ხელოვნური ინტელექტი და სხვა ციფრული ტექნოლოგიები დიდ იმედს იძლევა, რომ მომავალ წლებში ოკეანის შესწავლაში რევოლუციურ გარდატეხას მოახდენს – და ამ ცვლილების ხერხემალი იქნება იმ მონაცემთა ზღვა, რომლებიც უნდა შეგროვდეს და დამუშავდეს. ამ საკითხის დეტალების გასარკვევად „ევრონიუსის“ კორესპონდენტი დენის ლოქტიე ადრიატიკისა და ჩრდილოეთის ზღვის სანაპიროებს ეწვია, სადაც შეხვდა იმ ადამინებს, რომლებსაც დიდი წვლილი მიუძღვით რევოლუციური პროექტის „ოკეანის ციფრული ასლის“ შექმნაში.
ზღვის მონაცემთა ბაზა
ტრიესტში, მირამარეს ციხესიმაგრის მახლობლად, მდებარე სანაპირო ზოლში განლაგებული კაშკაშა ყვითელი ტივტივები სანაპირო ობსერვატორიის ადგილმდებარეობაზე მიანიშნებს. ეს დაწესებულება იტალიის გრძელვადიანი ეკოლოგიური კვლევის ქსელს (Long-Term Ecological Research Network) ეკუთვნის. 1986 წლიდან მოყოლებული მეცნიერები ამ ადგილზე ყოველ თვეში მოდიან, რათა შეაგროვონ წყლის ნიმუშები და ჩაატარონ სხვადასხვა ტიპის საზომი სამუშაოები. ამის შედეგად იქმნება მეცნიერული მონაცემების გრძელვადიანი ბაზა, რომელიც წლების განმავლობაში სანაპიროს ეკოსისტემაში მიმდინარე ცვლილებებს ასახავს.
“ჩვენ ვაკეთებთ ქიმიურ ანალიზს, ვზომავთ ნუტრიენტების დონეს, მარილიანობას, ქლოროფილსა და ბიოლოგიურ პარამეტრებს,“ – ამბობს ბრუნო კატალეტო, ოკეანოგრაფიისა და გამოყენებითი გეოფიზიკის ეროვნული ინსტიტუტის (OGS) ზღვის ბიოლოგი. „ასევე ვაგროვებთ ფიტოპლანქტონსა და მიკროზოოპლანქტონებს, მათ ლაბორატორიულ ანალიზს ვუტარებთ დღის ბოლოს.“
მეცნიერები შეგროვებულ მასალას ონლაინ მონაცემთა ბაზებში ათავსებენ, აქ კი მონაცემებზე თავისუფლად მიუწვდებათ ხელი ზღვასთან დაკავშირებული ინდუსტრიების, მაგალითად, თევზის რეწვის წარმომადგენლებს. ზოგიერთი ასეთი მონაცემთა ბაზა საკმაოდ სრულყოფილია და სამოქალაქო მეცნიერთა ანგარიშებსაც კი მოიცავს. OGS-ის ზოოპლანქტონის ეკოლოგმა ვალენტინა ტირელიმ უფასო აპლიკაციაც შექმნა, სახელწოდებით avvistAPP-ი, რომელიც სმარტფონის ნებისმიერ მფლობელს საშუალებას აძლევს, რომ ზღვის ფლორისა და ფაუნის შესახებ საკუთარი დაკვირვების შედეგი მიაწოდოს.
„ჩვენ ვაფასებთ იმ დაკვირვებათა შედეგებს, რომლებსაც მოქალაქეები გვიგზავნიან,“ – განმარტავს ვალენტინა. „მოქალაქეთა მიერ მოწოდებული მონაცემების მეცნიერული შეფასება სანდო ინფორმაციას გვაძლევს. მონაცემთა ეს ღია ბაზა ხელმისაწვდომია EMODNet Biology-ის ვებგვერდზე, ყველასთვის უფასოა“.
ხელოვნური ინტელექტი და ავტონომიური პლატფორმა
EMODnet-ი ევროპის საზღვაო დაკვირვებისა და მონაცემთა ქსელია (the European Marine Observation and Data Network), რომელიც მონაცემებს მთელ ევროპაში აგროვებს და აზიარებს. მაგრამ ნიმუშების ხელით დამუშავება, მაგალითად, პლანქტონის დათვლა მიკროსკოპის ქვეშ, ძალიან რთულია. ხელოვნურმა ინტელექტმა ეს პროცესი უნდა დააჩქაროს და ხელახლა განსაზღვროს, მაინც რა შესაძლებლობებს გვთავაზობს ზღვის მონაცემები.
იტალიის ადრიატიკის ზღვის სანაპიროდან ბელგიაში ჩრდილოეთის ზღვის სანაპიროზე გადავინაცვლეთ საზღვაო სადგურ ოსტენდეზე, სადაც ფლანდრიის საზღვაო ინსტიტუტის მკვლევრები უკვე იყენებენ ციფრულ კამერებსა და ხელოვნურ ინტელექტს პლანქტონის აღმოსაჩენად. ამ პროცესს, რომელსაც ლაბორატორიაში აქამდე მთელი დღე სჭირდებოდა, ახლა 30 წუთი ჰყოფნის.
“ჩვენი ხელოვნური ინტელექტი ჩვენივე სპეციფიკური გამოსახულებების ამოცნობაშია გაწაფული, ის ყველა ამ სახეობას ცნობს,“ – ამბობს რუნე ლაგაისე, ფლანდრიის საზღვაო ინსტიტუტის (VLIZ) პლანქტონის ეკოლოგი. „ასე რომ, სულ რამდენიმე წუთში შეგვიძლია ნიმუშს ანალიზი ჩავუტაროთ და შევადგინოთ სახეობათა სრული სია, რაც უამრავ დროსა და ფულს გვიზოგავს“.
ნიმუშების ყოველ თვეში შეგროვების ნაცვლად, ზღვის მონაცემების ციფრულად შეგროვება ახლა ყოველდღე, უწყვეტ რეჟიმშია, შესაძლებელი. ჩვენ თან გავყევით ბელგიურ კვლევით ხომალდს Simon Stevin-ს, რათა შევხვედროდით იმ მეცნიერებს, რომელთა დამსახურებითაც შესაძლებელი გახდა ავტონომიური წყალქვეშა პლატფორმების სხვადასხვა სენსორით აღჭურვა. კლაას დენოდი, ფლანდრიის საზღვაო ინსტიტუტის ზღვაზე დაკვირვების ცენტრის ხელმძღვანელი, უძღვება ევროპის მიერ დაფინანსებულ პროექტს DTO-BioFlow, რომელიც მონაცემთა ერთიან სტანდარტებს ამუშავებს სამომავლოდ უზარმაზარი მონაცემთა ბაზის შესაქმნელად.
“რაც აუცილებლად გვჭირდება, არის მონაცემთა უწყვეტად მიღება<’ – ამბობს კლაასი. „ჩვენ ზღვის პულსზე უნდა გვედოს ხელი და ვიცოდეთ, თუ რა ხდება იქ ყოველ წუთს და წამს“.
შორეულ სიგნალს უშვებს ტივტივა, რომელსაც ზღვის ზედაპირამდე მნიშვნელოვანი აკუსტიკური ჩანაწერი მოაქვს. მეცნიერები ამ ჩანაწერებს ბელგიის ჩრდილოეთის ზღვის აკვატორიაში სხვადასხვა ადგილიდან აგროვებენ. მათი საშუალებით აკვირდებიან, არიან თუ არა პორტში ზღვის ღორები – პატარა ზღვის ძუძუმწოვარები, რომლებიც ადგილობრივ ეკოსისტემაში ძალიან მნიშვნელოვანი მტაცებლები არიან.
ზღვის ღორები უშვებენ ბგერებს, რომლებსაც ადამიანის ყური ვერ აღიქვამს, მაგრამ ხელოვნური ინტელექტის ალგორითმს შეუძლია მათი გარჩევა ხმის ჩანაწერებში, რაც საშუალებას აძლევს მკვლევრებს, რომ ამ ძუძუმწოვრების მოძრაობის წლიური რუკა შეადგინონ.
ამ მონაცემებზე დაყრდნობით კი ხმაურიან ინდუსტრიებს, როგორიცაა მაგალითად, ქარის ოფშორული ელექტროსადგური, შეუძლია ისე დაგეგმოს თავისი ოპერაციები, რომ ზღვის ღორები არ შეაწუხოს.
“ზამთარში, როგორც წესი, ზღვის ღორები აქ არიან,“ – განმარტავს ელისაბედ დებიუსშერე, ფლანდრიის საზღვაო ინსტიტუტის (VLIZ) ბიოაკუსტიკის სპეციალისტი. „ზაფხულისკენ კი ნაკლებად შეხვდებით მათ ბელგიის წყლებში. ეს საკმაოდ საინტერესო ფაქტია და ამით შესაძლოა დაინტერესდეს ოფშორული ინდუსტრია, რათა თავისი ოპერაციები დაგეგმოს”.
ოკეანის ციფრული ასლი
უახლოეს მომავალში ყველა ეს უწყვეტი მონაცემი თავს მოიყრის რევოლუციურ პროექტში, რომელსაც „ოკეანის ციფრული ასლი“ (Digital Twin of the Ocean) ჰქვია. მისი ძირითადი ინფრასტრუქტურის პრეზენტაცია, რომელიც ევროკავშირის მიერ დაფინანსებული EDITO-Infra პროექტის ფარგლებში შეიქმნა, ახლახან ჩატარდა ბრიუსელში.
“ოკეანის ციფრული ასლი თქვენს კომპიუტერში ჩატვირთული ოკეანის ციფრული ასლია,“ – გვიხსნის ალენ არნო, Mercator Ocean International-ის ციფრული ოკეანის მიმართულების ხელმძღვანელი. „აქ შეგიძლიათ ოკეანესთან დაკავშირებული ყველა ტიპის ინფორმაციის შეგროვება, და ამ ყველაფერზე მთელ საზოგადოებას მიუწვდება ხელი, ყველა მეცნიერსა და გადაწყვეტილების მიმღებ პირს“.
სხვადასხვა ტიპის მონაცემების გაერთიანების წყალობით, ეს ვირტუალური მოდელი შესაძლოა მძლავრ იარაღად იქცეს კომპლექსური პრობლემების გადასაჭრელად. არაკომერციული ორგანიზაცია „მერკატორის საერთაშორისო ოკეანე“ მონაწილეობს ოკეანის ციფრული ასლის შექმნაში. მისმა წარმომადგენელმა საიმონ ვან გენიპმა მაჩვენა, თუ როგორ შეიძლება ასლის გამოყენება პლასტმასის ნარჩენებით დაბინძურების პრობლემის მოსაგვარებლად.
“1990-იანი წლებიდან მოყოლებული ვიცით მსოფლიო ოკეანის სრული სივრცის ყველა დინება ყოველდღე,“ – ამბობს საიმონ ვან გენიპი, Mercator Ocean International-ის მეცნიერ-თანამშრომელი.
„ეს ნამდვილი განძია, რადგან მისი საშუალებით შეგვიძლია ვირტუალურად განვსაზღვროთ, პლასტმასის ნაწილაკები ოკეანეში რომელი სანაპიროდან ხვდება. შემდეგ შეგვიძლია დავადგინოთ, თუ საით მიაქვს დინებას ეს ნარჩენები მომდევნო დღეს და ა.შ. საბოლოო ჯამში, შეგვიძლია მივხვდეთ, თუ როგორ მოძრაობენ პლასტმასის ნარჩენები ოკეანეში. აი, ამის გაკეთება შეგვიძლია მოდელის საშუალებით, რასაც ვერ ვახერხებთ დაკვირვებების შედეგად“.
კიდევ ერთი აპლიკაცია, რომელიც გერმანიის კვლევითი ინსტიტუტის Hereon-ის თანამშრომელმა კელი ჯონსონმა წარმოადგინა, ცდილობს, იპოვოს ზღვის მინდვრების აღდგენის ყველაზე ეფექტური გზები.
კელი ჯონსონი, Hereon-ის სამეცნიერო პროექტის მენეჯერი:
“ოკეანის ციფრული ასლი იმისთვის გვინდა, რომ მონაცემებზე დაყრდნობით სიმულირება შევძლოთ – მაგალითად, ზღვის წყალმცენარეების მინდვრები უფრო ფართო რომ იყოს, ან გარკვეულ სიღრმეზე ხომ არ დავრგოთ, რათა კარგად დავინახოთ, მაგალითად, რა გავლენა აქვს ზღვის წყალმცენარეების მინდორს სანაპირო ზოლის სიმტკიცეზე, ასევე ტალღების სიმაღლესა და სანაპიროს ეროზიაზე. უკვე აღმოვაჩინეთ რამდენიმე ძალიან საინტერესო ფაქტი იმისა, რომ წყალმცენარეებს გავლენა აქვთ ამ ყველაფერზე. ამიტომ ჩვენთვის ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ ამაზე ცდები ჩავატაროთ“.
ოკეანის ციფრული ასლის პროექტი დიდ იმედებს იძლევა, რომ პოლიტიკის განმსაზღვრელ პირებს ცხოვრებას გაუმარტივებს. იგი საშუალებას მისცემს მათ, რომ ზღვის ათვისების სხვადასხვა სცენარი დაწერონ და მათი რეალური შედეგები მანამდე გამოცადონ, ვიდრე საბოლოო გადაწყვეტილებას მიიღებენ.
“როგორ უნდა გამოვიყენოთ ოკეანე მდგრადი გზით? ჩვენ ისევ გვჭირდება თევზაობა, ოკეანის ენერგიის მეშვეობით ელექტროენერგიის წარმოება, გვჭირდება კაბელების ჩადება,“ – განმარტავს კესტუტის სადაუსკასი, ევროკომისიის საზღვაო საქმეთა და თევზჭერის გენერალური დირექტორატის ხელმძღვანელის მოადგილე. „გვინდა, გავერთოთ, როგორც ტურისტები. გაცილებით იაფი და სწორი გადაწყვეტილების მიღებას შევძლებთ და ნაკლებ შეცდომას დავუშვებთ, თუკი წინასწარ ვნახავთ ამ გადაწყვეტილების სავარაუდო შედეგს.“
წყალქვეშა სენსორებიდან, სატელიტებიდან თუ მოქალაქეთა დაკვირვებებიდან მიღებული მონაცემები ოკეანის ციფრულ ასლში მოიყრის თავს.
“ჩვენ გვინდა, რომ ეს უზარმაზარი რესურსი, ოკეანე, მდგრადი გზით ავითვისოთ,“ – ამბობს კლაას დენოდი. „ამას კი მხოლოდ მაშინ შევძლებთ, თუკი ზღვისპირა ქვეყნების წარმომადგენლებთან ერთად ვიმუშავებთ, ერთად შევკრებთ ჩვენს ხელთ არსებულ ყველა მონაცემს და მასზე წვდომას გავამარტივებთ“.
როდესაც ევროპის ოკეანის ციფრული ასლის პროექტი სრულად ამოქმედდება, ოკეანის შესახებ არსებულ მონაცემთა მდიდარი ბაზა უფასოდ იქნება ხელმისაწვდომი. ეს კი მეცნიერებს, გადაწყვეტილების მიმღებ პირებს, ბიზნესსა და მოქალაქეებს ახალ ინსტრუმენტს მისცემს, რათა ოკეანისკენ მდგრადი გზით იარონ.
ავტორი: დენის ლოქტიე
