캘리포니아는 지하수 사용을 관리하기 위해 블록체인과 IoT를 사용합니다.

캘리포니아에는 물 문제가 있습니다.

국가는 농업강국이다. 3분의 1 이상 생산 미국 야채의 대부분을 차지하고 연간 500억 달러 이상을 생산하지만, 그 방대하고 다양한 생산량에는 마찬가지로 엄청난 양의 물이 필요합니다.

수십 년 동안 농부와 기업은 지하수를 보유하고 있는 투과성 암석층인 캘리포니아의 대수층에서 지하수를 펌핑해 왔으며 그 결과는 끔찍했습니다. 대수층은 비가 보충하는 것보다 빠르게 배수되기 때문에 땅이 실제로 가라앉는 현상을 '침강'이라고 합니다. 건물과 도로가 지면 위에 있는 지역에서는 이로 인해 손상이 발생할 수 있습니다.

The Freshwater Trust의 Freshwater Fund Director인 Alex Johnson은 Digital Trends에 “캘리포니아는 미국 농업에 큰 영향을 미칩니다.”라고 말했습니다. “그러나 이곳은 지하수에 크게 의존하고 있으며, 중앙 계곡에 있는 일부 유역은 너무 고갈되어 있습니다. 지난 20년 동안 대수층이 배수되었고 모든 땅이 배수되었기 때문에 고도가 20피트 더 낮았습니다. 고정."

대수층이 가라앉으면 단순히 지상 기반 시설에 위험을 가하는 것이 아닙니다. 암석과 토양이 함께 붕괴되어 한때 물이 쌓일 수 있었던 공간이 제거됩니다. 이는 다음과 같이 재앙적일 수 있습니다. 캘리포니아 수자원부에 따르면, 평균적으로 지하수는 주 물 공급의 38%를 차지합니다. 건조한 해에는 그 수치가 46%를 넘어설 수 있습니다.

캘리포니아가 대수층의 추가 고갈을 방지하고 2011년부터 2017년까지 캘리포니아를 괴롭혔던 것과 같은 가뭄에서 살아남으려면 주에서는 지하수 사용량을 관리해야 합니다. 중앙 계곡에서는 여러 조직이 사물 인터넷(IoT)과 블록체인이라는 두 가지 기술을 결합하여 흐름을 막을 수 있는 프로젝트를 진행하고 있습니다.

인류의 요람에서 탄생한 프로젝트

첫 번째 큰 과제는 주 전역의 지하수 수위를 모니터링하는 방법을 알아내는 것이었습니다. 다행스럽게도 이는 전 세계 다른 지역의 사람들이 수년 동안 고심해 왔으며 이미 해결 방법을 개발한 문제입니다.

위성 연결 센서를 사용하여 농촌 물 공급을 모니터링하는 회사인 SweetSense의 CEO인 Evan Thomas는 "오늘 우리는 주로 동아프리카에서 이 작업을 수행하고 있습니다."라고 말합니다. “지난 30년 동안 매년 동아프리카의 강수량은 30% 감소했습니다.”라고 그는 설명합니다. 가뭄은 기본적으로 10년이나 20년마다가 아니라 매년 발생하며 가뭄의 결과는 실제로 극심한. 2011년 에티오피아와 케냐의 가뭄으로 인해 25만 명이 사망했고 거의 천만 명이 영향을 받았습니다.”

케냐에서 SweetSense는 IBM Research와 파트너십을 맺고 미국 국제개발처(USAID)의 지원을 받아 IoT 센서를 사용하여 "지하수 사용 및 수요를 모니터링하고 이를 강우 지표수 가용성과 연관시킨 다음 대부분의 중요한 것은 그 데이터를 사용하여 물 펌프가 고장난 시기를 파악하여 우리가 나가서 수리하고 사람들이 물에 접근할 수 있도록 할 수 있다는 것입니다. 일년 내내."

IoT의 사용은 흥미롭습니다. 많은 사람들이 주방 가전제품과 가장 먼저 연관시키는 기술이 있습니다. 알렉사 가뭄으로부터 생명을 구하기 위해 사용되는 스피커. IoT(사물 인터넷)는 광범위하게 기계가 서로 통신할 수 있는 능력을 의미합니다.

현대적이고 첨단 기술을 갖춘 아파트를 상상해보세요. 오전 7시가 되면 스마트폰으로 알려주는 스마트 홈 허브가 있을 수 있습니다. 알람을 울리는 스피커, 냄비를 끓이는 커피 머신, 아침 채널을 켜고 채널을 변경하는 TV 소식. 외부 온도가 특정 임계값보다 낮으면 스마트 온도 조절기가 열을 높입니다. 처음에 이러한 명령을 프로그래밍했을 수도 있지만 기계는 인간이 세부적으로 관리하지 않고도 서로 "대화"하고 명령을 수행할 수 있습니다.

중요한 것은 장치가 더 넓은 인터넷과 동기화하지 않고도 서로 통신할 수 있다는 것이며 이는 아프리카에서 SweetSense의 작업에 매우 중요합니다.

"IoT인 이유는 우리가 완전히 독립되어 있기 때문입니다."라고 Thomas는 설명합니다. “휴대폰 서비스도 없고, 전력도 없고, 유틸리티 연결도 없습니다. 그래서 우리는 자립형 네트워크를 갖고 있습니다. 물 공급을 모니터링하고 위성을 통해 연결할 수 있는 이 펌프에 부착된 태양열 센서 네트워크.”

센서는 사람의 손바닥에 들어갈 수 있으며 작은 문고본 크기의 2와트 태양광 패널로 전력을 공급받습니다.

공유 리소스에는 공유 정보가 필요합니다.

지하수 사용량을 정확하게 측정하는 것은 중요한 단계이지만 단순히 정확한 장비를 갖추는 것만으로는 충분하지 않습니다. 지하수는 관리하기 매우 복잡한 자원입니다. 이 모든 것은 눈에 띄지 않는 지하에 있으며, 다양한 산업에 있어 얼마나 중요한지 때문에 모두가 분수대에서 한 모금 마시고 싶어합니다.

Johnson은 “누가 무엇을 하는지 추적하고 시간이 지남에 따라 이를 추적하는 것이 어려운 물 관리 및 천연자원 관리에는 본질적인 어려움이 있다고 생각합니다.”라고 말합니다. "사용자 사이, 특히 사용자와 정부 또는 지방 관리 기관과 동일한 리소스를 원하는 다른 기관 사이에 신뢰가 많지 않습니다."

지하수 이용은 대표적인 사례다. 공유지의 비극, 공유된 자원을 제시한 아이디어로 개인은 자신의 사용을 극대화하기로 결정합니다. 모두가 그렇게 한다면 자원이 고갈되고 세상이 망할 수 있다는 사실에도 불구하고 말입니다. 그룹.

사람들이 자연스럽게 누릴 자격이 있다고 느끼는 물과 같은 공유 자원의 관리는 그룹의 생존뿐만 ​​아니라 모든 사람의 사용 비율에 달려 있는 것이 아닙니다. 신뢰가 필요합니다. 각 개인은 다른 모든 사람도 동일한 규칙에 따라 플레이하고 있음을 알고 싶어합니다.

IBM Research Africa의 물 기술 책임자인 Nathan Wangusi는 "물은 공유 자원입니다"라고 말합니다. 동일한 대수층에서 우리가 추출하는 양, 추출하는 비율에 대한 조건이 있어야 합니다. 따라서 합의에 대한 아이디어는 매우 중요합니다. 중요한."

시장 기반 접근 방식

왕구시(Wangusi)와 그의 팀은 케냐에서 일하고 있는데, 그는 이 지역이 "인구가 희박하고" "대부분 목가적인 곳"이라고 묘사합니다. 지하수에 크게 의존하고 있습니다.” 많은 기술을 투입하기 어려운 지역이기도 합니다. 솔루션. Wangusi와 그의 팀은 물 권리를 수익화하는 방법에 집중하기로 결정했습니다.

Wangusi는 "광물, 토지, 오염 가능성과 같은 다른 천연 자원을 생각합니다"라고 설명합니다. 일부 허가를 통한 권리... 탄소 배출권이 있는 경우 일정량의 탄소를 배출할 수 있는 허가를 받습니다. 환경."

마찬가지로, 토지를 소유하고 있으면 작물을 재배할 수 있고 해당 작물을 판매할 권리가 있습니다. 광산을 소유하고 있다면 광산에서 광물을 추출하여 판매할 수 있습니다. 하지만 지하수는 더 까다롭습니다.

“다른 천연자원 권리와 달리 물 권리의 차이점은 물 권리를 직접 상업적인 수단으로 전환할 수 없다는 것입니다.”

Wangusi와 그의 팀은 지하수 크레딧에 대한 아이디어를 확정했습니다. 크레딧은 소유자에게 땅에서 일정량의 물을 추출할 수 있는 권리를 제공하며, 소유자가 원하지 않는 경우 그 권리를 스스로 활용하면 “공개적으로 거래할 수 있는 상업적 수단으로 전환할 수 있습니다. 시장."

그러나 시장은 신뢰에 관한 것입니다. 관련된 사람들은 자신이 구매하는 제품(이 경우 지하수를 추출할 권리)이 유효하다는 것을 신뢰해야 하며, 다른 누구도 시스템을 조작하지 않는다는 것을 믿어야 합니다. 이웃이 무분별하게 물을 퍼 올리고 있다고 의심되는 경우, 농부는 왜 허가증을 구입할 여유가 있는 물로만 자신을 제한하겠습니까? 모든 사람이 해당 정보에 접근할 수 있어야 하며 해당 정보가 신뢰할 수 있다는 것을 알아야 합니다.

모두가 신뢰할 수 있는 시스템

Wangusi는 “합의와 정보에 대한 민주화된 접근을 지원하기 위해 설계된 기술은 정의상 블록체인입니다. 불변의 원장에 대한 아이디어가 있고 해당 블록체인 내에서 거래를 이동할 수 있는 스마트 계약에 대한 아이디어가 있습니다. 회로망."

블록체인은 기술이다 이는 비트코인과 같은 암호화폐의 기초가 되지만 다른 응용 프로그램에도 많은 잠재력을 가지고 있습니다. 간단히 말해서, 블록체인은 액세스를 원하는 모든 사람이 공유하는 분산형 원장입니다.

다수의 당사자가 블록체인에서 거래 또는 기타 거래(예: "스마트 계약" 등록)를 수행하면 네트워크의 다른 당사자가 이를 확인하고 기록에서 해당 위치를 확보합니다. 정보는 모든 사용자가 사용할 수 있으며, 데이터는 다른 모든 사람이 갖고 있는 복사본과 일치해야 하기 때문에 나중에 누구도 이를 변경할 수 없습니다.

SweetSense의 센서는 모든 펌프에서 끌어 올려진 지하수의 양을 정확하게 추적할 수 있습니다. 시스템을 구축하고 해당 정보를 위성을 통해 IBM의 블록체인에 전달하므로 원격지에서도 데이터가 흐르게 됩니다. 지역. 블록체인에서 사용자는 물 크레딧을 사고 팔 수 있으며 스마트 계약을 등록하여 자동으로 구매하거나 판매할 수도 있습니다. 가격이 적절할 때 판매하면 모든 사람이 어떤 펌프가 작동하는지, 어디에서 물이 펌핑되는지 등을 확인할 수 있습니다. 에.

케냐에서 캘리포니아까지

아프리카에서 개발된 이 시스템은 지하수에 의존하는 목축 공동체에 큰 도움이 됩니다. Freshwater Trust가 보기에 이는 캘리포니아에도 많은 잠재력이 있는 것으로 나타났습니다. 사람들이 마음속으로 케냐와 캘리포니아를 즉시 연결하지는 않더라도 두 지역 모두 농업에 의존하고 있으며 둘 다 지하수에 의존하고 있습니다.

Thomas는 과거에 Freshwater Trust와 협력한 적이 있으며 협력할 기회를 보았습니다.

“TFT는 농부들이 실제로 물을 모니터링하도록 돕는 방법과 농부들이 지하수 지속 가능성을 준수하도록 돕는 방법을 찾으려고 노력했기 때문입니다. Thomas는 이렇게 말합니다. “그리고 가장 중요한 것은 새로운 규제로 인한 고통을 완화하고 시장 인센티브를 창출하는 방식으로 그들을 도울 수 있는 방법입니다. 참여합니다.”

이 프로젝트의 제작자는 소위 "역방향 기술"이라는 전망에 흥미를 느꼈습니다. Transfer”는 개발도상국에서 설계된 시스템으로, 지구의 중심지인 캘리포니아를 돕기 위해 등장합니다. 기술 세계.

존슨은 “미국 문화에서는 우리가 최고라고 느끼기 쉽다고 생각한다”고 말했다. “우리는 그런 말을 들었거나 스스로에게 그런 말을 많이 했기 때문입니다. 혁신이 일어나고 있는 곳이 많이 있으며, 정말 흥미로운 기술 발전 중 일부가 나오는 곳에서 기술의 속도가 민주화되었다고 생각합니다.”

캘리포니아가 기술 산업에서 중심적인 역할을 한다는 점을 감안할 때, 혁신의 위대한 수출국이 먼 나라의 기술을 활용한다는 점에서 약간의 아이러니가 있습니다.

Johnson은 “캘리포니아는 매우 특정한 의미에서 꽤 기술이 발달한 곳입니다. 그리고 일반적으로 농업에 관한 것은 아닙니다. 그래서 개발도상국이 선진국에 가르칠 수 있는 가르침과 혁신을 가지고 있는 분야가 많이 있을 것이라고 생각합니다.”

이 IoT/블록체인 시스템이 제공하는 것은 투명하고 지하수 사용을 규제하는 방법입니다. 케냐든 캘리포니아든 농부들이 정부를 경계할 수 있다는 점을 고려하면 이는 도움이 됩니다. 위임장.

“신뢰할 수 있고 불변하며 전반적으로 해당 리소스가 매월, 매년 계속해서 사용되고 있음을 보여주는 시스템을 만들 수 있다면 지속 가능하게 관리되지만 사용자에게 실제로 해당 시스템을 사용하는 데 필요한 개인정보 보호와 보안을 제공합니다."라고 Johnson은 말합니다. "이제 우리는 말하는."

“이 법안은 이러한 새로운 유형의 시스템에 대한 수요를 강제할 것입니다.”라고 그는 덧붙였습니다. Freshwater Trust와 같은 조직은 "모든 사람이 돌아오기 전에 문제를 파악하려고 노력하고 있습니다. 벽에 기대어 …"

지구가 바짝 말라가고 있다

인류의 등이 아직 벽에 눌리지 않았을지 모르지만, 우리는 그것이 다가오는 것을 느낄 수 있습니다.

Thomas는 “세계 어느 곳에서나 일년 내내 사용할 수 있는 물이 없어서 위기가 되고 있습니다.”라고 말합니다. “가뭄이 이 문제를 악화시키고 있고, 수요가 이 문제를 악화시키고 있습니다. 우리는 물이 필요한 곳과 필요할 때 이용할 수 있는지 확인해야 합니다. 그리고 우리는 예전 방식으로는 그렇게 할 수 없을 것입니다.”라고 그는 덧붙입니다. “우리는 단지 새로운 댐을 다시 건설하거나 산에서 물을 모두 훔치려는 것이 아닙니다. 우리는 물이 있는 곳에서 물을 관리할 수 있어야 합니다.”

가뭄은 농업에만 해를 끼치는 것이 아닙니다. USDA 산림청의 최근 성명 다음과 같이 말합니다 2017년 이후 캘리포니아에서는 1,800만 그루의 나무가 죽어 2010년 이후 총 1억 4,900만 그루의 나무가 죽었습니다. 그 껍질은 수백만 에이커에 걸쳐 뻗어 있으며 불꽃을 기다리는 불의 바다입니다. 캘리포니아의 장기간 가뭄은 2018년 캠프 파이어를 포함한 산불의 증가와 동시에 일어났습니다. 가장 치명적인 산불 캘리포니아 역사상.

재난을 막으려면 강력한 공공 정책과 기술 혁신이 필요하며 캘리포니아는 두 가지 모두를 활용하고 있습니다.

“우리 인간은 지금 거의 신과 같은 기술에 접근할 수 있습니다.”라고 Johnson은 말합니다. “긴박감을 갖고 시도해보고 가장 필요한 곳에 이러한 기술을 적용해 봅시다.”

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