نجات سیاره سبز با ابزار هوشمند اینترنت اشیاء

شهر هوشمند، مفهوم پیچیده‌ای است که با بهره‌گیری از فناوری فراگیر و روزآمد، زیرساخت‌های عملیات شهری را پایدارتر و قابل اطمینان‌تر خواهد کرد. ایده جاه‌طلبانه تبدیل‌شدن شهرهای بزرگ دنیا به شهرهای هوشمند، راه را برای استقرار پیشرفته‌ترین فناوری‌ها که از پتانسیل بالایی در نظارت و مدیریت کلان شهری برخوردار هستند، باز کرده‌ است. درست در همین‌‌جاست که «اینترنت اشیاء» قد علم می‌کند. امروز در سراسر جهان، هرجا صحبت از شهر هوشمند یا سیاره هوشمند به میان می‌آید، اینترنت اشیاء نیز حضور دارد چراکه این فناوری‌ها می‌توانند در مدیریت حمل‌‌ونقل، اصلاح الگوی مصرف انرژی و آب، مدیریت سیستم‌های صنعتی و سامانه‌های اطلاعاتی و حتی خدمات تخصصی‌تر حرفی برای گفتن داشته باشند.

از سوی دیگر، در مدیریت کلان محیط زیست و حفاظت از آن، حرف و حدیث‌های بسیاری در کارآمدی اینترنت اشیاء و آنچه برای بشر به همراه خواهد داشت، در میان محیط‌بان‌ها، پژوهشگران و رهبران تصمیم‌ساز حوزه محیط زیست وجود دارد. این‌طور که به نظر می‌رسد، اینترنت اشیاء همان نجات‌دهنده‌ای است که قرار است با استقرار در گوشه و کنار جهان به داد محیط زیست برسد؛ محیط زیستی که هر روز بر اثر فعالیت‌های بشری با چالش جدیدی روبه‌رو می‌شود. شما چه فکر می‌کنید؟ آیا اینترنت اشیاء همان نجات‌‌دهنده سیاره سبزمان خواهد بود؟ در ادامه نمونه‌هایی از به‌کارگیری اینترنت اشیاء برای مدیریت شهری و حفاظت از محیط زیست آمده است که شاید در یافتن پاسخ این پرسش، مفید باشد.

شهر هوشمند واتسون با اینترنت اشیاء

شرکت IBM یکی از پیش‌کسوتانی است که در به‌کارگیری اینترنت اشیاء برای رسیدن به شهرهای هوشمند دوستدار محیط زیست گام برداشته است. این شرکت، مجموعه‌ای از برنامه‌های شهر هوشمند را با نام «شهر هوشمند واتسون» معرفی کرده است. در این پروژه، هدف اصلی مقابله با چالش‌های زیست‌محیطی شهری با کاهش آلودگی‌ و کاهش تولید پسماندهای زیان‌بخش، حفاظت و افزایش امنیت محیط زیست و اکوسیستم‌های طبیعی پایدار است. شهر هوشمند واتسون ادعا می‌کند که با این راه‌حل‌های ویژه، هم زیرساخت‌های شهری را پایدار خواهد کرد و هم محیط زیست را از آسیب زندگی شهری، نجات خواهد داد.

کاربرد هوشمندانه اینترنت اشیاء در این پروژه، در مدیریت ساختمان‌ها و خانه‌ها راه اثربخشی برای کاهش اثرات منفی زندگی شهری بر سیاره سبز است. به عنوان مثال، با بهره‌گیری از اینترنت اشیاء حسگرهایی در بخش‌های مختلف ساختمان‌ها و شهر نصب خواهد شد که در کمترین زمان و به طور آنلاین، نشت آب را از سیستم آبرسانی شهری یا خانگی گزارش می‌کنند تا به‌سرعت تیمی برای رسیدگی به آن راهی محل شود.

همچنین، حسگرهای دیجیتالی ساده‌ای که می‌توانند میزان آلودگی، کیفیت هوا، تشعشعات خطرناک و مواد شیمیایی مضر را شناسایی کنند. این اطلاعات، هم برای برنامه‌ریزی کلان راهگشا خواهد بود و هم برای اقدام در لحظه برای مدیریت چالش‌ها و پیشگیری از بحرانی‌شدن شرایط. شیوه دیگر استفاده از حجم عظیم داده‌های محیطی است که به کمک اینترنت اشیاء با دستگاه‌های کوچکی ثبت و ضبط می‌شوند؛ اطلاعاتی که می‌توانند برای بهینه‌سازی ناوگان حمل‌ونقل شهری و جلوگیری از ایجاد گره‌های ترافیکی کارآمد باشند.

کشاورزی بهینه با اینترنت اشیاء

در بخش دیگری از مدیریت کلان، برای حفاظت از محیط زیست باید برای رسیدن به تکنیک‌های کارآمد کشاورزی برنامه‌ریزی کرد. حسگرهای اینترنت اشیاء با جمع‌آوری اطلاعات ارزشمندی از داده‌های آب‌وهوایی با استفاده از تجهیزات هوایی بدون سرنشین می‌توانند در مدیریت خاک، آبیاری، سنجش عملکرد کشاورزی و مدیریت محصول کارآمد باشند. همچنین اینترنت اشیاء در کشاورزی می‌تواند به پیش‌بینی نیازهای پیش‌رو برای تولید درست و به‌موقع محصولات غذایی کمک کند.

اما مهم‌تر از همه این موارد، مصرف بهینه آب در کشاورزی است؛ چراکه همه فعالان حوزه محیط زیست امروز بر این اصل اتفاق نظر دارند که «آب» ارزشمندترین منبع طبیعی و نگرانی مشترک نسل‌های پیش‌رو است. مدیریت منابع آبی در کشاورزی، هنگامی حیاتی می‌شود که آگاه شویم منابع ارزشمندی از این ماده حیاتی در کشاورزی سنتی از چرخه‌ واقعی خود خارج می‌شود. اینترنت اشیاء به استفاده از حسگرهای هوشمند و ابزارهای مکمل کنترلی به کشاورزان امکان می‌دهد تا دید واقعی‌تری به کارکرد خود داشته باشند. علاوه بر این، این حسگرها با هشدارهای به‌موقع می‌توانند از هدررفت منابع آبی در کشاورزی جلوگیری کنند. 

اینترنت اشیاء و مقابله با جنگل‌زدایی

این یک حقیقت انکارناپذیر است که باید حیات وحش و اکوسیستم طبیعی را به عنوان بخشی جدانشدنی از شهرهای هوشمند در نظر بگیریم چراکه هم شهرهای هوشمند بر این اکوسیستم تأثیرگذار خواهند بود و هم حیات وحش، نقش چشمگیری در شکل‌‌دادن به آینده زیست‌بوم بشر خواهد داشت. رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، جنگل‌ها، حیوانات و جانورانی که در زیستگاه‌های طبیعی خود زندگی می‌کنند، بخشی از اکوسیستم هستند که به طور معمول در مدیریت شهری نادیده گرفته می‌شوند. حال آنکه اگر این الگوی طبیعی با اختلال مواجه شود، تأثیر آن بر زندگی بشر، بر تغییرات اقلیمی و بر ناهنجاری‌های طبیعی انکارناپذیر خواهد بود.

در حال حاضر حدود 15 درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از جنگل‌زدایی است. «Rainforest Connection» نام سازمانی است که با استفاده از اینترنت اشیاء برای جلوگیری از جنگل‌زدایی و فعالیت‌های غیرقانونی تجاری که منجر به جنگل‌زدایی خواهند شد، فعالیت می‌کند. این سازمان با استفاده از تلفن‌های همراه هوشمند، حسگرهای اینترنت اشیاء را در محدوده جنگل‌ها توسعه داده‌ است. این حسگرها هنگام اتصال به درختان می‌توانند اطلاعات ارزشمندی را جمع‌آوری کنند. به عنوان مثال، حسگرهای ساده می‌توانند با تشخیص صدای وسایلی که برای قطع درختان به کار برده می‌شود، به مسئولان محدوده جنگلی هشدار دهند که یک اقدام غیرقانونی در حال انجام است تا جنگل‌بان‌ها به سرعت خود را به منطقه رسانده و از وقوع این اقدام، جلوگیری کنند.

اینترنت اشیاء و حفاظت از گونه‌های در حال انقراض

یکی از حوزه‌هایی که اینترنت اشیاء به‌خوبی توانسته اثربخشی خود را در آن نشان دهد، حفاظت از گونه‌های در خطر و گونه‌های در آستانه انقراض است. به عنوان مثال، در یک پروژه در اسپانیا از اینترنت اشیاء برای ردیابی و جمع‌آوری اطلاعات درباره تنها چند قلاده باقی‌مانده سیاهگوش‌های ایبری استفاده شد. دانشمندان و محققان حیات وحش در این پروژه موفق شدند با ردیابی درست و مداخله بهنگام این گونه در حال انقراض را احیا کنند. آنها به مدد اینترنت اشیاء و با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشینی که به شبکه مرکزی متصل بودند، موفق شدند با شیوه‌ای غیرتهاجمی این‌ گونه در حال انقراض را احیا کنند.

استفاده از اینترنت اشیاء برای نظارت بر نشت متان

نفت و گاز؛ منابع انرژی ارزشمندی که سرنوشت سیاره سبز را تغییر داده‌اند. فعالان محیط زیست در سراسر جهان، تلاش‌های چشمگیری برای جلوگیری از نشت در خطوط لوله‌ای انتقال نفت و گاز انجام داده‌اند که تا امروز چندان راه به جایی نبرده است. این تلاش‌ها، به‌ویژه برای مدیریت و جلوگیری از نشت گاز متان ادامه دارد. گاز متان، نه‌تنها دومین عامل اثرگذار بر گرم‌شدن کره زمین است بلکه یکی از مؤلفه‌های اصلی تولید گازهای گلخانه‌ای صنعتی است.  آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا (EPA) تخمین زده که تنها در سال 2014 بیش از 9 میلیون تن متان از سیستم‌های برداشت و انتقال گاز طبیعی نشت کرده است. تیم‌های پژوهشگران و دانشمندان محیط زیست سال‌هاست که برای ایجاد یک سیستم هوشمند نظارت بر نشت متان تلاش کرده‌اند، سیستمی که بتواند با نخستین نشانه، هشداری صادر کند که نیازمند پیگیری و رسیدگی است. اینترنت اشیاء درست در همین مرحله به کمک این پژوهشگران آمده است. یکی از پروژه‌های شرکت IBM  با همکاری شرکت تولیدکننده گاز طبیعی southwest energy روی همین موضوع تمرکز دارد. این فناوری به دنبال سیستمی است که با استفاده از فونوتیک سیلیکون، داده‌ها را با سرعت بالایی انتقال دهد. تراشه‌هایی که به این منظور روی زیرساخت‌های سیستم‌های گاز نصب می‌شود، شبکه‌ای از حسگرها را تشکیل خواهد داد که می‌توانند با حسگرهای فشار محیط، آب و هوا و داده‌های ماهواره‌ای درست در همان زمان، تطبیق داده شوند تا آلاینده‌ها، بلافاصله پس از نشت و در حداقل زمان رسیدگی، ثبت و کنترل شوند تا از وقوع آسیب‌های محیط‌زیستی بیشتر جلوگیری شود.

حسگرهای اینترنت اشیاء و آلودگی هوا

چالش آلاینده‌ها در دنیای امروزی، تنها یک مسئله صنعتی نیست. بر اساس اعلام بانک جهانی، کیفیت پایین هوا، هرساله معادل 225 میلیارد دلار بر اقتصاد جهانی تأثیر می‌گذارد. در ماه جولای سال 2018 پروژه‌ای بر اساس اینترنت اشیاء مطرح شد که ادعا می‌کند راه‌حلی برای نظارت و مدیریت آلودگی هوا در شهرهای بزرگ به دست آورده است.

بر اساس این پروژه، حسگرهای ثابت و سیار ثبت آلاینده‌ها در صد نقطه از حساس‌ترین و آسیب‌زاترین نقاط لندن –از نظر آلاینده‌های هوا- نصب شدند. همچنین به‌طور هم‌زمان دو خودروی اختصاصی Google Street View در خیابان‌های شهر پرسه می‌زنند و داده‌های واقعی آلاینده‌های هوا را در لحظه به مرکز گزارش می‌دهند. با تجزیه و تحلیل روند داده‌های بیشتر از یک سال و بررسی آنها با آلاینده‌های ثبت‌شده بر اساس حسگرها، نقشه‌های آنلاینی از داده‌ها در زمان واقعی به دست خواهد آمد. بر این اساس مردم و مدیران شهری می‌توانند با اطلاعات دقیق نقطه‌ای از شهر برای شهروندان و برنامه‌های روزمره برنامه‌ریزی داشته باشند.این شیوه سنجش آلاینده‎های هوا برای اندازه‌گیری آلودگی‌های بیش از استاندارد در شهرهای اوکلند، کالیفرنیا و هیوستون نیز آزمایش شده است. خودروهای Google Street View مجهز به حسگرهای بسیار قوی هستند که می‌توانند میزان کربن، اکسید نیتریک و دی‌اکسید نیتروژن را اندازه‌گیری کنند. اما از سوی دیگر با فراگیرشدن اینترنت اشیاء این حسگرها می‌توانند در مناطق بیشتری به کار گرفته شوند. به‌عنوان مثال در خانه‌ها، محیط‌های هوشمند شهری، محیط‌های صنعتی و... . هرچه میزان داده‌های به‌دست‌آمده با این حسگرهای اینترنت اشیاء افزایش پیدا کند و هرچه دقت این داده‌ها بیشتر شود، اطلاعات به‌دست‌آمده، مبنای ارزشمندتری برای برنامه‌ریزی و مدیریت آلاینده‌ها خواهد بود. 

نجات سیاره سبز با مدیریت انرژی

فناوری اینترنت اشیاء به شرکت‌های تولیدکننده ابزار و ارائه‌دهندگان انرژی کمک می‌کند تا خدمات خود را با اتصال به دستگاه‌های غیرمتمرکز و غیرقابل‌شمارش و منابع انرژی مانند پانل‌های خورشیدی و میکروگریدها گسترش دهند تا فشار بر شبکه حاصل از منابع معمولی برق را کاهش دهند. این صنایع با بهبود قابلیت اتصال، کاهش میزان اتلاف انرژی و همچنین امکان جمع‌آوری داده‌های انرژی که می‌توانند برای برنامه‌ریزی‌های بعدی مورد تجزیه و تحلیل قرار بگیرند، برای بهبود کارایی از صنایع متعددی بهره می‌برند. به روش مستقیم‌ هم اینترنت اشیاء برای مصرف‌کنندگان به معنای کنترل بیشتر مصرف انرژی خانگی از طریق تلفن‌های همراه هوشمند یا تبلت‌های خانگی است. نتیجه این تغییر، چیزی نیست جز پایداری بیشتر و هزینه‌های پایین‌تر انرژی. 

منبع: شرق