Anna Du berjalan di pantai Castle Island di Boston Selatan apabila dia melihat plastik yang bertaburan di tepi pantai. Dia meraih ke bawah untuk mengambilnya, dan dengan cepat menyedari terdapat lebih banyak kepingan kecil daripada yang dia dapat mengendalikan.
"Apabila saya menyedari berapa banyak kepingan itu, ia kelihatan mustahil, " kata Du, yang berada di gred keenam pada masa itu.
Tetapi Du mendekati masalah seperti saintis yang baik-terlebih dahulu, dengan melakukan penyelidikan sedikit. Itulah bagaimana dia mengetahui bahawa 8 juta metrik tan plastik berakhir di lautan setiap tahun-dan itu adalah tambahan kepada 150 juta tan metrik yang sudah ada di sana.
Kemudian dia mula bekerja membina sesuatu yang boleh membantu menyelesaikan masalah ini: kenderaan yang dikendalikan dengan jauh, atau ROV, yang boleh bergerak melalui plastik air dan tempat di dasar lautan.
Du adalah salah satu daripada 30 peserta final dalam pertandingan Masters Broadcom, salah satu pertandingan sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik (STEM) teratas untuk pelajar muda di dunia. Persaingan yang dianjurkan oleh Yayasan Broadcom dan Masyarakat Sains dan Masyarakat, telah berlangsung selama lapan tahun. Pada tahun ini, hampir 5, 000 graduan keenam, ketujuh dan kelapan dicalonkan selepas bersaing dalam pameran sains serantau, dan daripada jumlah itu, 2, 500 digunakan dalam talian untuk dipertimbangkan. Kolam itu telah dikurangkan kepada 300 projek yang digelar "Broadcom Masters, " dan sekarang 30 finalis teratas sedang berkumpul di Washington, DC untuk mempamerkan projek mereka. Hadiah utama $ 25, 000, serta hadiah wang tunai lain, akan diumumkan hari ini di Carnegie Institution for Science.
ROV Du dibuat dengan paip PVC. Diilhamkan oleh pelbagai jenis ROV, seperti landasan Curiosity yang mengintip di permukaan Marikh dan arena laut Nereid ROV di Institut Oseanografi Woods Hole (WHOI), ROV Du mempunyai dua sistem berasingan, sistem navigasi dan sistem pengesanan. Sistem navigasi agak mudah: ia menggunakan kipas untuk bergerak melalui air dan kombinasi baru dari berat menangkap ikan dan buih kolam buih yang membolehkannya bergerak naik dan turun.
"Ciptaan sebenar di sini adalah penderiaan, " kata robototeris dan jurutera Dana Yoerger, yang bekerja dengan Nereid WHOI, sebuah ROV yang bergerak jauh di Arktik dan menjadi tuan rumah satu kumpulan akustik, kimia dan biologi sensor. Mengagumi Nereid, Du menjulurkan ROV Nereid Jr., walaupun kenderaannya mempunyai kemahiran yang berbeza daripada nama yang disebutnya. "ROV dilakukan dengan baik untuk seorang pemain berusia 12 tahun dan dia cukup bijak, " tambah Yoerger.
Sistem pengesanan, Du setuju, adalah "bahagian yang benar-benar sejuk." Dia menggunakan kamera inframerah resolusi tinggi bersama-sama dengan tiga jenis cahaya untuk melihat plastik. Kaedah pengesanan Du terdiri daripada dua gelombang cahaya inframerah yang berbeza, yang menerangi spektrum penyerapan dalam mikroplastik dan membuatnya menonjol dari kehidupan pasir dan tumbuhan. Dia juga menggunakan cahaya yang kelihatan untuk melihat warna-warna yang tidak semulajadi yang mungkin membuat plastik kelihatan menonjol. (Du juga merupakan salah satu daripada sepuluh peserta akhir dalam Challenge Scientist 3M Pendidikan Discovery Education tahun ini. Anda boleh melihat demo dalam video permohonannya.) Alat ini sebenarnya tidak mengumpul mikroplastik, tetapi ia mengenal pasti di mana ia terkumpul. Beliau telah memohon paten ke atas unsur-unsur fungsi ROV.
"Dia mempunyai naluri kejuruteraan asas yang mengagumkan untuk memecahkan masalah seperti ini dan kemudian pergi selepas itu, " kata Casey Machado, yang juga seorang jurutera WHOI yang bekerja dengan Nereid. "Dia mampu mengikuti perkembangan teknikal, pembinaan dan reka bentuk untuk membuat prototaip kerja, yang sangat sejuk. Ia mudah, tetapi tahap pemikiran yang sangat menarik. "
Apabila Du mula membaca tentang cabaran mencari loceng mikrofon bahawa, tidak seperti Great Pacific Garbage Patch, tidak terapung di permukaan, dia tahu bahawa ROV akan menjadi alat yang paling berkesan untuk tugas itu. Mengambil baldi dan baldi sampel air dan menganalisisnya dalam makmal tidak boleh dilakukan pada skala yang diperlukan. Dia memerlukan makmal mudah alih yang boleh mencari plastik di-situ.
Du telah menghadiri acara umum dan bengkel di MIT sejak dia berumur lima tahun, jadi dia mengambil kemahiran kejuruteraan yang diperlukan untuk membina ROVnya dari sesi, makmal pembuat di perpustakaan tempatan dan YouTube. Dia mengatakan sebenarnya mendapatkan perantinya untuk bergerak melalui air dengan baik adalah rumit-bahkan ke bawah untuk memilih jenis yang betul gam untuk digunakan untuk memegang paip PVC bersama-sama. Sebelum dia menambah berat memancing, sebagai contoh, ROV akan terbalik apabila dia cuba memindahkannya ke atas dan ke bawah. Terdapat banyak percubaan dan kesilapan ketika dia menguji ROVnya di Pelabuhan Boston.
Du ujian Nereid Jr. di Boston Harbour. (Broadcom Masters) "Anna adalah satu kekuatan yang harus diperhitungkan-semua finalis ini, " kata Maya Ajmera, Presiden dan Ketua Pegawai Eksekutif Persatuan Sains dan Masyarakat. "Apa yang menakjubkan kepada saya tentang semua anak-anak yang menyertai pertandingan kami ialah mereka melihat masalah besar. Mereka melihat masalah besar dan menyempitkannya sehingga mereka dapat melakukan sesuatu yang mungkin dapat dilakukan. Dengan projek Anna, anda boleh melihat gambar besar. "
Itulah Du dengan ringkasnya. Apabila ditanya tentang rancangan masa depan, dia menyebutnya entah bagaimana menangani kesan perubahan iklim.
"Terutama dengan perubahan iklim yang berlaku di seluruh dunia, saya rasa ada banyak masalah yang boleh diselesaikan dengan ciptaan baru, " kata Du. "Buat masa ini, saya hanya memberi tumpuan kepada plastik kerana masih ada jalan panjang untuk pergi."
Bagi Nereid Jr., langkah seterusnya Du adalah membangunkan sistem pintar buatan yang boleh menghasilkan algoritma ramalan di mana mikroplastik berkisar.
Du mengreditkan ibu bapanya, yang selama bertahun-tahun telah membawanya ke aktiviti pencapaian pelajar MIT pada hujung minggu, untuk memupuk dan menyokong minatnya dalam STEM. Dia berkata dia telah dapat bertemu pelajar dan saintis di sana, dan, sebagai hasilnya, mempunyai pandangannya untuk menghadiri universiti dan menjadi seorang jurutera.
"Saya tahu saya ingin menjadi seorang jurutera kerana saya suka membina sesuatu untuk membantu menyelesaikan masalah dunia, " kata Du. "Tetapi saya tidak pasti jenis jurutera yang saya mahu jadi."
Pada usia beliau, dia mempunyai banyak masa untuk memikirkannya.
