Kalifornia blokkláncot és IoT-t használ a talajvízhasználat kezelésére

Kaliforniában vízprobléma van.

Az állam mezőgazdasági erőmű, több mint egyharmadát termeli az Egyesült Államok zöldségeiből, és évente több mint 50 milliárd dollárt termel, de hatalmas és változatos kitermeléséhez hasonlóan kolosszális mennyiségű vízre van szükség.

A gazdálkodók és a vállalkozások évtizedek óta szivattyúzták ki a talajvizet Kalifornia víztartó rétegeiből, a vizet a föld alatt tartó áteresztő kőzetrétegekből, és az eredmények ijesztőek voltak. Mivel a víztartó rétegek gyorsabban ürülnek ki, mint ahogyan az eső pótolni tudná, a talaj valójában megsüllyed, ezt a jelenséget „süllyedésnek” nevezik. Azokon a területeken, ahol épületek és utak vannak a talajon, ez károkat okozhat.

„Kalifornia óriási az amerikai mezőgazdaság számára” – mondta Alex Johnson, a The Freshwater Trust Freshwater Fund igazgatója a Digital Trendsnek. De ez erősen a talajvíztől függ, és vannak olyan medencék a központi völgyben, amelyek annyira kimerültek. az elmúlt néhány évtizedben 20 lábbal alacsonyabban vannak a magasságban, mert ezeket a víztartó rétegeket lecsapolták, és az egész talaj beépül."

Ahogy a víztartó rétegek süllyednek, nem csupán a földi infrastruktúrára jelentenek kockázatot. A kőzet és a talaj összeomlik, eltávolítva azt a helyet, ahol a víz felhalmozódhatott. Ez katasztrofális lehet, pl a Kaliforniai Vízügyi Minisztérium szerint, átlagosan évben a talajvíz az állam vízkészletének 38 százalékát teszi ki; száraz években ez a szám 46 százalék fölé is ugorhat.

Ha Kalifornia meg akarja akadályozni a víztartó rétegek további kimerülését, és túléli a 2011-től 2017-ig sújtó aszályokat, az államnak gondoskodnia kell a talajvíz felhasználásáról. A központi völgyben szervezetek egy csoportja olyan projekten dolgozik, amely két technológia – a dolgok internete (IoT) és a blokklánc – kombinálásával megállíthatja az áradat.

Az emberiség bölcsőjében született projekt

Az első nagy kihívás az volt, hogy kitaláljuk, hogyan lehet nyomon követni a talajvíz szintjét az egész államban. Szerencsére ez egy olyan probléma, amellyel a világ más régióiban évek óta küzdenek az emberek, és már kidolgoztak rá megoldást.

„Ezt ma elsősorban Kelet-Afrikában tesszük” – mondja Evan Thomas, a SweetSense vezérigazgatója. „Valójában 30 százalékkal kevesebb csapadék hullott Kelet-Afrikában az elmúlt 30 év során minden évben” – magyarázza. a szárazság gyakorlatilag minden évben van, nem minden tíz-húsz évben, és a szárazság következményei valóban szigorú. 2011-ben 250 000 ember halt meg az aszály miatt Etiópiában és Kenyában, és csaknem tízmillió embert érintett.

Kenyában a SweetSense együttműködött az IBM Research-vel, és az Egyesült Államok Nemzetközi Fejlesztési Ügynökségének (USAID) támogatásával létrehoztak egy rendszer IoT-érzékelőket használ a felszín alatti víz felhasználásának és keresletének nyomon követésére, ennek összefüggésbe hozása a csapadék felszíni víz elérhetőségével, majd a legtöbb ami fontos, használja ezeket az adatokat a vízszivattyú meghibásodásának azonosítására, hogy kimehessünk és megjavíthassuk, és biztosítsuk, hogy az emberek hozzáférjenek a vízhez. egész évben."

Az IoT használata izgalmas: Íme egy technológia, amelyet sokan először a konyhai készülékekkel és Alexa hangszórók, amelyeket életek megmentésére használnak a szárazságtól. Az IoT, a dolgok internete tágabb értelemben a gépek egymás közötti kommunikációs képességére utal.

Képzelje el a modern, technikás lakást: Lehet, hogy van egy okosotthon-központja, amely, ha reggel 7-et üt az óra, jelzi az okosotthonnak. hangszórót ébresztő lejátszásához, kávéfőzőt egy edény főzéséhez, TV bekapcsolásához és csatornaváltáshoz reggelire hírek. Ha a külső hőmérséklet egy bizonyos küszöb alatt van, az intelligens termosztát felpörgeti a fűtést. Bár lehet, hogy kezdetben Ön programozta ezeket az utasításokat, a gépek képesek „beszélni” egymással és végrehajtani az utasításokat anélkül, hogy emberi mikromenedzselésük lenne.

Fontos, hogy az eszközök anélkül kommunikálhatnak egymással, hogy szinkronizálnának a szélesebb internettel, és ez döntő fontosságú a SweetSense afrikai munkája szempontjából.

„Az az ok, amiért ez az IoT, hogy teljesen off-grid” – magyarázza Thomas. „Nincs mobilszolgáltatás, nincs áram, nincs közüzemi csatlakozás, tehát van egy önálló, napenergiával működő érzékelő, amely ezekhez a szivattyúkhoz van csatlakoztatva, és képes figyelni a vízellátást, és műholdon keresztül csatlakoztatni hálózatok.”

Az érzékelők elférnek az ember tenyerében, és egy „2 wattos napelem panelről van szó, amely akkora, mint egy kis papírfedeles könyv”.

A megosztott erőforrásokhoz megosztott információkra van szükség

A talajvíz használatának pontos mérése kulcsfontosságú lépés, de nem elég csak pontos műszerekkel rendelkezni. A talajvíz egyedülállóan bonyolult kezelhető erőforrás. Az egész a föld alatt fekszik, nem látható, és mivel nagyon fontos a különféle iparágak számára, mindenki a szökőkútnál akar kortyolni.

„Úgy gondolom, hogy a vízgazdálkodásban és a természeti erőforrás-gazdálkodásban van egy eredendő nehézség, amikor nehéz nyomon követni, hogy ki mit csinál, és ezt idővel nyomon követni” – mondja Johnson. „Nincs túl nagy bizalom a felhasználók között, különösen a felhasználók és a kormány vagy a helyi igazgatási ügynökségek között, és más entitások között, akik ugyanazt az erőforrást akarják.”

A talajvíz felhasználása kiváló példa erre a közbirtokosság tragédiája, a megosztott erőforrással bemutatott ötlet, az egyének úgy döntenek, hogy maximalizálják saját felhasználásukat annak ellenére, hogy ha mindenki így tesz, az kimerítheti az erőforrásokat és tönkreteheti a csoport.

Az olyan megosztott erőforrások kezelése, mint a víz, amelyhez az emberek természetesen jogosnak érzik magukat, nem csak a csoport túlélését követeli meg attól, hogy mindenki határozza meg a felhasználását. Bizalom kell hozzá. Mindenki tudni akarja, hogy mindenki más ugyanazon szabályok szerint játszik.

„A víz megosztott erőforrás” – mondja Nathan Wangusi, az IBM Research Africa vízért felelős műszaki vezetője, „ami azt jelenti, hogy ha kitermeljük a ugyanabban a víztartó rétegben meg kell határoznunk a feltételeket arra vonatkozóan, hogy mennyit nyerünk ki, milyen sebességgel vonjuk ki… szóval ez a konszenzus elképzelése nagyon jó fontos."

Piac alapú megközelítés

Wangusi és csapata Kenyában dolgozik, egy olyan régióban, amelyet „ritkán lakott” és „nagyrészt lelkipásztori… erősen függ a talajvíztől.” Ez egy olyan régió is, ahol nehéz sok technológiai eszközt telepíteni megoldásokat. Wangusi és csapata úgy döntött, hogy a vízjogok pénzzé tételére összpontosítanak.

„Bármilyen más természeti erőforrásra gondol, mint az ásványok, a föld, a szennyezőképességhez való hozzáférés” – magyarázza Wangusi. jogok valamilyen engedélyen keresztül… ha van szén-dioxid-jóváírása, akkor kap némi engedélyt, hogy bizonyos mennyiségű szenet helyezzen be környezet."

Hasonlóképpen, ha van földje, termeszthet növényeket, és joga van eladni ezeket a terményeket. Ha van bányája, akkor ásványokat nyerhet ki belőle és értékesítheti. A talajvíz azonban bonyolultabb.

„A vízjogban az a más, mint a többi természeti erőforráshoz való jog, az az, hogy a vízjogokat nem lehet közvetlenül kereskedelmi eszközzé alakítani.”

Wangusi és csapata a talajvíz-kreditek gondolata mellett döntött. A hitel feljogosítja a tulajdonost, hogy meghatározott mennyiségű vizet vonjon ki a talajból, és ha a tulajdonos nem akarja saját maguk élnek ezzel a joggal, „átválthatják azokat kereskedelmi eszközökké, amelyekkel nyíltan kereskedhet piac."

A piacok azonban a bizalomról szólnak. Az érintetteknek bízniuk kell abban, hogy az általuk vásárolt termék – jelen esetben a talajvíz kitermelési joga – érvényes, és bízniuk kell abban, hogy senki más nem játszik a rendszerrel. Miért korlátozná a gazdálkodó csak azt a vizet, amelyre engedélyt tud vásárolni, ha azt gyanítja, hogy szomszédja meggondolatlan elhagyatottsággal szivattyúzza a vizet? Mindenkinek hozzá kell férnie ehhez az információhoz, és tudnia kell, hogy az információ megbízható.

Egy rendszer, amelyben mindenki megbízhat

„Az a technológia, amelyet úgy terveztek, hogy támogassa a konszenzust és az információhoz való demokratikus hozzáférést” – mondja Wangusi – „definíció szerint a blokklánc, mert van egy ötlete egy megváltoztathatatlan főkönyvről, majd egy intelligens szerződésről van szó, amely képes mozgatni a tranzakciókat a blokkláncon belül. hálózat."

A blokklánc a technológia amely az olyan kriptovaluták alapjául szolgál, mint a Bitcoin, de sok lehetőséget rejt magában más alkalmazások számára. Egyszerűen fogalmazva, a Blockchain egy decentralizált főkönyv, amelyet mindenki megoszt, aki hozzá szeretne férni.

Ha tetszőleges számú fél tranzakciót vagy más üzletet köt (például „intelligens szerződést”) köt a Blockchain-en, a hálózat többi fele ellenőrzi azt, és biztosítja a helyét a nyilvántartásban. Az információ minden felhasználó számára elérhető, és utólag senki sem módosíthatja, mert az adatoknak meg kell egyeznie a többiek másolataival.

A SweetSense érzékelői pontosan nyomon követhetik a talajvíz mennyiségét, amelyet a szivattyú bármely szivattyújából felszívnak rendszert, és ezeket az információkat műholdakon keresztül továbbítják az IBM Blockchain rendszerébe, így az adatok még távolról is területeken. A Blockchain-en a felhasználók megvásárolhatják és eladhatják vízhitelüket, akár intelligens szerződéseket is regisztrálhatnak, hogy automatikusan vásároljanak ill eladni, amikor az ár megfelelő, és mindenki láthatja, melyik szivattyú működik vagy nem, hova szivattyúzzák a vizet stb. tovább.

Kenyától Kaliforniáig

Az Afrikában kifejlesztett rendszer áldás az ottani talajvíztől függő lelkipásztori közösségek számára. A Freshwater Trust számára úgy tűnt, hogy Kalifornia számára is sok potenciál rejlik. Bár az emberek gondolatban nem feltétlenül kötik össze Kenyát és Kaliforniát, mindkét régió a mezőgazdaságra, és mindkettő a talajvízre támaszkodik.

Thomas korábban a Freshwater Trust-tal dolgozott, és esélyt láttak az együttműködésre.

„Mert a TFT azt próbálta kitalálni, hogyan segíthet a gazdáknak ténylegesen ellenőrizni a vizet, és hogyan segítheti a gazdálkodókat abban, hogy megfeleljenek a talajvíz fenntarthatóság követelményeinek. Cselekedj – mondja Thomas –, és ami a legfontosabb, hogyan segíts nekik oly módon, hogy az enyhítse az új szabályozás okozta fájdalmat és piaci ösztönzőket teremtsen részt venni.”

A projekt alkotóit izgalomba hozta az általuk „fordított technológiának” nevezett technológia lehetősége átadása” egy olyan rendszerről, amelyet a fejlődő világban fejlesztettek ki, hogy segítsen Kaliforniában, a világ szívében technológiai világ.

„Azt hiszem, az amerikai kultúrában könnyű azt érezni, hogy mi vagyunk a legjobbak” – mondja Johnson. „Mert ezt mondták nekünk, vagy sokszor mondtuk magunknak. Nagyon sok helyen történik az innováció, és úgy gondolom, hogy a technológia sebessége demokratizálódott, ahonnan ezek az igazán érdekes technológiai fejlesztések származnak.”

Tekintettel Kaliforniának a technológiai iparban betöltött központi szerepére, van benne egy kis irónia, az innováció nagy exportőre egy távoli földről származó technológiát merít.

„Kalifornia egy nagyon specifikus értelemben igen technikás – mondja Johnson –, és ez általában nem a mezőgazdaságra vonatkozik. Szóval szerintem sok olyan terület van, ahol a fejlődő világnak vannak tanításai és olyan újításai, amelyek erre megtaníthatják a fejlett világot.”

Amit ez az IoT/Blockchain rendszer kínál, az a talajvízhasználat szabályozásának átlátható és átlátható módja megvesztegethetetlen, ami hasznos, mivel a gazdálkodók, akár Kenyában, akár kaliforniában, óvatosak lehetnek a kormányzattal szemben megbízásokat.

„Ha létre tudunk hozni egy rendszert, amely hiteles, megváltoztathatatlan, és megmutatja, hogy összességében ez az erőforrás hónapról hónapra, évről évre fenntarthatóan kezelhető, de megadja a felhasználóknak azt a magánéletet és biztonságot, amelyre szükségük van a rendszer tényleges használatához” – mondja Johnson. beszél."

„A jogszabály kikényszeríti az igényt ezekre az új típusú rendszerekre” – teszi hozzá, és így tovább az olyan szervezetek, mint a Freshwater Trust, megpróbálják „kitalálni a dolgokat, mielőtt mindenki visszajönne a fallal szemben …"

A Föld kiszárad

Lehet, hogy az emberiség háta még nincs a falhoz nyomva, de érezzük, hogy kirajzolódik.

„Nincs egész évben elérhető vízünk, valójában sehol a világon, és ez válságossá válik” – mondja Thomas. „Az aszály súlyosbítja ezt a problémát, a kereslet súlyosbítja ezt a problémát, és gondoskodnunk kell arról, hogy a víz ott legyen, ahol és amikor kell. És ezt a régi módon nem fogjuk tudni megtenni” – teszi hozzá. „Nem csak új gátakat fogunk építeni, vagy ellopni az összes vizet a hegyekből. Tudnunk kell kezelni a vizet ott, ahol van.”

A szárazság nem csak a mezőgazdaságot érinti. Az USDA Forest Service legutóbbi nyilatkozata azt állítja Kaliforniában 2017 óta 18 millió fa pusztult el, így 2010 óta 149 millióra nőtt az elpusztulások száma. Azok a héjak több millió hektáron nyúlnak el, a gyújtótenger szikrára vár. Kaliforniában az elhúzódó szárazság egybeesett az erdőtüzek számának növekedésével, beleértve a 2018-as tábortűzet, a leghalálosabb erdőtűz Kalifornia történetében.

Határozott közrendre és technológiai innovációra lesz szükség a katasztrófa elkerüléséhez, Kalifornia pedig mindkettőt kihasználja.

„Mi emberek jelenleg szinte isteni technológiához férünk hozzá” – mondja Johnson. „Sürgősen próbáljunk ki dolgokat, és alkalmazzuk ezeket a technológiákat ott, ahol a legnagyobb szükség van rájuk.”

Szerkesztői ajánlások

• Felejtsd el a dolgok internetét. Íme, mit jelent valójában az IoT