Thiết bị AI giám sát ô nhiễm nước giành giải thưởng Dyson

Thiết bị này là một trạm giám sát nước tự động sử dụng cảm biến giấy chi phí thấp kết hợp trí tuệ nhân tạo (AI) để theo dõi chất lượng nước sông theo thời gian thực.

WaterSense được phát triển bởi Filip Budny, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Công nghệ Warsaw. Thiết bị có khả năng lấy mẫu ở nhiều độ sâu khác nhau và tự động thay dải cảm biến mỗi ngày để đảm bảo độ chính xác tương đương phòng thí nghiệm.

Tiến sĩ Filip Budny chia sẻ: “Trước mặt tôi là trạm giám sát nước nổi trên mặt sông, có thể đo hơn 25 thông số lý hóa về chất lượng nước. Khi thiết bị trôi, nó ghi lại các dữ liệu này và chia sẻ trực tuyến trên nền tảng của chúng tôi.”

Trạm WaterSense được cung cấp năng lượng bởi máy thủy lực phát điện siêu nhỏ kết hợp năng lượng mặt trời, cho phép hoạt động dài ngày mà không cần bảo dưỡng thường xuyên. Dữ liệu đo được được gửi lên nền tảng điện toán đám mây, nơi các thuật toán học máy độc quyền của nhóm nghiên cứu xử lý thông tin, phát hiện bất thường và dự báo các sự kiện ô nhiễm nước trước 72 giờ.

Tiến sĩ Filip Budny cho hay: “Việc dự đoán các chỉ số chất lượng nước trước tới 72 giờ giúp chúng tôi đưa ra quyết định kịp thời, chẳng hạn như hành động trước khi xảy ra thảm họa sinh thái, nhằm cứu lấy sự sống không chỉ của con người, mà còn của thiên nhiên và hệ sinh thái.”

Hiện tại, hơn 20 mẫu thử WaterSense đang được triển khai tại Ba Lan. Nhóm nghiên cứu dự kiến mở rộng ứng dụng tại châu Âu sau khi hoàn thiện khả năng hiệu chuẩn và chống bám bẩn sinh học của thiết bị.

Chiến thắng của WaterSense diễn ra trong bối cảnh vấn đề ô nhiễm nguồn nước ngày càng nghiêm trọng trên toàn cầu. Tại Anh, các công ty cấp nước đã xả thải ra sông và vùng ven biển tổng cộng 3,6 triệu giờ trong năm 2024, mức cao kỷ lục. Tại Mỹ, các cơ quan quản lý trong năm nay đã thiết lập giới hạn quốc gia đầu tiên về hóa chất “vĩnh cửu” trong nước uống, yêu cầu nhiều hệ thống cấp nước phải kiểm tra và giảm thiểu ô nhiễm PFAS trước năm 2029. Còn theo báo cáo của Liên minh châu Âu (EU), phần lớn nguồn nước mặn ở châu Âu vẫn chưa đạt tiêu chuẩn “tốt”, do ô nhiễm hóa chất và chất thải nông nghiệp.

Tiến sĩ Filip Budny cho biết thêm: “Theo báo cáo mới nhất, hơn 63% nguồn nước nội địa ở châu Âu và tới 90% ở Ba Lan đang trong tình trạng xấu. Vì vậy, cần phải hành động ngay lập tức, và chúng tôi đang đóng góp vào nỗ lực đó để thúc đẩy thế giới và châu Âu hướng tới một vùng nước nội địa sạch hơn.”

Nhóm của tiến sĩ Budny cho biết, sự kết hợp giữa cảm biến giấy dùng một lần, nguồn năng lượng tự cấp và khả năng phân tích dự đoán có thể giúp các cơ quan chức năng chuyển từ việc lấy mẫu định kỳ sang giám sát liên tục, đồng thời cảnh báo sớm hơn trong các tình huống như sự cố tràn nước thải hoặc ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp.