カリフォルニア州はブロックチェーンとIoTを使用して地下水の利用を管理

カリフォルニアは水問題を抱えている。

同州は農業大国であり、 3分の1以上を生産する 米国の野菜の生産量は年間 500 億ドルを超えていますが、その広大で多様な生産には同様に膨大な量の水が必要です。

何十年もの間、農家や企業はカリフォルニアの帯水層（地下に水を蓄える浸透性の岩石層）から地下水を汲み上げてきたが、その結果は恐ろしいものだった。 帯水層は雨で補充されるよりも速く排水されるため、地面は実際に沈みます。これは「沈下」と呼ばれる現象です。 建物や道路が地面の上にある地域では、これが損傷を引き起こす可能性があります。

「カリフォルニアはアメリカの農業にとって巨大な場所です」とフレッシュウォーター・トラストの淡水基金ディレクター、アレックス・ジョンソン氏はデジタル・トレンドに語った。 「しかし、地下水に大きく依存しており、中央渓谷には、長い年月の間に非常に枯渇した盆地がいくつかあります。 ここ数十年で、帯水層は排水され、地面はすべてなくなったため、標高は20フィート低くなりました。 解決中。」

帯水層が沈むと、単に地上のインフラにリスクをもたらすだけではありません。 岩と土が一緒に崩れ、かつて水が溜まっていた空間がなくなる。 これは壊滅的な事態になる可能性があります。 カリフォルニア州水資源局によると、例年、地下水は州の水供給量の 38 パーセントを占めます。 乾燥した年には、その数は 46% を超える可能性があります。

カリフォルニア州が帯水層のさらなる枯渇を防ぎ、2011年から2017年にカリフォルニア州を悩ませたような干ばつを乗り切るつもりなら、州は地下水の利用を管理する必要がある。 セントラルバレーでは、ある組織グループがモノのインターネット（IoT）とブロックチェーンという2つのテクノロジーを組み合わせて、この流れを食い止めるプロジェクトに取り組んでいる。

人類発祥の地で生まれたプロジェクト

最初の大きな課題は、州全体の地下水位を監視する方法を見つけることでした。 幸いなことに、これは地球の他の地域の人々が何年も取り組んできた問題であり、すでに解決策を開発しています。

「現在、私たちは主に東アフリカでこれを行っています」と、衛星に接続されたセンサーを使用して地方の給水を監視する会社、SweetSense の CEO、エヴァン・トーマスは言います。 「実際、東アフリカでは過去 30 年間、毎年降水量が 30 パーセント減少しています」と彼は説明します。 干ばつは10年、20年ごとではなく、現在では基本的に毎年発生しており、干ばつの影響は本当に深刻です。 厳しい。 2011年にはエチオピアとケニアの干ばつにより25万人が死亡し、ほぼ1,000万人が影響を受けた。」

ケニアでは、SweetSense は IBM Research と提携し、米国国際開発庁 (USAID) の支援を受けて、 IoT センサーを使用して「地下水の使用と需要を監視し、それを降雨地表水の利用可能性と相関させ、さらにほとんどの 重要なのは、そのデータを使用して給水ポンプがいつ故障したかを特定し、私たちが現場に出かけて修理し、人々が確実に水にアクセスできるようにすることです。 一年中。"

IoT の使用はエキサイティングです。これは、多くの人がキッチン家電や家電製品から最初に連想するテクノロジーです。 アレクサ 干ばつから命を救うために使用されているスピーカー。 IoT (モノのインターネット) とは、広義には、マシンが相互に通信する機能を指します。

現代のハイテクなアパートを想像してみてください。時計が午前 7 時になると、スマート ホーム ハブがあなたのスマート デバイスに通知するかもしれません。 スピーカーでアラームを鳴らしたり、コーヒーマシンでポットを淹れ始めたり、テレビをつけてチャンネルを朝に変えたり ニュース。 外気温が特定のしきい値を下回ると、スマート サーモスタットが温度を上げます。 最初にこれらの命令をプログラムしたとしても、人間が細かく管理しなくても、マシンは相互に「対話」し、命令を実行できます。

重要なのは、デバイスは広範なインターネットと同期しなくても相互に通信できることです。これはアフリカでの SweetSense の活動にとって非常に重要です。

「IoT である理由は、私たちが完全にオフグリッドだからです」とトーマス氏は説明します。 「携帯電話サービスも電力も公共施設の接続もないので、私たちは自己完結型のシステムを持っています。 これらのポンプに取り付けられた太陽光発電のセンサーで、水の供給を監視し、衛星経由で接続することができます。 ネットワーク。」

センサーは人の手のひらに収まるサイズで、「小さな文庫本ほどの大きさの 2 ワットのソーラーパネル」から電力を供給されます。

共有リソースには共有情報が必要です

地下水の使用量を正確に測定できることは重要なステップですが、単に正確な機器を用意するだけでは十分ではありません。 地下水は管理が独特で複雑な資源です。 すべては地下にあり、目に見えない場所にあり、さまざまな業界にとって非常に重要であるため、誰もがこの噴水で一口飲みたがります。

「水管理と天然資源管理には本質的な難しさがあると思います。誰が何をしているのかを追跡し、それを長期にわたって追跡するのが難しいのです」とジョンソン氏は言う。 「ユーザー間、特にユーザーと政府や地方管理機関と同じリソースを必要とする他の団体との間では、あまり信頼関係がありません。」

地下水の利用はその好例です。 コモンズの悲劇、共有リソースで提示されたアイデア、個人は自分自身の使用を最大限に活用することを決定します 誰もがそうすれば、資源が枯渇し、人類が破滅する可能性があるという事実にもかかわらず、 グループ。

水のような共有資源は、人々が自然に享受する権利があると感じており、それを管理するには、集団の存続が各自の使用量の配分に依存しているだけではありません。 それには信頼が必要です。 各個人は、他の人が同じルールに従ってプレーしていることを知りたいと思っています。

「水は共有資源です」と IBM Research Africa の水担当テクニカル リードの Nathan Wangusi 氏は言います。 同じ帯水層から、どれだけの量を抽出するか、どのような速度で抽出するかについての条件が必要です...したがって、コンセンサスという考え方は非常に重要です 重要。"

市場ベースのアプローチ

ワングシと彼のチームはケニアで働いているが、彼はこの地域を「人口がまばら」で「大部分が牧歌的である」と表現している。 地下水に大きく依存しています。」 また、多くの技術を導入することが難しい地域でもあります。 ソリューション。 ワングシ氏と彼のチームは、水利権を収益化する方法に焦点を当てることにしました。

「鉱物、土地、汚染能力へのアクセスなど、他の天然資源を思い浮かべるでしょう」とワングシ氏は説明します。 何らかの許可による権利…炭素クレジットを持っている場合は、一定量の炭素を社会に投入する許可を得ることができます。 環境。"

同様に、土地を所有している場合は、作物を栽培し、その作物を販売する権利があります。 鉱山を所有している場合は、そこから鉱物を抽出して販売することができます。 ただし、地下水はさらに厄介です。

「水利権が他の天然資源権と異なるのは、水利権を直接商業手段に変換できないことです。」

ワングシ氏と彼のチームは、地下水クレジットというアイデアに落ち着いた。 クレジットは、所有者に地面から一定量の水を抽出する権利を提供します。所有者がそれを望まない場合は、 その権利を自分たちで利用すれば、彼らはそれを「オープンに取引できる商業商品に変えることができる」 市場。"

しかし、市場では信頼が重要です。 関係者は、購入しようとしている製品 (この場合は地下水を採掘する権利) が有効であることを信頼する必要があり、またシステムを悪用している人が他にいないことを信頼する必要があります。 隣人が無謀に水をくみ上げているのではないかと疑うなら、なぜ農民は許可を買う余裕のある水だけに自分たちを制限するのでしょうか？ 誰もがその情報にアクセスでき、その情報が信頼できるものであることを認識する必要があります。

誰もが信頼できるシステム

「コンセンサスと情報への民主化されたアクセスをサポートするように設計されたテクノロジーは、定義上ブロックチェーンです。 不変の台帳というアイデアがあれば、そのブロックチェーン内でトランザクションを移動できるスマート コントラクトというアイデアが得られます。 通信網。"

ブロックチェーンはテクノロジーです これはビットコインのような暗号通貨の基礎となっていますが、他の用途にも多くの可能性を秘めています。 簡単に言えば、ブロックチェーンは分散型台帳であり、アクセスを希望するすべての人の間で共有されます。

ブロックチェーン上で任意の数の当事者が取引またはその他の取引 (たとえば、「スマート コントラクト」の登録) を行うと、ネットワーク上の他の当事者がそれを検証し、記録内のその場所を確保します。 この情報はすべてのユーザーが利用でき、データは他のユーザーが持っているコピーと一致する必要があるため、後で変更することはできません。

SweetSense のセンサーは、地下水の量を正確に追跡できます。 システムを構築し、その情報を衛星経由で IBM のブロックチェーンに伝達するため、リモートでもデータが流れるようになります。 地域。 ブロックチェーン上では、ユーザーは水クレジットを売買したり、自動的に購入または購入するためのスマート コントラクトを登録したりすることもできます。 適切な価格で販売でき、どのポンプが機能しているか、どこに水が汲み上げられているかを誰もが確認できます。 の上。

ケニアからカリフォルニアへ

アフリカで開発されたこのシステムは、アフリカの地下水に依存している牧畜コミュニティにとって恩恵となっている。 フレッシュウォーター・トラストにとっても、カリフォルニアには多くの可能性があるように見えました。 人々はケニアとカリフォルニアをすぐに頭の中で結び付けないかもしれませんが、どちらの地域も農業に依存しており、どちらも地下水に依存しています。

トーマスは過去にフレッシュウォーター・トラストと協力していたことがあり、彼らは協力するチャンスがあると考えていました。

「TFT は、農家が実際に水を監視できるようにする方法と、農家が地下水の持続可能性を順守できるように支援する方法を見つけ出そうとしていたからです」 行動することです」とトーマスは言います。 参加しています。」

プロジェクトの作成者は、彼らが「リバース テクノロジー」と呼ぶものの可能性に興奮していました。 開発途上国で設計されたシステムが、世界の中心地であるカリフォルニアを支援するために導入されました。 テクノロジーの世界。

「アメリカ文化では、自分たちが一番だと思うのは簡単だと思います」とジョンソンは言う。 「それは私たちがそう言われてきたから、あるいは自分自身に何度もそう言い聞かせてきたからです。 イノベーションが起こっている場所はたくさんありますが、本当に興味深い技術の進歩の一部は、テクノロジーのスピードによって民主化されていると思います。」

テクノロジー業界におけるカリフォルニアの中心的な役割を考えると、遠く離れた土地からテクノロジーを活用してイノベーションを輸出する偉大な国であるカリフォルニアには、少々皮肉なところがあります。

「カリフォルニアは、非常に特殊な意味でかなりテクノロジーが進んでいます」とジョンソン氏は言う。「一般的に、それは農業に関するものではありません。 したがって、発展途上国には、先進国にそれを教えることができる教えやイノベーションがある分野がおそらくたくさんあると思います。」

この IoT/ブロックチェーン システムが提供するのは、透明性と安全性を備えた地下水の使用量を規制する方法です。 ケニアであろうとカリフォルニアであろうと、農民が政府に対して警戒している可能性があることを考えると、これは有益である 義務付けます。

「信頼できる、不変で、そのリソースが毎月、毎年、全体的に有効であることを示すシステムを作成できれば、 持続可能な方法で管理されていますが、ユーザーにはそのシステムを実際に使用するために必要なプライバシーとセキュリティが提供されています」とジョンソン氏は言います。 話しています。」

「この法律は、こうした新しいタイプのシステムの需要を強制することになるでしょう」と彼は付け加えた。 フレッシュウォーター・トラストのような組織は、「全員が戻ってくる前に何かを見つけようとしている」 壁に向かって…」

地球は乾燥しつつある

人類の背中はまだ壁に押し付けられていないかもしれませんが、それが迫​​っていることは感じられます。

「実際、世界中どこでも、一年中利用できる水はありません。そしてそれは危機になりつつあります」とトーマスは言います。 「干ばつがこの問題を悪化させ、需要がこの問題を悪化させています。そして私たちは、必要なときに、必要な場所で水が利用できるようにする必要があります。 そして、これまでのやり方ではそれができないのです」と彼は付け加えた。 「私たちは単に新しいダムを再び建設したり、山からすべての水を盗んだりするつもりはありません。 私たちはそこにある水を管理できる必要があります。」

干ばつは農業に悪影響を与えるだけではありません。 USDA森林局からの最近の声明 と述べています カリフォルニアでは2017年以降、1,800万本の木が枯れ、2010年以降に死んだ木は合計1億4,900万本となった。 それらの殻は何百万エーカーにもわたって広がり、火花を待つ燃え上がりの海です。 カリフォルニアの長引く干ばつは、2018 年のキャンプファイヤーを含む山火事の増加と同時に発生しました。 最も致命的な山火事 カリフォルニアの歴史の中で。

災害を防ぐには強力な公共政策と技術革新が必要ですが、カリフォルニア州はその両方を活用しています。

「私たち人間は現在、ほとんど神のようなテクノロジーにアクセスできます」とジョンソン氏は言う。 「スピード感を持って物事を試し、これらのテクノロジーのいくつかを最も必要とされる場所に適用しましょう。」

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