Trí thông minh nhân tạo (AI) có thể xác định vi khuẩn nguy hiểm trong nguồn nước

Đây là thách thức mà Peter Ma đã thực hiện khi tham gia World GovHack, một "cuộc thi hack toàn cầu" với mục đích khuyến khích học sinh và những người khởi nghiệp giải quyết các vấn đề khó khăn với các công nghệ tiên tiến.

Sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích mẫu nước

Ý tưởng của Ma là sử dụng AI để đánh giá độ tinh khiết của nguồn nước. Giải pháp có bốn phần chính:

• Intel® AI DevCloud được sử dụng để đào tạo mô hình AI bằng cách sử dụng Caffe *. Intel AI DevCloud cung cấp khả năng truy cập dựa trên nền tảng đám mây cho bộ vi xử lý Intel® Xeon® Scalable để học máy, học cách đào tạo và suy luận sâu.
• Kính hiển vi kỹ thuật số được sử dụng để xem mẫu nước thả từ pipet xuống.
• Một máy tính chạy hệ điều hành Ubuntu * được sử dụng để phân tích ngay lập tức mẫu nước bằng mô hình được đào tạo.
• Intel® MovidiusTM Neural Compute Stick được sử dụng để đẩy nhanh suy luận. Movidius Compute Stick là một thiết bị dựa trên USB cắm vào máy tính để tăng tốc độ máy tính và các ứng dụng AI với năng lượng sử dụng cực thấp.

Tổng chi phí của hệ thống là dưới 400 bảng. Điều này giúp cho các tổ chức và cộng đồng dễ tiếp cận tới việc kiểm tra nguồn nước hơn. Nhờ vào đặc điểm hoạt động mà không cần kết nối Internet, hệ thống có thể được sử dụng ở các khu vực nông thôn hay các địa điểm xa xôi hẻo lánh, nơi kết nối mạng có thể không có sẵn.

Xác định vi khuẩn

Giải pháp sử dụng mạng nơron xoắn ốc (convolutional neural network-CNN) để nghiên cứu mẫu nước, xác định hình dạng, màu sắc, mật độ và các cạnh của vi khuẩn. Hiện tại, giải pháp có thể xác định vi khuẩn E. coli và vi khuẩn gây bệnh tả, nhưng dự án có thể được mở rộng trong tương lai để xác định các loại vi khuẩn khác và phát hiện khoáng chất cùng với các chất khác. Giải pháp bao gồm một trang web được xây dựng bằng cách sử dụng Node.js *, chỉ ra vị trí các nguồn nước sạch và bị ô nhiễm.

Mức độ tin cậy cho thử nghiệm là hơn 95 phần trăm và cao tới 99 phần trăm khi so sánh nước sạch với nước bị ô nhiễm. Vì giải pháp dựa trên việc học máy nên khi sử dụng càng nhiều, hệ thống càng được đào tạo và độ chính xác càng được tăng lên.

Giải thưởng

Dự án đã giành vị trí quán quân tại World Virtual GovHack với phần thưởng trị giá 200.000 USD. "Điều này giúp tôi có thể phát triển dự án này nhiều hơn nữa," Ma nói. “Chúng tôi hiện đang trong giai đoạn tạo mẫu và làm việc trên phiên bản tiếp theo của mẫu thử nghiệm để nó có thể nằm trong một thiết bị Internet of Things (IoT) duy nhất. Tôi nghĩ rằng trong thế giới đổi mới này, không có gì là hoàn chỉnh — chỉ có những cải tiến từ lần lặp cuối cùng của bạn. ”

Nếu bạn muốn giành chiến thắng hackathons, bạn có thể làm tốt hơn với lời khuyên của Ma: “Tôi nghĩ tôi làm tốt trong hầu hết các vụ hackathons vì tôi tập trung chủ yếu vào cách công nghệ có thể cải thiện cuộc sống của con người hơn là những gì công nghệ có thể làm”.

Peter Ma là một trong những người đóng góp to lớn cho Học viện AI Intel®, vì vậy bạn có thể tìm hiểu thêm về Ma ở đó. Các thành viên cũng được hưởng quyền truy cập miễn phí vào Intel AI DevCloud, công nghệ mà Ma sử dụng để đào tạo mô hình của mình.