AIは有毒な「青潮」の予測に役立つ(AI can help forecast toxic “blue-green tides”)

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2024-06-21 ロスアラモス国立研究所(LANL)

ロスアラモス国立研究所の科学者チームは、AIモデリングを使用して、有害な藻類ブルーム(HAB)が水質に与える影響を予測し理解することを目指している。気候変動と水温上昇により、HABの発生頻度と強度は増加しており、現在全米50州で報告されている。これまでHABが発生しなかった地域にも出現しており、情報は多くのデータベースに散在している。研究チームはAIを活用して、HABの物理的、化学的、生物学的プロセスを解析し、予測と緩和に役立てることを計画している。1954年以来収集されたデータを用い、機械学習で藻類と他の微生物との関係を解明し、毒素生成の鍵となる関係を特定することを目指している。また、分散したデータをAIで解析し、HABの予測精度を向上させることを目指している。

<関連情報>

物理的、化学的、生物学的データのAI統合によるシアノバクテリアの有害藻類ブルームの予測的理解に向けて Toward a Predictive Understanding of Cyanobacterial Harmful Algal Blooms through AI Integration of Physical, Chemical, and Biological Data

Babetta L. Marrone, Shounak Banerjee, Anjana Talapatra, C. Raul Gonzalez-Esquer, and Ghanshyam Pilania
ACS EST Water  Published:November 30, 2023
DOI:https://doi.org/10.1021/acsestwater.3c00369

Abstract

AIは有毒な「青潮」の予測に役立つ(AI can help forecast toxic “blue-green tides”)

Freshwater cyanobacterial harmful algal blooms (cyanoHABs) are a worldwide problem resulting in substantial economic losses, due to harm to drinking water supplies, commercial fishing, wildlife, property values, recreation, and tourism. Moreover, toxins produced from some cyanoHABs threaten human and animal health. Climate warming can affect the distribution of cyanoHABs, where rising temperatures facilitate more intense blooms and a greater distribution of cyanoHABs in inland freshwater. Nutrient runoff from adjacent watersheds is also a major driver of cyanoHAB formation. While some of the physicochemical factors behind cyanoHAB dynamics are known, there are still major gaps in our understanding of the conditions that trigger and sustain cyanoHABs over time. In this perspective, we suggest that sufficient data sets, as well as machine learning (ML) and artificial intelligence (AI) tools, are available to build a comprehensive model of cyanoHAB dynamics based on integrated environmental/climate, nutrient/water chemistry, and cyanoHAB microbiome and ‘omics data to identify key factors contributing to HAB formation, intensity, and toxicity. By taking a holistic approach to the analysis of all available data, including the rapidly growing number of biological data sets, we can provide the foundational knowledge needed to address the increasing threat of cyanoHABs to the security of our water resources.

1102水質管理
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