pte20211025016 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

MIT-System verhindert Niedergang von Algen

Neues Verfahren stöbert mit Künstlicher Intelligenz und Unterwassermikroskop Schädlinge auf


Charlene Xia bei der Auswertung von Unterwasserdaten (Foto: mit.edu)
Charlene Xia bei der Auswertung von Unterwasserdaten (Foto: mit.edu)

Cambridge (pte016/25.10.2021/12:00)

Algenfarmen, in denen vor allem in Asien beliebte Lebensmittel gezüchtet werden, die auch in Europa und den USA immer häufiger auf den Teller kommen, können mit einem neuartigen Überwachungssystem, das auf künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen basiert, vor manchmal verheerenden Krankheiten geschützt werden. Charlene Xia, die gerade ihren Master in Medienkunst und -wissenschaften am Media Lab des Massachusetts Institute of Technology https://www.mit.edu/ (MIT) in Cambridge/USA, hat es gemeinsam mit David Wallace, MIT-Professor für Mechanik, und Stefanie Mueller, Assistenzprofessorin für Elektrotechnik und Computerwissenschaften entwickelt.

[b]Neuronales Netzwerk wandelt 2D- in 3D-Bilder um[/b]

Klimastress durch zu hohe Temperaturen oder zu wenig Sonnenlicht fördern in Algenfarmen im Meer das Wachstum schädlicher Bakterien, die ganze Ernten vernichten können. Um einen Befall frühzeitig erkennen zu können konzentrierte sich das Team auf die Mikrobiota, die Gesamtheit aller Mikroorganismen im Umfeld der Algen, eine Art Frühindikator für Bakterienbefall. Mit einem tauchfähigen digitalen Mikroskop nehmen sie ein 2D-Bild der Algenumgebung auf. Daraus erstellen sie mit Hilfe eines neuronalen Netzwerks ein 3D-Bild, auf dem sich die Krankheitserreger identifizieren lassen. Die Software läuft auf einem Raspberry Pi, einem Ein-Platinen-Computer der britischen Raspberry Pi Foundation, der weniger als 100 Euro kostet.

[b]Kostengünstiges Kommunikationsgerät[/b]

Damit die unter Wasser gesammelten Daten an die Oberfläche gelangen können entwickelten die Forscher ein Kommunikationsgerät, das lediglich 100 Dollar kostet. Heute müssen dafür 4000 Dollar berappt werden. Die massive Kostensenkung ist die Voraussetzung dafür, dass das Überwachungssystem in großem Stil eingesetzt werden kann.

Das Kommunikationssystem kann auch genutzt werden, um umweltrelevante Daten, die von Unterwassersensoren gesammelt werden, an Überwachungsstationen an Land zu transportieren.

[b]Wichtig für den Klimaschutz[/b]

Algen sind nicht nur hochwertige Nahrungsmittel, sondern auch für die Umwelt wichtig. Sie binden große Mengen an Kohlendioxid und helfen so, den Klimawandel zu verlangsamen. Finanziert wird die Entwicklung von MathWorkshttps://de.mathworks.com/, einem Softwareunternehmen, das für die Entwicklung der MATLAB-Computerplattform zur Lösung mathematischer Probleme und zur grafischen Darstellung der Ergebnisse bekannt ist. Das Unternehmen förderte Forschungsprojekte, die sich auf den Umweltschutz konzentrieren.



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