Миниатюрные 3D-микроскопы для спасения океана

Сегодня, я – один из редакторов The Robot, слушала ежегодное предсказание IBM Research “5 in 5” — про пять технологий, которые изменят мир в следующие пять лет. Компания рассказала о них на конференции Think 2018 в Лас Вегасе. Одна из технологий — это роботизированные 3D-микроскопы, изучающие состояние океанов. Исследователи IBM Research (а это 3000 ученых со всего мира) говорят, что эти мелкие автономные водоплавающие устройства, объединенные в облачную сеть, распространятся по всему миру, и составят компанию планктону, за поведением которого будут постоянно наблюдать. Микроскопические организмы хорошо отражают изменения в их среде обитания, реагируя на разливы нефти и наличие прочих нетипичных химических веществ.

Почему это важно? К 2025 году больше половины населения Земли будет испытывать нехватку воды. Существующие технологии для наблюдения за состоянием водяных ресурсов планеты в реальном времени оказались неэффективными. Ученые сейчас не могут собрать и проанализировать даже базовые данные об океанах, реках и озерах. Сейчас для этого используются специализированные сенсоры, которые умеют распознавать конкретные химические вещества и изменения параметров воды. Но они неспособны выявить неожиданные ситуации, например, появление в водоеме нетипичных представителей флоры и фауны, незнакомые химические выбросы.

Планктон же реагирует на малейшие изменения среды обитания, фактически являясь естественным биологическим и точным индикатором здоровья водного пространства. Но ученые мало что знают о поведении планктона в естественной среде. Стандартная практика подразумевает изучение образцов в лабораториях, а не в месте обитания. В собранные образцы добавляют консерванты, то есть микроорганизмы изучают уже мёртвыми. Исследователи IBM работают над созданием автономных плавающих микроскопов размером 0,5 см, которые помогут решить эту проблему. В микроскопах не будет линз, только “imager chip”, чувствительная к освещенности микросхема, подобная той, что встроена в любой мобильный телефон.

Светочувствительный элемент может детектировать тени проплывающего над ним планктона и создавать цифровой отпечаток состояния здоровья каждого из представителей. Устройство по сути — это водонепроницаемый контейнер с imager чипом, LED-лампочкой за ним и микросхемой для AI. Такую же встраивают в умные камеры, умеющие распознавать лица и прочие изображения. Ученые перепрограммировали этот чип на Python, чтобы определять позицию каждого микроорганизма в пространстве в трех измерениях. В будущем разработчики планируют усовершенствовать устройства, оснастив AI-чипами с низким энергопотреблением, чтобы они анализировали данные локально и передавали сообщения об аномалиях мгновенно, как только их обнаружат. IBM инвестирует в эти исследования, “потому что то, что хорошо для планктона, хорошо для всех нас”, — как объяснил руководитель этого проекта, Том Зимерман (Tom Zimmerman). Который, кстати, помимо любви к планктону, знаменит исследованиями в области взаимоотношений людей и машин.

Rob High, IBM Watson CTO

 

Загрузка ...
The Robot
Adblock
detector