هوش مصنوعی بهترین آب آشامیدنی را در اختیار جهان قرار می‌دهد

دانشمندان به دنبال امکاناتی جدید و کارآمد برای تصفیه آب با استفاده از کنشگرهای هوش مصنوعی در فرایند نمک‌زدایی هستند. در واقع، تأمین آب آشامیدنی شیرینِ شهروندان، چالشی است که به‌رغم تلاش‌های فراوان رفع نشده است. با اینکه 71 درصد از سطح زمین پوشیده از آب است، اما بیش از 5/2 میلیارد نفر در جهان حداقل ماهی یکبار بیشتر به آب شیرین دسترسی ندارند! امیر براتی فریمانی و گروهش راه‌حل این مشکل را در اصلاح فرایند نمک‌زدایی می‌دانند؛ در واقع، آن‌ها می‌دانند که چگونه می‌توان یون‌ها و نمک‌هایی را که برای بدن انسان سودمند نیستند، حذف کرد تا به بهترین آب آشامیدنی دست پیدا کرد.

براتی فریمانی، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه کارنگی ملون اظهار داشت: «یون‌ها بسیار ریز هستند و اگر بخواهیم آن‌ها را حذف کنیم، یا باید آب را بجوشانیم، بخار کنیم و سپس تقطیر کنیم یا آن را با فشار از غشاهایی عبور دهیم که دارای منافذ بسیار ریز هستند.»

فریاند فعلی

فرایند نمک‌زدایی و جداسازی فعلی از نظر صرف انرژی و اتلاف وقت، بسیار ناکارآمد است. برای حل این مشکل، براتی فریمانی و گروهش، پژوهشی درباره استفاده از کنشگرهای هوش مصنوعی برای طراحی روشی ارتقایافته در یک هفته، انجام داده‌اند؛ روشی که می‌توانست دهه‌ها زمان ببرد. او توضیح داد: «در حالت ایده‌آل، بهترین غشا، ورقه‌ای یک‌لایه به ضخامت یک اتم، مانند گرافن (نام یکی از آلوتروپ‌های کربن) است. هیجان‌انگیزترین یافته ما این بود که شکل هندسی منافذ به صورت فراکتال است و این نشان می‌دهد که به نسبتِ مساحت منافذ، به محیط بیشتری نیاز است، تا جداسازی و نمک‌زدایی بهبود پیدا کنند». یافته‌های پژوهشی این گروه در مجله npj 2D Materials and Applications منتشر شده است.

در حقیقت، فناوری این گروه پژوهشی، تأثیر بسیار زیادی بر شرکت‌های نمک‌زدایی، فناوری‌های جداسازی، کارخانه‌های مهندسی شیمی و غیره خواهد گذاشت.

همچنین براتی فریمانی معتقد است که این پژوهش، اوضاع را برای نانوتکنولوژی هم که بسیار در این فرایند دخیل است، تغییر خواهد داد. او می‌گوید: «فرایند بهینه‌سازی کنونی زمان و هزینه زیادی را می‌طلبد. کنشگر هوش مصنوعی دستورالعمل‌هایی درباره چگونگی طراحی غشا صادر خواهد کرد، تا بهترین خروجی حاصل شود و در تعداد روزهایی که صرف آزمایش می‌شود، صرفه‌جویی خواهد شد».

جالب این است که این فناوری را می‌توان برای دیگر فرایند‌های پاکسازی آب مانند حذف عناصر مضر (مانند ویروس‌ها و باکتری‌ها) نیز به کار برد. کنشگر هوش مصنوعی بنیادی، به کاربران خود این امکان را می‌دهد که بهترین غشا را به منظور نمک‌زدایی و جداسازی تعیین کنند و کاربرد آن را به دیگر رشته‌ها نیز گسترش دهند. کدهای نوشته‌شده در دسترس همگان قرار داده شده و در اینترنت یافت می‌شوند.

انواع کاربردهای هوش مصنوعی در صنایع مختلف را در هوشیو بخوانید