemantauan Sampah Plastik Presisi: Solusi yang Disempurnakan AI untuk Saluran Air Berkelanjutan dan Kesehatan Laut.”
Penghargaan ini menggarisbawahi komitmen federal untuk mengatasi krisis sampah laut. Sebagai bagian dari upaya NOAA untuk melindungi dan melestarikan sumber daya alam Amerika, investasi ini mendukung proyek-proyek inovatif yang menjanjikan solusi jangka panjang dan berkelanjutan terhadap masalah polusi plastik yang tersebar luas. Penelitian ini dipilih karena potensinya memberikan dampak signifikan dalam skala lokal dan global.
Proyek mereka menggabungkan keahlian dalam bidang ilmu lingkungan, aplikasi kecerdasan buatan (AI), desain mekanis, pemrosesan dan komunikasi sinyal berdaya rendah, pemrosesan gambar dan video, analisis data, dan Internet of Things (IoT).
“Proyek ini menunjukkan kekuatan kolaborasi multidisiplin dalam menangani polusi plastik,” kata Yan. “Pendekatan pengumpulan plastik saat ini menghadapi tantangan dalam hal efisiensi, sehingga menyebabkan ketidaklestarian. Kebutuhan mendesak akan kerja sama juga merupakan alasan yang tepat mengapa hal ini terjadi Thanos Bourtsalas dan aku terbentuk Jaringan Analisis Polusi Plastik dan Solusi Adaptasi sekitar tiga tahun yang lalu, saat kami mengumpulkan para ahli di bidang teknik, sains, kebijakan, kesehatan lingkungan, dan banyak lagi untuk mengatasi masalah global ini.”
Kostic menambahkan, “Sangat memuaskan bisa berkolaborasi dengan para ahli di bidang ilmu lingkungan dan menggunakan pengalaman ilmiah dan teknik saya di bidang AI dan pemrosesan sinyal untuk memanfaatkan tujuan rekayasa demi kesehatan manusia.”
Pengumpulan sampah plastik dengan otomatisasi yang didukung AI
Proyek ini mengatasi tantangan lingkungan yang penting: sejumlah besar sampah plastik masuk ke lautan kita dari sungai dan pantai. Pemulung tradisional seringkali kesulitan membedakan antara sampah plastik dan sampah alami, sehingga menyebabkan inefisiensi dan peningkatan biaya pemeliharaan.
Dipimpin oleh Kostic, yang juga anggota Columbia Institut Ilmu Datapara peneliti membawa banyak keahlian dalam pembelajaran mendalam dan aplikasi AI ke dalam pekerjaan ini. Laboratorium Kostik, Aplikasi AI dan Lab Pembelajaran Mendalam (AIDL), yang dikenal karena mengeksplorasi solusi berbasis AI di berbagai bidang, kini memanfaatkan teknologi mutakhir ini untuk mengatasi masalah mendesak polusi plastik. Kostic berkomitmen untuk mengintegrasikan penelitian AI mutakhir dengan aplikasi dunia nyata. Dia terlibat dalam Pusat Teknologi Kecerdasan Buatan Columbia dan penelitian terbarunya, dipresentasikan di Konferensi CVPR 2024fokus pada berbasis data lingkungan simulasi untuk memodelkan lalu lintas di persimpangan metropolitan menggunakan data pelacakan dunia nyata, merancang sistem pembelajaran mendalam dengan bandwidth tinggi dan latensi rendah untuk aplikasi di kota pintar, dan aplikasi AI dalam pembedahan dan analisis ucapan.
Sistem pemantauan dan pengumpulan tingkat lanjut
Perangkat baru ini akan memanfaatkan pencitraan kamera spektral dan warna yang canggih untuk membedakan plastik dari sampah alami seperti dedaunan dan dahan secara akurat. Pendekatan selektif ini, kata para peneliti, meningkatkan efisiensi pengumpulan sampah dan juga meminimalkan gangguan ekologi dengan melestarikan sampah alami di ekosistemnya.
Prototipe tersebut, setelah dikembangkan, akan menjalani pengujian ketat di Sungai Hudson dan Bronx. Hal ini memastikan kemampuan adaptasi sistem terhadap berbagai kondisi hidrologi dan efektivitasnya dalam skenario dunia nyata. Para peneliti berencana untuk membuat versi yang hemat biaya untuk digunakan di negara-negara berkembang.
Hasil yang berkelanjutan dan dampak global
Kemampuan pemrosesan on-board dan in-situ yang dimiliki sistem ini akan mengurangi biaya pemisahan dan transportasi secara signifikan dengan mengidentifikasi dan mengumpulkan sampah plastik secara akurat. Kesesuaian teknologi ini menjanjikan penerapan yang luas, kata para peneliti, pada pengumpul sampah komersial, dan dapat menyebabkan penggunaan yang luas dan penghematan biaya yang signifikan.
Analisis lingkungan dan ekonomi akan menekankan manfaat dari solusi inovatif ini. Dengan mencegah sampah plastik masuk ke laut, proyek ini akan mengurangi pembentukan mikroplastik dan nanoplastik, meningkatkan kesehatan saluran air, dan melindungi kehidupan akuatik. Selain itu, upaya daur ulang akan ditingkatkan melalui depolimerisasi plastik yang dikumpulkan menjadi monomer yang dapat digunakan kembali menggunakan enzim yang direkayasa.
Fokus pada keterlibatan masyarakat dan pendidikan
Aspek penting dari inisiatif ini adalah keterlibatan masyarakat. New York Sea Grant akan mengembangkan materi pendidikan dan kegiatan langsung untuk meningkatkan kesadaran dan mendorong keterlibatan, terutama di komunitas yang kurang terlayani. Aksi Laut Bersih akan memperluas upaya ini di New Jersey dan Pennsylvania, sehingga semakin memperkuat jangkauan dan dampak proyek.
Penyelidik lain dalam proyek ini termasuk Thanos Bourtsalas (Columbia Engineering), Nick Frearson Dan Joaquim Pergi (Observatorium Bumi Lamont-Doherty), dan Katherine Bunting-Howarth dan Catherine Prunella (New York Sea Grant).
Tiga Hal yang Perlu Diketahui tentang Mikroplastik dan Nanoplastik
- Kehadiran di mana-mana: Mikroplastik, partikel kecil berukuran kurang dari 5 milimeter, telah ditemukan di lingkungan di seluruh dunia—mulai dari bagian terdalam lautan hingga es Arktik, dan bahkan di udara yang kita hirup dan makanan yang kita makan. Di lingkungan, mikroplastik dapat terdegradasi lebih lanjut dan membentuk nanoplastik, yaitu partikel plastik yang berukuran kurang dari 1 mikrometer.
- Tersembunyi di Pandangan Biasa: Sebuah studi terbaru oleh Yan mengungkapkan bahwa air kemasan dapat mengandung ratusan ribu partikel nanoplastik per liter. Fragmen kecil ini seringkali tidak terlihat dengan mata telanjang tetapi dapat tertelan oleh manusia dan hewan, sehingga berpotensi mempengaruhi kesehatan.
- Polutan yang Persisten: Mikroplastik sangat tahan terhadap degradasi lingkungan. Mereka dapat bertahan dalam ekosistem selama beberapa dekade, terakumulasi dan menimbulkan risiko jangka panjang terhadap kehidupan laut dan keamanan pangan karena mereka menyerap dan mengkonsentrasikan polutan beracun. Karena ukuran partikelnya yang kecil, nanoplastik dapat masuk ke dalam tubuh manusia dan berpindah ke organ vital seperti hati, sehingga berpotensi menimbulkan dampak kesehatan yang negatif. Sebuah proyek yang didanai NOAA akan membangun sistem pengumpulan plastik cerdas, dan jika berhasil, dapat mengurangi masukan sungai ke lingkungan laut secara signifikan.
Tinggalkan Balasan