Microsoft Hackathon leva à colaboração de IA e sustentabilidade para livrar rios e oceano do plástico

parte do plástico e lixo recolhidos na correia transportadora do Interceptor 002 da Ocean Cleanup no rio Klang, na Malásia

Por Suzanne Choney 

Sacos de plástico. Garrafas plásticas. Brinquedos de plástico. Quase 9 milhões de toneladas de detritos plásticos acabam indo para oceano todos os anos. Especialistas em meio ambiente dizem que o problema é grave o suficiente para que, até o ano de 2050, a quantidade de plásticos no oceano possa superar os peixes, se não forem tomadas medidas urgentes. 

Foi uma das preocupações ambientais que atormentou Drew Wilkinson. Dois anos atrás, como paralegal da Microsoft em Redmond, Washington, ele teve uma ideia do Global Hackathon anual da empresa e entrou em contato com uma organização sem fins lucrativos que admirava muito, Ocean Cleanup, com sede em Roterdã, na Holanda. Talvez a Microsoft pudesse ajudar? 

Wilkinson chamou o e-mail de “tiro no escuro”, do tipo que você envia sem saber se ele chegará à caixa de entrada cheia de um funcionário sobrecarregado ou em uma pasta gigante de spam. E que ainda viajaria mais de sete mil quilômetros para outro continente. 

“Eu não conhecia ninguém na Ocean Cleanup“, diz Wilkinson. “Eu apenas visitei o site deles, encontrei o endereço de email genérico e enviei sem realmente esperar muito. Para minha surpresa, eles responderam. 

Este era o email: 

E-mail do Drew para o Ocean Cleanup

A comunicação foi encaminhada ao analista geoespacial Robin de Vries da Ocean Cleanup e ele recebeu como um presente de Natal em junho. 

“Parecia que poderíamos ser ajudados por uma rede de especialistas”, lembra De Vries. “Esta poderia ser uma grande oportunidade que raramente acontece”. 

Ocean Cleanup é conhecida mundialmente por seus esforços inovadores para livrar o oceano dos plásticos. Também começou a se concentrar na eliminação de plásticos nas principais fontes – rios – antes de chegarem ao mar. 

A organização construiu uma tecnologia que foi implantada em rios na Indonésia e na Malásia, para remover plásticos. Mas um aspecto fundamental foi o de descobrir como identificar o lixo coletado  se era plástico ou outro material, como palitos e folhas. 

O Interceptor 002 no rio Klang, na Malásia
O Interceptor 002 no rio Klang, na Malásia. O Interceptor está dirigido ao lado da República Dominicana e do Vietnã. Crédito da foto: The Ocean Cleanup.

Para dois hackathons globais da Microsoft, em 2018 e 2019, os membros da equipe Hackathon em Redmond e em todo o mundo trabalharam com a Ocean Cleanup para construir um modelo de aprendizado de máquina para ajudar a quantificar a quantidade de poluição plástica que flui pelos rios a caminho do oceano. 

Modelos subsequentes foram desenvolvidos para replicar o processo em câmeras montadas em drones e navios que cruzam o oceano, e um plano para a infraestrutura de computação em nuvem foi criado para ajudar o projeto no futuro. 

Voluntários da iniciativa AI for Earth da Microsoft também participaram do hackathon. O AI for Earth é uma iniciativa que apoia e faz parceria com grupos e pesquisadores ambientais para usar a tecnologia de inteligência artificial e software avançado em nuvem para resolver desafios ambientais. 

A AI for Earth patrocinou o Hack for Sustainability Challenge nas hackathons de 2018 e 2019, com dezenas de especialistas em aprendizado de máquina, cientistas de dados, engenheiros de software, arquitetos em nuvem, generalistas e estagiários de toda a empresa, oferecendo seu tempo para a Ocean Cleanup. 

aprendizado de máquina
As caixas destacadas em vermelho identificam itens de plástico espalhados em cursos d’água que podem ser removidos; caixas delineadas em verde mostram materiais orgânicos, feitos para serem deixados. Esse modelo de aprendizado de máquina foi o principal resultado do primeiro projeto Plastic Free Oceans (oceanos livres de plástico) em 2018, provando que era possível usar a IA para criar uma solução escalável para quantificar e eventualmente remover a poluição plástica dos rios. Crédito da foto: The Ocean Cleanup. 

De Vries e outro membro da equipe da Ocean Cleanup, engenheiro de projeto Kees van Oeveren, viajaram da Holanda para participar. 

“Essa decisão acabou sendo o fusível de uma fase de desenvolvimento explosivo”, diz De Vries. “Quando estávamos em Seattle, fomos apresentados a tantos aspectos da organização da Microsoft que ficou claro que eles poderiam ser um aliado poderoso na busca por oceanos limpos.” 

Antes da chegada do email de Wilkinson, Van Oeveren relembrou o trabalho tedioso de rotular algumas imagens e fazer o trabalho sozinho. “Eu ainda não havia iniciado o aprendizado de máquina e o reconhecimento de imagens, mas realmente queria”, diz ele, embora não tivesse certeza dos próximos passos. 

O projeto foi rudimentar, meticuloso e demorado. “Lembro-me de montar câmeras de segurança com bancos de energia acoplados a eles em rios que simplesmente armazenavam algumas imagens localmente” diz Van Oeveren. 

Drew Wilkinson, terceiro da direita, com alguns dos 75 hackers que participaram do projeto Plastic Free Oceans 2
Drew Wilkinson, terceiro da direita, com alguns dos 75 hackers que participaram do projeto Plastic Free Oceans 2 em 2019 e cientistas da Ocean Cleanup. Kari Lio, quinto da direita, é outro funcionário da Microsoft que co-liderou o projeto com Wilkinson em 2018 e 2019. 

Era terça-feira, quando ele compartilhou um conjunto de dados de imagens com os voluntários do Microsoft Hackathon da equipe “Plastic Free Oceans” para revisar. Na sexta-feira, em uma reunião por telefone com os voluntários, ele descobriu que o conjunto de dados já havia sido submetido a um modelo de aprendizado de máquina e caixas delimitadoras foram criadas para as imagens, distinguindo o que era plástico e o que não era. 

“Foi um momento tão mágico”, diz van Oeveren. “Eu esperava que, mesmo que você soubesse o que estava fazendo, seria um projeto que levaria semanas para ser acertado”. 

“Rotulamos mais de 30,000 fotos do oceano com a ajuda de voluntários da Hackathon e sua rede” no verão de 2019, diz De Vries. “Alguns conjuntos de dados foram concluídos antes mesmo de o Hackathon começar. Agora, o trabalho está em andamento com o desenvolvimento de modelos de aprendizado de máquina para fotos do oceano.” 

Dan Morris, diretor do programa AI for Earth, diz que o resultado mais importante do hackathon foi que a Ocean Cleanup aprendeu bastante sobre aprendizado de máquina. “O verdadeiro valor era ensiná-los através da interação com cientistas e engenheiros de dados da Microsoft”, diz ele. 

Este ano, a Ocean Cleanup foi nomeada uma donatária do AI for Earth por seu trabalho. 

“Usando o subsídio AI for Earth, conseguimos configurar e executar os modelos de aprendizado de máquina”, diz De Vries. “Ter os recursos na ponta dos dedos acelerou bastante o progresso técnico, eliminando preocupações práticas e nos concentrando no desenvolvimento. 

“Isso nos permitiu desenvolver a visão de que isso é algo que podemos fazer, não apenas para um rio, mas eventualmente para rios em todo o mundo”. 

Robin de Vries, à direita, da Ocean Cleanup trabalha com um membro da equipe Microsoft Global Hackathon
Robin de Vries, à direita, da Ocean Cleanup trabalha com um membro da equipe Microsoft Global Hackathon em 2019. 

Ocean Cleanup é altamente admirada, principalmente na Holanda, onde a organização é um símbolo de orgulho há anos, mesmo antes de se tornarem conhecidas internacionalmente, diz Harry van Geijn, consultor digital da Microsoft na Holanda. Van Geijn está entre os funcionários da Microsoft que se ofereceram para ajudar a Ocean Cleanup no que diz respeito a computadores e suporte. 

Embora sua equipe seja relativamente pequena, com cerca de 100 funcionários, “eles têm essa causa que perseguem com grande tenacidade e de maneira extremamente profissional”, diz van Geijn. Tanto que: “quando peço alguém na Microsoft Netherlands para fazer algo pelo Ocean Cleanup, metade da empresa levanta a mão para dizer: ‘quero ser voluntário pra isso'”. 

Drew Wilkinson no 2019 Global Hackathon da Microsoft em Redmond, Washington.
Drew Wilkinson no 2019 Global Hackathon da Microsoft em Redmond, Washington. 

Wilkinson, que cresceu no clima quente e seco do deserto do Arizona, passou um tempo no mar como voluntário da Sea Shepherd Conservation Society, uma organização sem fins lucrativos de conservação da fauna marinha. 

Em 2018, na Microsoft, ele e outro colega de trabalho fundaram um grupo de funcionários, a Comunidade Mundial de Sustentabilidade da Microsoft, que cresceu para mais de 3,000 membros em todo o mundo. O grupo se concentra em maneiras pelas quais os funcionários podem ajudar a empresa a ser mais sustentável ambientalmente. Wilkinson agora é gerente de programa comunitário do Worldwide Communities Program, que inclui o grupo de funcionários que ele co-fundou.  

Wilkinson vê a questão dos plásticos no oceano como um problema bastante solucionável e está entusiasmado com o trabalho que foi feito, que ele estimulou com um e-mail. 

“Não sou cientista, mas não é preciso muita ciência para entender que nosso destino na terra está muito ligado ao oceano”, diz ele. “O oceano é o sistema de suporte à vida do planeta. Sem um oceano saudável, também não temos chance. “ 

Imagem de capa: parte do plástico e lixo recolhidos na correia transportadora do Interceptor 002 da Ocean Cleanup no rio Klang, na Malásia. Crédito da foto: The Ocean Cleanup. 

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