Anna Du sedang berjalan di sepanjang pantai Pulau Castle di Boston Selatan ketika dia melihat plastik berserakan di garis pantai. Dia meraih ke bawah untuk mengambilnya, dan dengan cepat menyadari ada banyak potongan kecil daripada yang bisa dia tangani.
“Ketika saya menyadari ada berapa buah di sana, rasanya mustahil, ” kata Du, yang duduk di kelas enam saat itu.
Tapi Du mendekati masalah seperti ilmuwan baik mana pun — pertama, dengan melakukan sedikit riset. Begitulah cara dia mengetahui bahwa 8 juta metrik ton plastik berakhir di lautan setiap tahun — dan itu merupakan tambahan dari 150 juta metrik ton yang sudah ada di sana.
Kemudian dia mulai bekerja membangun sesuatu yang dapat membantu menyelesaikan masalah: kendaraan yang dioperasikan dari jarak jauh, atau ROV, yang dapat bergerak melalui air dan melihat plastik di dasar laut.
Du adalah salah satu dari 30 finalis dalam kompetisi Broadcom Masters, salah satu dari kontes sains, teknologi, teknik, dan matematika (STEM) terbaik untuk siswa muda di dunia. Kompetisi, yang diselenggarakan oleh Yayasan Broadcom dan Masyarakat untuk Sains dan Publik, telah berjalan selama delapan tahun. Tahun ini, hampir 5.000 siswa kelas enam, tujuh dan delapan dinominasikan setelah bersaing dalam pameran sains regional, dan dari jumlah tersebut, 2.500 diterapkan secara online untuk dipertimbangkan. Kelompok itu dipersempit menjadi 300 proyek yang dijuluki "Broadcom Masters, " dan sekarang 30 finalis teratas sedang berkumpul di Washington, DC untuk memamerkan proyek mereka. Hadiah utama sebesar $ 25.000, serta hadiah uang tunai lainnya, akan diumumkan hari ini di Carnegie Institution for Science.
Du's ROV dibuat dengan pipa PVC. Terinspirasi oleh ROV dari semua jenis, seperti pendarat Curiosity yang memata-matai permukaan Mars dan Arktik laut dalam Nereid ROV di Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), Du's ROV memiliki dua sistem terpisah, sistem navigasi dan sistem deteksi. Sistem navigasi ini cukup sederhana: menggunakan baling-baling untuk bergerak melalui air dan kombinasi baru dari bobot pancing dan kolam busa mengapung yang memungkinkannya bergerak naik dan turun.
"Penemuan sebenarnya di sini adalah penginderaan, " kata ahli robotik dan insinyur Dana Yoerger, yang bekerja dengan WHOI's Nereid, sebuah ROV yang melakukan perjalanan jarak jauh di Arktik dan menjadi tempat serangkaian sensor akustik, kimia, dan biologi di atas kapal. Mengagumi Nereid, Du menjuluki ROV-nya Nereid Jr., meskipun kendaraannya memiliki keahlian yang berbeda dari namanya. "ROV dilakukan dengan baik untuk anak berusia 12 tahun dan miliknya cukup pintar, " tambah Yoerger.
Sistem pendeteksian, Du setuju, adalah "bagian yang benar-benar keren." Dia menggunakan kamera inframerah beresolusi tinggi bersama dengan tiga jenis cahaya yang berbeda untuk mengenali plastik. Metode deteksi Du terdiri dari dua panjang gelombang cahaya inframerah yang berbeda, yang menerangi spektrum penyerapan dalam plastik mikro dan membuatnya menonjol dari pasir dan kehidupan tanaman. Dia juga menggunakan cahaya tampak untuk melihat warna-warna tidak alami yang mungkin membuat plastik menonjol. (Du juga salah satu dari sepuluh finalis dalam Discovery Education 3M Young Scientist Challenge tahun ini. Anda dapat melihat demo di video aplikasinya.) Aparat tidak benar-benar mengumpulkan mikroplastik, tetapi mengidentifikasi di mana mereka terakumulasi. Dia telah mengajukan paten untuk elemen fungsional ROV.
“Dia memiliki naluri dasar teknik yang mengesankan untuk memecahkan masalah seperti ini dan kemudian mengatasinya, ” kata Casey Machado, yang juga seorang insinyur WHOI yang bekerja dengan Nereid. “Dia mampu menindaklanjutinya dengan pekerjaan teknis, konstruksi dan desain untuk membuat prototipe yang berfungsi, yang sangat keren. Kedengarannya sederhana, tetapi ini adalah tingkat pemikiran yang sangat mengesankan. ”
Ketika Du pertama kali membaca tentang tantangan menemukan mikroplastik laut yang, tidak seperti Great Pacific Garbage Patch, tidak mengambang di permukaan, ia tahu bahwa ROV akan menjadi alat yang paling efisien untuk tugas itu. Mengambil ember dan ember sampel air dan menganalisisnya di laboratorium tidak pernah bisa dilakukan dengan skala yang dibutuhkan. Dia membutuhkan laboratorium keliling yang bisa menemukan plastik di tempat.
Du telah menghadiri acara-acara publik dan lokakarya di MIT sejak dia berusia lima tahun, jadi dia mengambil keterampilan teknik yang diperlukan untuk membangun ROV-nya dari sesi-sesi ini, laboratorium pembuat di perpustakaan lokal dan YouTube. Dia mengatakan sebenarnya membuat perangkatnya untuk bergerak melalui sumur air itu sulit — bahkan untuk memilih jenis lem yang tepat untuk menahan pipa PVC. Sebelum dia menambahkan bobot pancing, misalnya, ROV akan terbalik ketika dia mencoba untuk memindahkannya ke atas dan ke bawah. Ada banyak trial and error saat dia menguji ROV-nya di Boston Harbor.
Du menguji Nereid Jr di Boston Harbor. (Master Broadcom) “Anna adalah kekuatan yang harus diperhitungkan — semua finalis ini adalah, ” kata Maya Ajmera, Presiden dan CEO Masyarakat untuk Sains dan Publik. “Yang luar biasa bagi saya tentang semua anak-anak yang melewati kompetisi kami adalah mereka melihat masalah besar. Mereka melihat masalah besar dan mempersempitnya sampai mereka mendapatkan sesuatu yang layak sehingga mereka dapat melakukan sesuatu. Dengan proyek Anna, Anda bisa melihat gambaran besarnya. ”
Singkatnya, itu singkatnya. Ketika ditanya tentang rencana masa depan, dia menyebutkan ingin mengatasi dampak perubahan iklim.
"Terutama dengan perubahan iklim yang terjadi di seluruh dunia, saya pikir ada banyak masalah yang bisa diselesaikan dengan penemuan baru, " kata Du. "Saat ini, aku terutama hanya berfokus pada plastik karena masih banyak jalan yang harus ditempuh."
Untuk Nereid Jr., langkah Du berikutnya adalah mengembangkan sistem kecerdasan buatan yang dapat membuat algoritma prediksi di mana mikroplastik cenderung untuk agregat.
Du memuji orang tuanya, yang selama bertahun-tahun membawanya ke kegiatan penjangkauan mahasiswa MIT di akhir pekan, karena membina dan mendukung minatnya pada STEM. Dia berkata bahwa dia telah dapat bertemu dengan para siswa dan ilmuwan di sana, dan, sebagai hasilnya, memiliki pandangan untuk menghadiri universitas dan menjadi seorang insinyur.
"Saya tahu saya ingin menjadi insinyur karena saya suka membangun sesuatu untuk membantu menyelesaikan masalah dunia, " kata Du. "Tapi aku tidak yakin insinyur seperti apa yang aku inginkan."
Di usianya, dia punya banyak waktu untuk mencari tahu.
