מדענים יצרו מודל בינה מלאכותית החוזה במדויק כמה מהר ביו-פחם מפרק אנטיביוטיקה במים — דבר שמקצר את פיתוח המסננים משנים לשבועות ופותח דרך לטיהור מי שתייה נגיש.
חוקרים בראשות ג'ונייד לטיף ונה צ'ן אספו נתונים מעשרות עבודות קודמות, והדגישו 16 פרמטרים מרכזיים: סוג חומר הגלם לביו-פחם, טמפרטורת פירוליזה, נקבוביות, הרכב כימי, ריכוז מחמצנים ותנאי תגובה.
על בסיס זה הם אימנו מספר מודלים ממוחשבים, והדיוק הטוב ביותר הוצג על ידי ארכיטקטורת הטרנספורמר TabPFN: מקדם קביעה R² ≈ 0.91 עם שגיאת חיזוי מינימלית.
החידוש המדעי הוא במעבר משיטת ניסוי וטעייה לעיצוב ממוקד של חומרים. בעבר, בחירת ביו-פחם יעיל דרשה מאות ניסויי מעבדה; כעת האלגוריתם מעריך תוך שניות איזה שילוב פרמטרים ייתן מהירות פירוק מקסימלית של המזהם.
במקביל, הצוות יצר כלי אינטרנטי: כל חוקר יכול להזין את הפרמטרים של החומר שלו ולקבל מיידית תחזית לקינטיקת התגובה.
המשמעות המעשית ברורה: אנטיביוטיקה בשפכים היא אחד הגורמים לעליית עמידות חיידקים לתרופות.
ביו-פחם המופק מפסולת חקלאית (קלחי תירס, קש) הוא זול וידידותי לסביבה, ובשילוב עם פוטוקטליזטורים (TiO₂, g-C₃N₄) מסוגל לפרק אנטיביוטיקה מסוג סולפונאמיד ל-98% תוך 60 דקות תחת אור שמש.
מודל הבינה המלאכותית עוזר למצוא בדיוק את הנוסחה שתבטיח תוצאה כזו בתנאי טיהור מים ספציפיים.
חשוב להבין את המגבלות. כרגע המודל מאומן על נתונים ממגוון מצומצם של אנטיביוטיקה ותנאי מעבדה; מי שפכים אמיתיים מכילים תערובת של מזהמים, חומר אורגני, וחלקיקים מרחפים שעשויים להשפיע על התהליך.
כמו כן, יציבות ארוכת טווח של החומרים המרוכבים בקנה מידה תעשייתי דורשת בדיקה נוספת — במבחני מעבדה החומר שמר על יעילות לאחר חמישה מחזורים, אך מצב תעשייתי עשוי להיות קשוח יותר.
מה הלאה? הצוות מתכנן להרחיב את מערך הנתונים, כולל נתונים על סוגי מזהמים אחרים — PFAS, מיקרופלסטיק, ותרופות חדשות.
במקביל מתנהלים מגעים עם תחנות טיהור מים פיילוטיות לבדיקת מסנני ביו-פחם שתוכננו על ידי בינה מלאכותית בתנאי שטח. אם התוצאות יאושרו, הטכנולוגיה עשויה להיכנס לפתרונות סטנדרטיים לרשויות מקומיות ומפעלים תעשייתיים כבר ב-3–5 השנים הקרובות.
