Peneliti menggunakan AI untuk memberdayakan regulator lingkungan
Machine

Peneliti menggunakan AI untuk memberdayakan regulator lingkungan


Cerobong asap pembakaran batu bata di luar Dhaka, Bangladesh. Kredit: Nina Brooks

Seperti pahlawan super yang mampu melihat melalui rintangan, pengatur lingkungan dapat segera menggunakan kekuatan mata yang dapat melihat semua yang dapat mengidentifikasi pelanggar di mana saja dan kapan saja, menurut sebuah studi baru yang dipimpin oleh Universitas Stanford. Makalah, diterbitkan minggu 19 April di Prosiding National Academy of Sciences (PNAS), mendemonstrasikan bagaimana kecerdasan buatan yang dikombinasikan dengan citra satelit dapat memberikan metode yang berbiaya rendah dan dapat diskalakan untuk menemukan dan memantau industri yang sulit diatur.

“Pembakaran batu bata telah berkembang biak di seluruh Bangladesh untuk memasok ekonomi yang sedang tumbuh dengan bahan konstruksi, yang membuat sangat sulit bagi regulator untuk mengikuti kiln baru yang sedang dibangun,” kata rekan penulis utama Nina Brooks, rekan pasca doktoral di Universitas Minnesota. Institute for Social Research and Data Innovation yang melakukan penelitian sambil meraih gelar Ph.D. mahasiswa di Stanford.

Meskipun penelitian sebelumnya telah menunjukkan potensi untuk menggunakan pembelajaran mesin dan observasi satelit untuk pengaturan lingkungan, sebagian besar penelitian berfokus pada negara-negara kaya dengan data yang dapat diandalkan tentang lokasi dan aktivitas industri. Untuk mengeksplorasi kelayakan di negara berkembang, penelitian yang dipimpin Stanford berfokus pada Bangladesh, di mana regulator pemerintah berjuang untuk menemukan tempat pembakaran batu bata informal yang sangat berpolusi, apalagi menegakkan aturan.

Ancaman yang berkembang

Batu bata adalah kunci pembangunan di seluruh Asia Selatan, terutama di wilayah yang kekurangan bahan konstruksi lain, dan tempat pembakaran yang mempekerjakan jutaan orang. Namun, pembakaran batubaranya yang sangat tidak efisien menghadirkan risiko kesehatan dan lingkungan yang besar. Di Bangladesh, pembakaran batu bata bertanggung jawab atas 17 persen dari total emisi karbon dioksida tahunan negara itu dan — di Dhaka, kota terpadat di negara itu — hingga setengah dari partikel kecil yang dianggap sangat berbahaya bagi paru-paru manusia. Ini adalah penyumbang signifikan bagi polusi udara keseluruhan negara itu, yang diperkirakan mengurangi harapan hidup rata-rata orang Bangladesh hampir dua tahun.

“Polusi udara membunuh tujuh juta orang setiap tahun,” kata penulis senior studi Stephen Luby, seorang profesor penyakit menular di Stanford’s School of Medicine. “Kami perlu mengidentifikasi sumber polusi ini, dan mengurangi emisi ini.”

Regulator pemerintah Bangladesh sedang mencoba untuk memetakan dan memverifikasi lokasi pembakaran batu bata secara manual di seluruh negeri, tetapi upaya tersebut sangat memakan waktu dan tenaga. Ini juga sangat tidak efisien karena perkembangbiakan kiln yang cepat. Pekerjaan tersebut juga cenderung mengalami ketidakakuratan dan bias, seperti yang sering terjadi pada data pemerintah di negara-negara berpenghasilan rendah, menurut para peneliti.

Mata di langit

Sejak 2016, Brooks, Luby dan peneliti Stanford lainnya telah bekerja di Bangladesh untuk menentukan lokasi tungku pembakaran, mengukur efek kesehatan yang merugikan dari tungku batu bata, dan memberikan informasi publik yang transparan untuk menginformasikan perubahan politik. Mereka telah mengembangkan pendekatan menggunakan infra merah untuk memilih tungku pembakaran batu bara dari data penginderaan jauh. Meskipun menjanjikan, pendekatan tersebut memiliki kelemahan serius, seperti ketidakmampuan untuk membedakan antara tempat pembakaran dan lahan pertanian yang memerangkap panas.

Bekerja dengan ilmuwan dan insinyur komputer Stanford, serta ilmuwan di Pusat Internasional untuk Penelitian Penyakit Diare, Bangladesh (icddr, b), tim tersebut mengalihkan fokus ke pembelajaran mesin.

Berdasarkan aplikasi pembelajaran mendalam sebelumnya untuk pemantauan lingkungan, dan pada upaya khusus untuk menggunakan pembelajaran mendalam untuk mengidentifikasi tungku batu bata, mereka mengembangkan algoritme yang sangat akurat yang tidak hanya mengidentifikasi apakah gambar berisi kiln tetapi juga belajar melokalkan kiln di dalam gambar. Metode ini membangun kembali kiln yang telah terfragmentasi di beberapa gambar — masalah yang melekat pada citra satelit — dan dapat mengidentifikasi saat beberapa kiln terkandung dalam satu gambar. Mereka juga dapat membedakan antara dua teknologi kiln — salah satunya dilarang — berdasarkan klasifikasi bentuk.

Temuan serius

Pendekatan tersebut mengungkapkan bahwa lebih dari tiga perempat kiln di Bangladesh dibangun secara ilegal dalam jarak 1 kilometer (enam persepuluh mil) dari sebuah sekolah, dan hampir 10 persen secara ilegal dekat dengan fasilitas kesehatan. Hal ini juga menunjukkan bahwa pemerintah secara sistematis tidak melaporkan kiln sehubungan dengan peraturan dan — menurut temuan klasifikasi bentuk — melaporkan berlebih persentase kiln yang menggunakan teknologi yang lebih baru dan lebih bersih dibandingkan dengan pendekatan lama yang dilarang. Para peneliti juga menemukan jumlah kiln yang terdaftar lebih tinggi di distrik-distrik yang berdekatan dengan distrik-distrik terlarang, yang menunjukkan kiln terdaftar secara resmi di distrik-distrik yang legal tetapi dibangun melintasi perbatasan distrik.

Para peneliti bekerja untuk meningkatkan keterbatasan pendekatan dengan mengembangkan cara untuk menggunakan citra resolusi rendah serta memperluas pekerjaan mereka ke wilayah lain di mana batu bata dibangun dengan cara yang sama. Melakukannya dengan benar bisa membuat perbedaan besar. Di Bangladesh saja, hampir semua orang tinggal dalam jarak 10 kilometer (6,2 mil) dari tempat pembakaran batu bata, dan lebih dari 18 juta — lebih dari dua kali populasi Kota New York — hidup dalam jarak 1 kilometer (0,6 mil), menurut perkiraan para peneliti .

“Kami berharap pendekatan umum kami dapat memungkinkan regulasi dan kebijakan yang lebih efektif untuk mencapai hasil kesehatan dan lingkungan yang lebih baik di masa mendatang,” kata penulis bersama Jihyeon Lee, seorang peneliti di Stanford’s Sustainability and Artificial Intelligence Lab.


Bangladesh merobohkan tempat pembakaran batu bata untuk melawan asap beracun


Informasi lebih lanjut:
Jihyeon Lee el al., “Pembelajaran mendalam yang skalabel untuk mengidentifikasi tungku batu bata dan membantu kapasitas pengaturan,” PNAS (2021). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2018863118

Disediakan oleh Universitas Stanford

Kutipan: Peneliti menggunakan AI untuk memberdayakan regulator lingkungan (2021, 19 April) diambil 19 April 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-04-ai-empower-environmental.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Result SGP