MaTCH: Een AI-gestuurde applicatie voor het aggregeren van microplastics in studies

Onderzoekers ontwikkelen AI-toepassing voor microplastics

Een trio van milieuwetenschappers aan de Universiteit van Californië, Riverside, heeft een AI-gebaseerde applicatie ontwikkeld die kan worden gebruikt voor het aggregeren van microplastics in verschillende studies. In hun paper, gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science & Technology, beschrijven Hannah Hapich, Win Cowger en Andrew Gray hoe ze machine learning toepasten om microplasticdeeltjes te classificeren en een applicatie te ontwikkelen die onderzoekers in diverse vakgebieden kunnen gebruiken om microplastics op betekenisvolle en nuttige manieren te categoriseren.

In hun nieuwe inspanning merkte het onderzoekstrio op dat er de laatste tijd veel onderzoek is gedaan naar de problemen die gepaard gaan met microplastics. Dergelijke studies hebben aangetoond dat de kleine deeltjes overal in het milieu zijn doorgedrongen, zelfs in het lichaam van mensen, over de hele wereld. Wat hen echter ook opviel, was dat de manier waarop verschillende onderzoekers naar de microplastics verwezen, niet leek te volgen wat logisch was qua categorisatiesysteem—er werden geen datastandaarden gebruikt. Ze constateerden dat er iets moest worden gecreëerd om al deze data te begrijpen, en daarom ontwikkelden ze een eigen systeem, gebaseerd op kunstmatige intelligentie.

Microplastics in het milieu bestaan uit verschillende soorten basismaterialen en verschillen in grootte, vorm en kleur. Sommige zijn zelfs bekend dat ze bepaalde aandoeningen bij bepaalde dieren veroorzaken. Om hun categorisatiesysteem te creëren, moesten de onderzoekers eerst een manier vinden om bestaande data om te zetten van informatie die grootte, vorm en materiaal beschrijft, naar massa, volume en dichtheid.

Door dit te doen, konden ze wat het team “harmoniseren” van de data noemt, wat de studie en vergelijking van schijnbaar incompatibele datasets mogelijk maakt. Vervolgens gebruikten ze een machine learning-app om de verschillende woorden te vinden die onderzoekers in hun artikelen gebruikten om de microplastics die ze vonden te beschrijven en deze om te zetten naar standaardterminologie en metingen. De voltooide tool hebben ze Microplastics and Trash Cleaning and Harmonization (MaTCH) genoemd.

Naast de categorisatie voegde het onderzoeksteam ook nuttige outputfuncties toe, zoals sunburst-diagrammen die data op een overzichtelijke manier weergeven, en waarmee verschillende soorten microplastics die in een bepaalde onderzoeksinspanning zijn gevonden, kunnen worden vergeleken met die van andere onderzoeken.