Innovativa AI-metoder kan förhindra vattenburna infektionssjukdomar

Kristina Bate Holmberg, Journalist
@uxconnections

Rent vatten är helt avgörande för människan. Renas inte vattnet vi dricker riskeras stora utbrott av infektionssjukdomar, inte minst i flyktingläger och bosättningar. För att förstöra hälsovådliga bakterier och virus som kan finnas i vatten har man sedan länge använt klor som renande ämne. I Sverige används klor i ytterst små och kontrollerade mängder, men internationellt är läget många gånger ett annat. Att använda klor i rätt mängder kan vara en svår balansgång. Alltså tillräckligt höga doser för att döda patogener, men tillräckligt små för att inte vara förgifta människor och djur.

Gränsvärden för klor 

Enligt US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) är mängden fritt klor som finns tillgängligt i vatten ett mått på hur säkert vattnet är att dricka. Enligt CDC:s mätningar räcker det med en fri klorhalt på 0,5 milligram per liter för att upprätthålla kvaliteten på vattnet genom allmänna rörledningsnät. Däremot, om vattnet lagras i en hink i ett dygn är dock denna mängd klor otillräckligt för att upprätthålla en tillräckligt god kvalitet på vattnet. Samtidigt ger de globala kvalitetsriktlinjerna en rekommendation på att dricksvatten ska ha minst 0,2 milligram fritt kvarvarande klor per liter under efterdistributionsfasen. Med andra ord – varken för lite eller för mycket. 

The Safe Water Optimization Tool 

Nu har forskare vid universitetet i York, med hjälp av maskininlärningsmodeller upptäckt att det går att använda sig av artificiell intelligens (AI) för att undersöka mängden fritt klor i vatten.  Metoderna tillsammans utgör the Safe Water Optimization Tool. Med detta verktyg öppnas möjligheterna upp för att säkerställa dricksvattnets kvalitet. Man kan säkra att det är exakt rätt mängd fritt klor i dricksvattnet som lämnar distributionssystemet. Förutom att kunna korrekt uppskatta klorhalten i vattnet, kan modellen hjälpa till med att förutse kvarvarande klor efter en tids klorsönderfall. Detta möjliggörs tack vare att maskininlärningsmetoderna använder sig av AI. Denna är baserad på historisk data för att utveckla programvaruapplikationer som kan förutsäga resultat. Att kunna förutse klorsönderfall och bakterietillväxt är värdefull eftersom det förenklar lagring av vatten, vilket är otroligt viktigt, inte minst i flyktingläger.

En kombination av två system 

Forskarna har använt sig av ett artificiellt neuralt nätverk (ANN) (en beräkningsmodell) som de kombinerat med ett så kallat ensemble forecasting systems (EFS) (ett prognossystem). Tillsammans utgör de metoderna som alltså kan undersöka mängden klor i vattnen, fastställa temperatur, vattenkvalitet och tillståndet för vattenledningarna, samt förutspå klorsönderfallet. 

Flyktingläger som huvudmål 

Primärt har man siktat in sig på flyktingläger, där det är just dricksvattnet som är den främsta orsakerna till utbrott av infektionssjukdomar. I de flyktingläger som forskarna bakom modellerna har granskat, har inte människorna fått sitt vatten från reguljära vattenledningar. I stället har vattnet kommit från kranar kopplade till lokala behållare. Att ha vatten stående på detta sätt ökar risken för vattenburna infektionssjukdomar såsom kolera, shigellainfektion och hepatit E. Klorsönderfallet sker kontinuerligt vilket ökar risken för bakterietillväxt. Vad som påverkas hur snabbt det går beror på en rad faktorer. Exempel på sådana faktorer är kvaliteten på vattenrören, den lokala temperaturen, hur vattnet lagras, hur det hanteras och hämtas och hur många människor som kommer i kontakt med vattnet med mera. Att vattnet är tillräckligt fritt från patogener vid uppsamlingsplatsen behöver med andra ord nödvändigtvis inte innebära att det är drickbart när det väl kommit till människorna i lägret. 

Ett verktyg för förbättrad klorering 

Maskininlärning med hjälp av AI som säkrar dricksvatten – ett framtidsscenario som har blivit till ett nutidsscenario. Tack vare denna innovativa AI-forskning hoppas vi på att the Safe Water Optimization Tool kommer att hjälpa vattenoperatörer världen över med att optimera sina kloreringsstrategier och därmed rädda liv.

UX Connections, the UX design agency with UX/UI consultants to help your digital product succeed.