Анна Дю вървеше по плажа на Castle Island в Южен Бостън, когато забеляза пластмаса, разпръсната по бреговата ивица. Тя посегна да го вземе и бързо разбра, че има много повече мънички парчета, отколкото можеше да се справи.
„Когато разбрах колко бройки има, изглеждаше невъзможно“, казва Дю, който по това време беше в шести клас.
Но Ду подходи към проблема като всеки добър учен - първо, като направи малко проучване. Така тя научи, че 8 милиона метрични тона пластмаса се озовават в океаните всяка година - и това е в допълнение към огромните 150 милиона тона, които вече са там.
Тогава тя се зае да изгради нещо, което може да помогне за решаването на проблема: превозно средство с дистанционно управление или ROV, което може да се движи през вода и петна от пластмаса на океанското дъно.
Du е един от 30-те финалисти в конкурса на Broadcom Masters, един от най-добрите конкурси за наука, технологии, инженерство и математика (STEM) за млади студенти в света. Конкурсът, организиран от Фондация Broadcom и Общество за наука и общество, се провежда от осем години. Тази година близо 5000 шести, седмо и осмокласници бяха номинирани, след като се състезаваха в регионални научни панаири, а от тях 2 500 кандидатстваха онлайн за разглеждане. Този пул беше ограничен до 300 проекта, наречени „Broadcom Masters“, и сега топ 30-те финалисти се събират във Вашингтон, окръг Колумбия, за да покажат своите проекти. Топ награда от 25 000 долара, както и други парични награди, ще бъдат обявени днес в Института за наука в Карнеги.
ROV на Du е направен с PVC тръби. Вдъхновен от ROVs от всякакъв вид, като приземяването на Curiosity, което шпионира повърхността на Марс и дълбоководната арктика Nereid ROV в океанографската институция Woods Hole (WHOI), ROV на Du има две отделни системи, навигационна система и система за откриване. Навигационната система е доста проста: използва витла за придвижване по водата и нова комбинация от риболовни тежести и плувки на плувен басейн, които й позволяват да се движи нагоре и надолу.
„Истинското изобретение тук е датчиците“, казва роботистът и инженер Дана Йогергер, която работи с WHOI's Nereid, ROV, който изминава големи разстояния в Арктика и разполага с набор от акустични, химически и биологични сензори на борда. В страхопочитание към Нереид, Ду я нарече ROV Nereid младши, въпреки че автомобилът й има различен набор от умения от съименника си. „ROV е прекрасно направен за 12-годишна възраст и нейният е доста умен“, добавя Йогер.
Системата за откриване, съгласен е Дю, е „действително готината част.“ Тя използва инфрачервена камера с висока разделителна способност, заедно с три различни вида светлина, за да забележи пластмасата. Методите за откриване на Du са съставени от две различни дължини на вълната на инфрачервена светлина, които осветяват абсорбционните спектри в микропластиката и ги правят да се открояват от пясъка и живота на растенията. Тя също използва видима светлина, за да забележи неестествени цветове, които могат да накарат пластмасата да изпъкне. (Du също беше един от десетте финалисти в „Откриване на образованието 3M Young Scientist Challenge“ тази година. Можете да видите демонстрация във видеоклипа за нейното приложение.) Апаратът всъщност не събира микропластиците, но идентифицира къде се натрупват. Тя е кандидатствала за патент на функционалните елементи на ROV.
„Тя притежава впечатляващ основен вид инженерен инстинкт да разруши подобен проблем и след това да продължи след него“, казва Кейси Мачадо, който също е инженер по WHOI, който работи с Nereid. „Тя успя да проследи това с техническата работа, конструкцията и дизайна, за да направи работещ прототип, което е много готино. Звучи просто, но нивото на мислене е наистина впечатляващо. "
Когато Дю за първи път прочете за предизвикателството с намирането на океански микропластици, които, за разлика от Големия Тихоокеански боклук, не плават на повърхността, тя знаеше, че ROV ще бъде най-ефективният инструмент за задачата. Вземането на кофи и кофи с проби от вода и анализирането им в лаборатория никога не би могло да бъде направено до необходимия мащаб. Имаше нужда от мобилна лаборатория, която да открие пластмасите на място.
Du посещава публични събития и семинари в MIT от пет години и затова тя взе инженерните умения, необходими за изграждането на ROV от тези сесии, лаборатории за създаване в местните библиотеки и YouTube. Тя казва, че действително получаването на устройството ѝ да се движи през водата е било сложно - дори и до избора на подходящия вид лепило, което да се използва за придържане на PVC тръбите заедно. Преди да добави риболовни тежести, например, ROV ще се преобърне, когато се опита да го движи нагоре и надолу. Имаше много опити и грешки, докато тестваше ROV в пристанището на Бостън.
Du тества Nereid младши в пристанището на Бостън. (Броудком Мастърс) „Ана е силата, с която трябва да се вземе предвид - всички тези финалисти са“, казва Мая Аймера, президент и изпълнителен директор на „Общество за наука и общество“. „Това, което за мен е невероятно за всички деца, които преминават през нашите състезания, е, че гледат на големи проблеми. Те гледат на голям проблем и го стесняват, докато стигнат до нещо възможно, за което могат да направят нещо. С проекта на Анна можете да видите голямата картина. “
Това е Ду накратко със сигурност. На въпрос за бъдещи планове тя споменава, че иска по някакъв начин да се справи с последиците от изменението на климата.
„Особено с промените в климата, случващи се по целия свят, мисля, че има много проблеми, които биха могли да бъдат решени с нови изобретения“, казва Дю. „В момента основно се съсредоточавам само върху пластмасите, защото има още дълъг път.“
За Nereid Jr. следващата стъпка на Du е разработването на изкуствено интелигентна система, която може да създаде предсказуем алгоритъм за това, където е вероятно микропластиката да се агрегира.
Du кредитира родителите си, които от години я водят в студентските дейности на MIT през уикендите, за насърчаване и подкрепа на интереса й към STEM. Тя казва, че е успяла да се срещне със студенти и учени там и в резултат на това е насочена към посещаването на университета и ставането на инженер.
„Знам, че искам да бъда инженер, защото обичам да изграждам неща, които да помогнат за решаването на световни проблеми“, казва Дю. "Но не съм сигурен какъв инженер искам да бъда все още."
На нейната възраст тя има достатъчно време да разбере това.
