Kunstig intelligens gir smartere bruk av tang og tare
Tang og tare, eller makroalger, brukes i mange produkter, og kan bli enda viktigere framover. Kunstig intelligens kan hjelpe oss så vi unngår å overforbruke denne ressursen.
Tang og tare spises av både mennesker og husdyr verden over. Flere arter brukes i industrien i alt fra kosmetikk og mattilsetning til gjødsel og medisiner.
Men tang og tare er samtidig del av sårbare økosystemer som vi risikerer å overforbruke. Det vil forskere og industrien forhindre. Ved hjelp av kunstig intelligens.
Tang eller tare?
- Tangartene er de første du får øye på øverst i fjæra. Disse vokser som en blomst, med det nyeste ytterst mot toppen.
- Tare finner du lengre ned i sjøen. Den vokser som et hårstrå med det nyeste nederst, nærmest stilken og festet.
– Om vi høster inn tangen uten en forvaltningsplan, setter vi disse sårbare økosystemene og artsmangfoldet de tilhører i fare, sier Nadav Bar, professor ved Institutt for kjemisk prosessteknologi ved NTNU.
Produkter fra tang og tare kan bli enda viktigere i framtida. Bærekraftig produksjon er grunnleggende. Steffen Tobiassen er en av årets russ i Hammerfest som hjelper Polar Algae å håndhøste tang til forskning. Foto: Polar Algae
Men vi kan forhindre at vi gjør den samme tabben med tang og tare som vi har gjort med fisk.
Må planlegge bruken skikkelig
– Store deler av verdens fiskebestander er enten fullt oppbrukt, overutnyttet eller uttømt, sier professor Bar, og andelen av fiskearter som har bærekraftige mengder i sjøen avtar dramatisk. For eksempel har torsken nesten forsvunnet helt fra canadiske kyster.
Ifølge Det internasjonale naturpanelet IPBES står en million av verdens plante- og dyrearter i fare for å dø ut. Hele 66 prosent av havområdene på planeten vår er påvirket av menneskelig aktivitet.
Det er altså viktig å planlegge skikkelig hvordan vi vil bruke tangen.
Europeiske planer med kunstig intelligens
Nadav Bar koordinerer derfor et stort, nytt EU Horizon Europe-prosjekt kalt iCulture, et samarbeid med 17 partnere fra 10 land. Målet er at vi skal greie å bruke tang og tare som en bærekraftig viktig ressurs, samtidig som vi tar vare på artsmangfoldet.
I laboratoriet foregår fermenteringen med digital presisjon. Foto: Nadav Bar, NTNU
– Vi vil bruke kunstig intelligens for å forstå disse sårbare økosystemene bedre så vi kan bruke ressursene på en smart måte, sier professor Bar.
Flere store firmaer prøver allerede å bruke miljøvennlige metoder i produksjonen sin. Men dette er fremdeles bare en liten del av aktiviteten til disse firmaene.
Utvikler kunstig intelligens
iCulture er et stort forskningsprosjekt ledet av NTNU i Trondheim.
– Vi utvikler kunstig intelligens som undersøker sårbarheten til kjente arter av tang og tare. Vi identifiserer også nye arter, som har kjemiske stoffer med stort potensial for samfunnet. Lykkes vi med dette kan industrien utvinne disse, sier Bar.
I dag produseres for eksempel både alginat og gjødselprodukter til landbruksindustrien fra makroalger. Men bare deler av plantene blir brukt. Over 70 prosent av massen blir igjen. Dette er i dag avfall.
– Derfor utvikler vi også en kunstig intelligensbasert algoritme som leder spesielt modifiserte bakterier til å spise opp resten av algeråstoffet. Slik omformes restråstoffet til verdifulle produkter og det blir ikke noe reststoff eller avfall, sier Bar.
Nadav Bar og Fabienne Rössler i laboratoriet. Der undersøker forskningsgruppen fermentering av makroalger. Foto: NTNU
Disse modifiserte bakteriene produserer nyttige og dyre kjemiske stoffer som antimikrobielle molekyler og antioksidanter.
– Den nye AI-ledete teknologien er basert på algoritmer som i dag brukes i populære dataspill som StarCraft og Civilization, sier professor Bar.
Arbeidet krever folk fra mange områder, som marinbiologer, genetikere, eksperter på modeller og kunstig intelligens, miljøingeniører, prosessingeniører og kybernetikere, samfunnsvitere og ikke minst folk fra industrien selv.
- Les også: – Bra for barn å oppleve arbeidslivet
Ser når og hvor det er greit å høste inn
Forskerne og industrien ser på effekten innhøstingen har på bestandene av tang og tare. Samtidig ser de på hvordan klimaendringer påvirker bestandene og hvordan økosystemene henter seg inn etter innhøstingen. Dataene kan si noe om hvor og når det er greit å høste inn.
– Ved hjelp av maskinlæringsalgoritmer analyserer iCulture over 80 TB data. Dette gir oss sentral informasjon slik at vi kan kombinere innhøstingen av tang og tare med å beskytte økosystemet. Det kan hjelpe oss til å gjøre innhøstingen mer skånsom, sier Bar.
– Vi viser at det er mulig å kombinere innhøstingen med miljøhensyn, sier Bar.
Ansvarlig innhøsting gjør at ressursen ikke blir uttømt. Dette kommer både industrien og økosystemene til gode.
Polar Algae høster inn alger for bruk i flere ulike produkter. Innhøstingen roterer slik at de samme feltene bare høstes hvert femte år. Foto: Caroline Haukeland, Polar Algae
Målet er total utnyttelse
Georg Kopplin er forskningsleder i Alginor ASA, og ansvarlig for bearbeidingen av råstoff fra tang i dette prosjektet.
– Alginor høster stortare langs den norske kysten. Vår tilnærming har alltid vært total utnyttelse av taren og en null-avfallspolitikk, sier forskningsleder Kopplin. – Dette betyr at vi deler opp taren i alle dens komponenter, som alginat, fucoidan og cellulose. Dette brukes i medisinsk, farmasøytisk, mat- og tekstilindustri.
Fermentering er spesielt interessant.
– Vi kan bruke fermentering for å utnytte mer av råstoffet. Da øker vi den totale verdien av råvaren, og kan tilby flere ulike produkter, sier forskningslederen.
Årelang erfaring gir bærekraftig innhøsting
I Norge er innhøstingen av grisetang basert på årelang erfaring, sier aktører innenfor bransjen.
Caroline Haukeland, grunnlegger av Polar Algae. Foto: Polar Algae
– Høsting av stortare og grisetang er bærekraftig i Norge i dag, og har vært det siden 1937, sier Caroline Haukeland, grunnlegger av Polar Algae.
Bedriften holder til i Hammerfest. Polar Algae høster inn alger for bruk i flere ulike produkter. Innhøstingen roterer slik at de samme feltene bare høstes hvert femte år.
– For Polar Algae er det viktig at vi jobber ut fra en vitenskapelig basert forvaltningsplan for våre høsteområder, sier Stig Ove Hjelmevoll, forskningssjef hos Polar Algae.
Bedriften forsker på hvordan ulike innhøstingsmetoder påvirker fauna og flora i tidevannssonen.
– Med kunstig intelligens kan vi lage en dynamisk forvaltningsplan som er basert på parametere utover å måle regenerert biomasse, klimaendringer, vær og så videre, sier forskningssjef Hjelmevoll.
– Både framtidas industri og framtidas miljøpolitikk vil dra nytte av iCulture, sånn at vi kan bruke naturressursene samtidig som vi etterlater oss et minimalt miljøavtrykk, konkluderer Bar.
