AI upptäcker förorenat dricksvatten

2021-09-29 Slussen Building Services

https://slussen.azureedge.net/image/353/vatten_2.jpg

Rent vatten för alla. Det är ett av FN:s 17 globala hållbarhetsmål i Agenda 2030. Att testa och analysera vatten är dock ett omfattande och tidskrävande jobb. Ett tvärvetenskapligt forskningsprojekt vid Örebro universitet har nu visat att artificiell intelligens kan göra processen snabbare och mer exakt.

Förorenat vatten är ett stort problem i världen. Enligt Unicef saknar över två miljarder människor tillgång till rent dricksvatten. För att kunna uppnå FN:s globala hållbarhetsmål om rent vatten för alla, är en viktig fråga hur man på det mest effektiva och tillförlitliga sättet testar vattenkvaliteten.

Professor Jana Jass vid Örebro universitet kom på idén att det kanske går att kombinera biologi och artificiell intelligens för att hitta en lösning. Det blev upprinnelsen till forskningsprojektet Biolearning, som nu pågått under tre år.

– Idén var att se om AI kan hitta biomarkörer som visar om vattnet är förorenat och utifrån dem analysera och utvärdera om det är drickbart eller inte, säger Jana Jass, projektansvarig och professor inom biologi vid Institutionen för naturvetenskap och teknik, och fortsätter:

– Med traditionella tester är det svårt att bedöma toxiciteten hos föroreningar i exempelvis låga koncentrationer. Genom att använda AI och biomarkörer för föroreningar, kan vi få tillförlitliga värden även för små doser, vilket kan förbättra arbetet med toxikologiska tester.

Jagadish Mangu valde att utgå från arsenik i olika koncentrationsnivåer, från 0,1 till 100 mikrogram per liter. Testerna genomfördes på maskar som sedan undersöktes för att se vilka förändringar i genuttryck som arseniken hade orsakat.

Använde explainable AI för att rangordna gendata

När den datan hade samlats ihop var det dags för Martin Längkvist, AI-forskare vid Institutionen för naturvetenskap och teknik, att hjälpa till. För att analysera datan använde han sig av två AI-modeller; dels maskininlärning, dels så kallad ”explainable AI”.

– Från början visste vi inte om det skulle fungera. AI kräver stora datamängder och inom biologi är det svårt att få fram, så vi var tvungna att hantera mindre mängder med data – men det gick att lösa. Genom att använda explainable AI kunde vi rangordna datan efter olika klasser för att se om det finns en specifik gen som reagerar på en förorening och en annan gen som reagerar då det inte finns någon förorening.

https://slussen.azureedge.net/image/353/oru.jpg
Bild från ett stereomikroskåp som visar olika stadier av utveckling hos de maskar som använts i forskningsprojektet..

Experimentet lyckades. Jagadish Mangu och Martin Längkvist upptäckte att AI:n kunde berätta hur mycket arsenik som fanns i vattnet och även peka ut vilka gener som är viktiga att hålla koll på när man vill ta reda på nivåer av föroreningar.

– En annan intressant sak var generna som styr immunförsvaret. Höga koncentrationer av arsenik sägs kunna försämra immunförsvaret och vi kunde se att flera gener korrelerade med immunförsvaret när man utsätts för arsenik, säger Jagadish Mangu.

– Det är vanligt att det blir små variationer i datan när olika personer har hanterat proven. Här såg vi att AI:n utifrån de variationerna till och med kunde upptäcka vem som hanterat provet – det var också en intressant upptäckt, säger Martin Längkvist.

I förlängningen skulle forskningsprojektets resultat kunna innebära att AI används för att snabbare genomföra storskaliga analyser av vattenkvalitet.

”Vill se om AI:n även kan avgöra blandningar av olika föroreningar”

Det finns dock mer att forska kring för Jana och hennes team, och Biolearning fortsätter till hösten 2022.

– Nu har vi testat med en metall, arsenik, med det är även vanligt med organiska föroreningar i vatten. Så jag vill bredda experimentet och se om AI:n även kan analysera och avgöra blandningar av olika sorters föroreningar, säger Jagadish Mangu.

– Från mitt perspektiv vore det intressant att veta om en AI-modell som tränats på en typ av förorening går att använda även på en annan förorening som den inte tränats på. Jag tror också att AI:n skulle kunna användas som ett hjälpmedel för att skräddarsy framtida experiment, säger Martin Längkvist.

Källa: Örebro universitet

 


 Dela     Tillbaka  

Vinnarna av Allmännyttans bästa klimatinitiativ korade!

2025-11-13

Juryn har utsett årets vinnare i Allmännyttans bästa klimatinitiativ. Bostadsbolaget i Göteborg tar hem priset i kategorin för stora bolag och Sjöbohem utses till vinnare bland små och medelstora bolag.


Allmän Referensprojekt

Stockholm Vatten och Avfall vinnare av Revaq-priset 2025

2025-11-13

Stockholm Vatten och Avfall har tilldelats 2025 års Revaq-pris för sitt långsiktiga och innovativa arbete med att stoppa farliga ämnen redan innan de når avloppsreningsverken. Priset delades ut under den årliga Revaq-träffen i Göteborg.


Vatten & avlopp (yttre VA) Utbildning & FoU Hållbarhet (social, ekonomisk och ekologisk)

Godaste kranvattnet finns i Älvsbyn

2025-11-12

Med motiveringen "Ett vinnarvatten med stilfull framtoning. Ett stjärnvatten som är lika gott i kåsa som i kristallglas" tog Älvsbyn hem segern i den sjätte upplagan av Kranvattentävlingen.


Sanitet (Fastighets VA)

Årets happening i kyl- och värmepumpbranschen

2025-11-12

Cirka 1500 anmälda, ett 50-tal utställare, två scener och prisutdelningar. Det var en del av vad årets upplaga av KVP-dagen i Kista bjöd på.


Värme Kyla

Många kommuner klarar inte nya direktiv

2025-11-12

Över hälften av Sveriges kommuner beräknas överskrida minst en nivå av luftföroreningar fastställda enligt EU:s nya luftkvalitetsdirektiv enligt en analys från Hjärt- Lungfonden.


Allmän Utbildning & FoU

Kontrakt underlättar klimatanpassning

2025-11-12

Forskare vid IVL presenterar ett nytt verktyg som ska hjälpa kommuner och fastighetsägare att arbeta gemensamt och samordnat för att möta klimatförändringarnas konsekvenser.


Vatten & avlopp (yttre VA) Sanitet (Fastighets VA) Brand & säkerhet

Nu uppdateras branschreglerna för säkra våtrum

2025-11-11

Den 1 januari 2026 uppdateras GVKs branschregler Säkra Våtrum. Uppdateringen säkerställer att reglerna ligger i linje med myndighetskrav, aktuell teknik och erfarenheter som återförts från branschens företag.


Sanitet (Fastighets VA) Utbildning & FoU

Svenska cleantech-företag får hjälp mot den tyska marknaden

2025-11-11

Tio svenska cleantech-företag får snart chansen att ta steget ut i till Tyskland. Tysk-Svenska Handelskammaren och Energimyndigheten söker just nu innovativa små och medelstora företag inom hållbar energi som vill etablera på den tyska marknaden.


Allmän Utbildning & FoU Hållbarhet (social, ekonomisk och ekologisk)

Nytt verktyg visar hur bergvärmesystem påverkar varandra

2025-11-10

Forskare från KTH visar att traditionella metoder ofta underskattar hur mycket närliggande bergvärmesystem påverkar varandra. De tagit fram ett nytt och fritt tillgängligt beräkningsverktyg för att minska energiförlusterna.


Värme Kyla Geoenergi Utbildning & FoU

Dags för årets sista ExpoVent!

2025-11-05

25-27 november är det dags för årets sista ExpoVent. Turnén besöker i tur och ordning Hansastaden Visby, Smestan (Eskilstuna) och kungliga huvudstaden. Utöver utställning bjuds det på föreläsning av Svensk Ventilation och lunch.


Ventilation