Nuove scoperte evidenziano il collegamento tra la salvaguardia delle nostre acque e l’ Intelligenza artificiale (AI). I ricercatori dell’Università di Waterloo hanno sviluppato un software specifico in grado di monitorare gli impianti di trattamento delle acque e contribuire alla salvaguardia della salute pubblica. «Dobbiamo proteggere i nostri approvvigionamenti idrici», ha affermato Monica Emelko, docente di ingegneria civile e ambientale, nonché membro del Water Institute di Waterloo.

Come può aiutarci l’Intelligenza artificiale?

Grazie a questo software, sarà possibile identificare l’eventuale presenza di cianobatteri nei sistemi idrici, quantificarla e arrestare in qualunque momento la proliferazione. «Questo strumento ci fornirà un sistema-sentinella, un’indicazione più rapida per poter comprendere quando sono minacciati», illustra la professoressa universitaria.

Ma cosa sono i cianobatteri?

Comunemente noti come alghe blu-verdi, i cianobatteri sono un gruppo di batteri fotosintetici che occupano una vasta gamma di habitat acquatici e terrestri, contribuendo alla biodiversità globale e ai cicli bio e geochimici. Negli ultimi decenni, le attività antropogeniche (ossia gli interventi umani) e il cambiamento climatico hanno contribuito all’aumento della presenza di cianobatteri nelle acque superficiali, portando spesso a una crescita oltre misura di alghe potenzialmente nocive all’ecosistema, nonché, alla salute umana.

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Sebbene queste proliferazioni pare siano la conseguenza di una complessa interazione di variabili ambientali, i fattori esatti che determinano il loro verificarsi sono ancora più o meno oscuri. Ciò che si sa per certo è che durante la fioritura, alcuni tipi di cianobatteri possono produrre dei composti che si manifestano poi nelle acque, in particolare, cambiando il loro odore o sapore.

A rischio la salute umana

Quello che queste alghe sono in grado di liberare, però, sono anche dei metaboliti tossici (le cianotossine), nocivi per l’uomo, per gli animali e capaci di alterare l’equilibrio degli ecosistemi acquatici. Le più note sono le microcistine, una famiglia di più di 90 varianti di peptidi che hanno dimostrato avere effetti genotossici, epatotossici e nefrotossici nei mammiferi, nonché attività come promotori tumorali. Di conseguenza, molte giurisdizioni hanno introdotto norme specifiche sulla qualità dell’acqua per proteggere la salute e la sicurezza pubblica.

Lo abbiamo capito: immediatezza, è la parola d’ordine

«La parte più eccitante è aver dimostrato che i test che utilizzano l’intelligenza artificiale possono essere eseguiti rapidamente e bene. Ora è il momento di analizzare tutti gli scenari possibili e ottimizzare la tecnologia», ha affermato Monica Emelko. La vera novità, dunque, è questa: la tecnologia sfruttata permette di riconoscere la minaccia e di agire quanto più velocemente possibile. Le conseguenze positive sono molte, prima tra tutte, la chiara diminuzione del rischio. Grazie al blocco dei sistemi e alla derivante riduzione della diffusione, la minaccia potrà dirsi quasi scampata.

Il metodo, per giunta, è semplicissimo

Il sistema operativo di Intelligenza Artificiale utilizza un software in combinazione con un microscopio per analizzare in modo economico e automatico i campioni di acqua prelevati e le cellule delle alghe presenti in circa una o due ore. Nello stesso arco temporale, per giunta, è inclusa la conferma dei risultati da parte di un addetto alle analisi.

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Si saltano le analisi dei laboratori, lunghe e dispendiose

La differenza relativa al fattore ‘tempo’ è enorme: gli attuali test, infatti, prevedono generalmente l’invio di campioni ai laboratori per l’analisi manuale da parte dei tecnici, analisi che richiedono uno o due giorni di lavoro prima di avere dei risultati. Alcuni sistemi automatici esistono già, ma richiedono attrezzature e forniture estremamente costose.

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Secondo la Emelko ed il collaboratore Alexander Wong, anche lui docente di ingegneria dei sistemi alla Waterloo University, il sistema di intelligenza artificiale fornisce un allarme tempestivo e i test, quindi, potranno essere eseguiti molto più rapidamente e anche più frequentemente rispetto al passato.

E il futuro cosa ci riserva?

La tecnologia, si sa, avanza a passi enormi e ciò che si propongono i ricercatori di Waterloo è che l’intelligenza artificiale riesca a monitorare in modo continuativo l’acqua che scorre attraverso un microscopio per individuare tutta la vasta gamma di contaminanti e microrganismi. Non solo alghe blu-verdi, insomma, ma tanto altro.

«Contribuire a garantire acqua sicura attraverso il dispiegamento diffuso di questa tecnologia è uno dei modi migliori per utilizzare l’IA”, afferma Alexander Wong. I ricercatori stimano che potrebbero essere necessari dai due ai tre anni per perfezionare un sistema di test campione pronto per essere commercializzato ed utilizzato nei laboratori o presso gli impianti di trattamento idrici. Perché la tecnologia sia in grado di fornire un monitoraggio continuo, pare ci vorranno circa tre o quattro anni.