Назив пројекта: REmote WAter quality monitoRing anD IntelliGence / Даљинско праћење квалитета воде и сакупљање података
Акроним: REWARDING
Руководилац пројекта: Др Дејан Вукобратовић
Научноистраживачке организације: Факултет техничких наука, Универзитет у Новом Саду; Истраживачко-развојни институт за вештачку интелигенцију Србије, Нови Сад
Буџет: 183.012,57 ЕУР
Циљ пројекта REWARDING био је да се дизајнира, развије, имплементира и демонстрира платформа за праћење квалитета воде заснована на вештачкој интелигенцији (VI) користећи паметне бове и дронове, која подржава аутоматизовано узорковање и анализу квалитета воде било када и било где. Коначни доказ концепта REWARDING-а састоји се од две паметне бове, дрона који подржава даљинско узорковање воде и проширење домета бежичне повезаности, и система заснованог на Cloud-у који прикупља, визуелизује и анализира податке користећи VI методе. Све компоненте REWARDING платформе развијене су у лабораторији, темељно тестиране, интегрисане у систем и демонстриране како у лабораторији, тако и у стварном окружењу. Развијени систем има значајан потенцијал за побољшање постојећих пракси у праћењу квалитета воде, нудећи раније недостижну просторну и временску резолуцију мерења, прикупљање података у реалном времену, побољшано доношење одлука и коришћење напредних VI алата за предвиђање, откривање аномалија и алармирање. Систем би се могао користити у свим водопривредним индустријама, од јавних тела за надзор, до јавне заштите и јединица за реаговање на катастрофе, редовних инспекција комерцијалних активности у близини заштићених водених подручја (нпр. утицај индустријских или грађевинских активности), праћења канала за наводњавање и реаговања на еколошки утицај на рибљи фонд у рекама и каналима.
Паметне бове развијене у оквиру пројекта прикупљају узорке пет параметара квалитета воде који су идентификовани као кључни за брзу идентификацију услова квалитета воде (температура, pH, ORP, растворени кисеоник и проводљивост). Оне подржавају процену новог индекса квалитета воде (WQI) који је предложен за брзу процену, лаку визуелизацију и алармирање у вези са квалитетом воде. Бове се могу лако поставити на било коју локацију и, чим се поставе, повезују се са удаљеним сервером путем националне LoRaWAN или NB-IoT мреже коју обезбеђује мобилни оператер. Док су повезане, бове шаљу мерења са брзином узорковања од само неколико секунди и чувају узорке локално у случају да мобилна мрежа није доступна. Ако је потребно узорковање воде на удаљеним и неприступачним локацијама, дрон као узорковач воде је демонстриран у пројекту као одрживо решење.
Cloud систем сакупља, складишти и анализира податке, израчунава WQI и, ако је потребно, покреће рутине предвиђања и алармирања. Пре примене модела вештачке интелигенције (AI), контрола квалитета података врши се коришћењем локално ponderisanog изравнавања дијаграма расејања (LOWESS) како би се откриле одступајуће вредности и погрешне вредности података. Током пројекта затим је развијено неколико AI метода за предвиђање параметара квалитета воде коришћењем напредних временских (нпр. ANN, LSTM, SVR) и просторних (нпр. GNN мреже) AI модела. Прикупљени подаци се затим проширују коришћењем GAN мреже временских серија како би се проширило ограничено посматрање у простору и времену, а AI модели се тестирају и процењују у реалним демонстрацијама.
Резултати пројекта у различитим научним дисциплинама, од електронике и телекомуникација, инжењерства заштите животне средине, примењеног машинског учења и AI, објављени су у 9 SCI часописа, 25 међународних конференцијских радова, 1 техничко решење, 2 патента и 1 докторска дисертација.