Исследователи из Корейского института науки и технологий (KIST) совместно с учеными из Университета Ённам сделали прорыв в области очистки воды, используя искусственный интеллект (ИИ) для точного прогнозирования концентрации ионов в воде. Новая технология позволит повысить эффективность электрохимической очистки сточных вод и улучшить экологическую безопасность, сообщает Water Research.
Что это значит?
Основная задача стояла в том, чтобы точно предсказывать концентрацию различных ионов (например, натрия, калия, кальция и хлора) в процессе очистки воды. Для этого использовалась модель случайного леса — одна из технологий ИИ, которая способна обрабатывать и анализировать большие объёмы данных.
Учёные провели эксперименты по емкостной деионизации и псевдоемкостной деионизации, а собранные данные стали основой для обучения модели. Применение ИИ позволило достичь высокой точности прогнозов, что особенно важно при оценке производительности систем очистки воды.
Как это работает?
Вода проходит через системы очистки, где измеряются параметры, такие как проводимость, которая отражает концентрацию растворённых в воде ионов. Однако ранее этот метод часто давал неточные результаты, что могло снижать эффективность очистки. Новая ИИ-модель смогла точно прогнозировать проводимость и концентрацию ионов, что делает её более надёжной для использования в реальном времени.
Преимущества разработки:
- Высокая точность. Модель случайного леса показала точность предсказаний на уровне 95% для деионизации электродов батареи и 86% для емкостной деионизации.
- Точные прогнозы концентрации ионов. ИИ смог точно предсказать концентрации различных ионов в сточных водах, что даёт более достоверную оценку эффективности очистки.
- Оптимальные интервалы выборки. Результаты показали, что частота замеров может быть увеличена без потери точности, что сокращает затраты и повышает скорость обработки данных.
Перспективы использования
Такая технология может стать основой для разработки более эффективных систем опреснения и очистки воды, особенно в промышленных масштабах, где важно не только качество воды, но и снижение затрат. Модель ИИ также может применяться для мониторинга в режиме реального времени, помогая оперативно реагировать на изменения в составе сточных вод.
Это исследование открывает новые возможности для использования искусственного интеллекта в экологических и инженерных проектах, что может стать важным шагом на пути к решению глобальной проблемы нехватки чистой воды.
