Kalifornija naudoja „Blockchain“ ir „IoT“ požeminio vandens naudojimui valdyti

Kalifornija turi vandens problemą.

Valstybė yra žemės ūkio jėga, gamina daugiau nei trečdalį Jungtinių Valstijų daržovių ir per metus uždirba daugiau nei 50 mlrd.

Dešimtmečius ūkininkai ir įmonės siurbė požeminį vandenį iš Kalifornijos vandeningųjų sluoksnių – laidžių uolienų sluoksnių, sulaikančių vandenį po žeme, o rezultatai gąsdina. Kadangi vandeningieji sluoksniai nusausėja greičiau, nei lietus gali juos papildyti, žemė iš tikrųjų skęsta, o tai vadinamas „slūgimu“. Vietose, kur pastatai ir keliai yra ant žemės, tai gali padaryti žalos.

„Kalifornija yra didžiulė Amerikos žemės ūkiui“, – „Digital Trends“ sakė „The Freshwater Trust“ Freshwater fondo direktorius Alexas Johnsonas. „Tačiau tai labai priklauso nuo požeminio vandens, o centriniame slėnyje yra baseinų, kurie buvo taip išeikvoti. per pastaruosius kelis dešimtmečius jie yra 20 pėdų žemiau, nes tie vandeningieji sluoksniai buvo nusausinti ir visa žemė atsiskaitymas“.

Kadangi vandeningieji sluoksniai skęsta, jie ne tik kelia pavojų žemės infrastruktūrai. Uoliena ir dirvožemis subyra kartu, pašalindami erdvę, kurioje anksčiau galėjo kauptis vanduo. Tai gali būti katastrofiška, pvz Pasak Kalifornijos vandens išteklių departamento, vidutiniškai per metus požeminis vanduo sudaro 38 procentus valstybės vandens tiekimo; sausais metais šis skaičius gali šoktelėti daugiau nei 46 proc.

Jei Kalifornija ketina užkirsti kelią tolesniam vandeningųjų sluoksnių išeikvojimui ir išgyventi tokias sausras, kokias ją kamavo 2011–2017 m., valstija turės tvarkyti požeminio vandens naudojimą. Centriniame slėnyje grupė organizacijų dirba prie projekto, kuris galėtų sustabdyti potvynį sujungus dvi technologijas: daiktų internetą (IoT) ir blokų grandinę.

Projektas, gimęs žmonijos lopšyje

Pirmasis didelis iššūkis buvo išsiaiškinti, kaip stebėti požeminio vandens lygį visoje valstybėje. Laimei, tai yra problema, su kuria žmonės kituose pasaulio regionuose kovoja daugelį metų ir jau sukūrė sprendimus.

„Šiandien tai daugiausia darome Rytų Afrikoje“, – sako Evanas Thomasas, bendrovės „SweetSense“, naudojant palydovinius jutiklius kaimo vandens tiekimui stebėti, vadovas. „Tiesą sakant, per pastaruosius 30 metų Rytų Afrikoje iškrenta 30 procentų mažiau kritulių kasmet“, – aiškina jis. sausra dabar yra iš esmės kiekvienais metais, o ne kas dešimt ar 20 metų, o sausros pasekmės yra tikrai sunkus. 2011 m. dėl sausros Etiopijoje ir Kenijoje mirė 250 000 žmonių, o nukentėjo beveik dešimt milijonų žmonių.

Kenijoje „SweetSense“ bendradarbiauja su „IBM Research“ ir, padedama Jungtinių Valstijų tarptautinės plėtros agentūros (USAID), sukūrė sistema, skirta daiktų interneto jutikliams „stebėti požeminio vandens naudojimą ir poreikį, susieti tai su lietaus paviršinio vandens prieinamumu, o tada ir dauguma svarbu naudoti tuos duomenis, kad nustatytų, kada sugenda vandens siurblys, kad galėtume išeiti ir jį sutvarkyti bei užtikrinti, kad žmonės galėtų prieiti prie vandens. ištisus metus."

IoT naudojimas yra įdomus: tai technologija, kurią daugelis žmonių pirmiausia asocijuojasi su virtuvės prietaisais ir Alexa garsiakalbiai, naudojami gelbėti gyvybes nuo sausros. IoT, daiktų internetas, iš esmės reiškia mašinų gebėjimą bendrauti tarpusavyje.

Įsivaizduokite modernų, techninį butą: galbūt turite išmaniųjų namų centrą, kuris, laikrodžiui išmušus 7 val., praneštų jūsų išmaniajam garsiakalbis paleisti žadintuvą, kavos aparatas, kad pradėtų virti puodą, televizorius įjungti ir pakeisti kanalą į rytą žinios. Jei temperatūra lauke yra žemesnė už tam tikrą slenkstį, jūsų išmanusis termostatas padidina šilumą. Nors galbūt iš pradžių užprogramavote šias instrukcijas, mašinos gali „kalbėti“ viena su kita ir vykdyti instrukcijas žmogui nevaldydamas jų.

Svarbu tai, kad įrenginiai gali bendrauti vienas su kitu nesisinchronizuodami su platesniu internetu, o tai labai svarbu „SweetSense“ darbui Afrikoje.

„Priežastis, kodėl tai yra daiktų internetas, yra ta, kad mes visiškai atsijungėme nuo tinklo“, - aiškina Thomas. „Nėra mobiliojo ryšio paslaugų, nėra maitinimo, nėra komunalinių paslaugų, todėl turime savarankišką, saulės energija varomas jutiklis, pritvirtintas prie šių siurblių, galintis stebėti vandens tiekimą ir prijungti jį per palydovą tinklai“.

Jutikliai telpa žmogaus delne ir yra maitinami iš „2 vatų saulės baterijos, kuri yra mažos minkšto viršelio knygos dydžio“.

Bendram ištekliui reikalinga bendra informacija

Gebėjimas tiksliai išmatuoti požeminio vandens naudojimą yra labai svarbus žingsnis, tačiau neužtenka tik turėti tikslių prietaisų. Požeminis vanduo yra unikaliai sudėtingas išteklių valdymas. Visa tai slypi po žeme, nepastebėta, o dėl to, kad tai labai svarbu įvairioms pramonės šakoms, visi nori gurkšnoti prie fontano.

„Manau, kad vandens ir gamtos išteklių valdymo srityje yra sunkumų, kai sunku atsekti, kas ką daro, ir laikui bėgant tai stebėti“, – sako Johnsonas. „Naudotojų pasitikėjimas nėra didelis, ypač tarp vartotojų ir vyriausybės ar vietos valdymo agentūrų, su kitais subjektais, norinčiais tų pačių išteklių.

Požeminio vandens naudojimas yra puikus pavyzdys bendrumo tragedija, idėją, kuri buvo pateikta su bendru ištekliu, asmenys nuspręs maksimaliai išnaudoti savo naudojimą nepaisant to, kad jei visi taip elgtųsi, tai gali išeikvoti išteklius ir pasmerkti grupė.

Bendrų išteklių, tokių kaip vanduo, valdymas, kurį žmonės jaučiasi iš prigimties turintys teisę, reikalauja ne tik grupės išlikimo, kuris priklauso nuo to, ar kiekvienas riboja jų naudojimą. Tam reikia pasitikėjimo. Kiekvienas žmogus nori žinoti, kad visi kiti žaidžia pagal tas pačias taisykles.

„Vanduo yra bendras išteklius“, – sako Nathanas Wangusi, IBM tyrimų Afrikos techninis vadovas, „o tai reiškia, jei išgauname iš Tame pačiame vandeningajame sluoksnyje turime turėti sąlygas, kiek išgauname, kokiu greičiu išgauname... todėl sutarimo idėja yra labai svarbi svarbu“.

Rinka pagrįstas požiūris

Wangusi ir jo komanda dirba Kenijoje, regione, kurį jis apibūdina kaip „retai apgyvendintą“ ir „daugiausia pastoracinį… labai priklauso nuo požeminio vandens. Tai taip pat regionas, kuriame sunku įdiegti daugybę technologijų sprendimus. Wangusi ir jo komanda nusprendė sutelkti dėmesį į tai, kaip užsidirbti pinigų iš vandens teisių.

„Jūs galvojate apie bet kokius kitus gamtos išteklius, tokius kaip mineralai, žemė, galimybė teršti“, - aiškina Wangusi, „jūs tai gaunate teisės per tam tikrą leidimą… jei turite anglies dioksido kreditą, gausite tam tikrą leidimą išleisti tam tikrą anglies kiekį aplinka“.

Taip pat, jei turite žemę, galite auginti pasėlius ir turėti teisę jas parduoti. Jei turite kasyklą, galite iš jos išgauti mineralų ir juos parduoti. Tačiau požeminis vanduo yra sudėtingesnis.

„Teisės į vandenį, labiau nei kitos teisės į gamtos išteklius, skiriasi tuo, kad negalite vandens teisių tiesiogiai paversti komercine priemone.

Wangusi ir jo komanda apsisprendė dėl požeminio vandens kreditų idėjos. Kreditas suteikia savininkui teisę iš grunto išgauti nustatytą vandens kiekį, o jei savininkas to nenori patys pasinaudoja šia teise, jie gali „paversti juos komerciniais instrumentais, kuriais galite prekiauti atvirai turgus."

Tačiau rinkos yra susijusios su pasitikėjimu. Dalyvaujantys žmonės turi pasitikėti, kad jų perkamas produktas – šiuo atveju teisė išgauti požeminį vandenį – galioja, ir jie turi pasitikėti, kad niekas kitas nežaidžia sistemos. Kodėl ūkininkas turėtų apsiriboti tik vandeniu, kurį gali sau leisti nusipirkti leidimą, jei įtaria, kad kaimynas vandenį siurbia beatodairiškai? Kiekvienas turi turėti prieigą prie šios informacijos ir žinoti, kad informacija yra patikima.

Sistema, kuria gali pasitikėti visi

„Technologija, skirta palaikyti sutarimą ir demokratizuotą prieigą prie informacijos, – sako Wangusi, – iš esmės yra blokų grandinė, nes jūs turite idėją apie DK, kuri yra nekintama, ir tada jūs turite idėją apie protingą sutartį, kuri gali perkelti operacijas toje Blockchain tinklas“.

Blockchain yra technologija Tai yra kriptovaliutų, tokių kaip Bitcoin, pagrindas, tačiau jis turi daug galimybių kitoms programoms. Paprasčiau tariant, „Blockchain“ yra decentralizuota knyga, kuria dalijasi visi, kurie nori prie jos prisijungti.

Kai bet koks skaičius šalių sudaro sandorį ar kitą sandorį (tarkime, užregistruoja „išmaniąją sutartį“) „Blockchain“, kitos tinklo šalys tai patikrina ir užsitikrina vietą įraše. Informacija yra prieinama visiems vartotojams ir niekas negali jos pakeisti, nes duomenys turi sutapti su visų kitų turimomis kopijomis.

„SweetSense“ jutikliai gali tiksliai sekti požeminio vandens kiekį, ištraukiamą iš bet kurio siurblio siurblio sistemą ir per palydovus perteikti šią informaciją į IBM Blockchain, kad duomenys būtų perduodami net nuotoliniu būdu. srityse. „Blockchain“ sistemoje vartotojai gali pirkti ir parduoti savo vandens kreditus, net registruodami išmaniąsias sutartis, kad automatiškai pirktų arba parduodu kai kaina tinkama, ir visi mato, kurie siurbliai veikia ar ne, kur pumpuojamas vanduo ir pan. įjungta.

Nuo Kenijos iki Kalifornijos

Sistema, sukurta Afrikoje, yra palaima pastoracinėms bendruomenėms, kurios priklauso nuo požeminio vandens ten. „Freshwater Trust“ taip pat atrodė, kad jis turi daug potencialo Kalifornijoje. Nors žmonės gali ne iš karto susieti Keniją ir Kaliforniją, abu regionai priklauso nuo žemės ūkio ir abu – nuo ​​požeminio vandens.

Tomas anksčiau dirbo su Freshwater Trust ir jie pamatė galimybę bendradarbiauti.

„Kadangi TFT bandė išsiaiškinti, kaip padėti ūkininkams iš tikrųjų stebėti vandenį ir kaip padėti ūkininkams laikytis požeminio vandens tvarumo reikalavimų. Imkitės veiksmų, – sako Thomas, – ir, svarbiausia, kaip jiems padėti taip, kad sumažėtų naujų taisyklių skausmas ir sukurtų rinkos paskatų dalyvaujantys“.

Projekto kūrėjai buvo sužavėti to, ką jie vadina „atvirkštine technologija“. perkėlimas“, sistemos, sukurtos besivystančiame pasaulyje, padėsiančios Kalifornijai, Kalifornijos širdžiai technologijų pasaulis.

„Manau, kad Amerikos kultūroje lengva jaustis, kad esame geriausi“, - sako Johnsonas. „Todėl, kad mums tai buvo pasakyta arba mes daug sakėme sau. Yra daug vietų, kur vyksta naujovės, ir aš manau, kad technologijų greitis demokratizavosi ten, kur atsiranda kai kurie iš tų tikrai įdomių technologinių pasiekimų.

Atsižvelgiant į pagrindinį Kalifornijos vaidmenį technologijų pramonėje, čia yra šiek tiek ironijos, nes didžioji naujovių eksportuotoja naudojasi technologijomis iš tolimų šalių.

„Kalifornija yra gana techniška labai specifine prasme, – sako Johnsonas, – ir tai paprastai nėra susiję su žemės ūkiu. Taigi manau, kad tikriausiai yra daug sričių, kuriose besivystantis pasaulis turi mokymų ir naujovių, galinčių to išmokyti išsivysčiusį pasaulį.

Tai, ką siūlo ši IoT/Blockchain sistema, yra skaidrus ir skaidrus požeminio vandens naudojimo reguliavimo būdas nepaperkamas, o tai naudinga atsižvelgiant į tai, kad ūkininkai Kenijoje ar Kalifornijoje gali būti atsargūs dėl vyriausybės mandatus.

„Jei galime sukurti sistemą, kuri būtų patikima, nekintanti ir parodytų, kad apskritai tas išteklius mėnuo po mėnesio, metai po metų yra naudojamas. valdoma tvariai, tačiau suteikia naudotojams privatumo ir saugumo, kurio jiems reikia norint iš tikrųjų naudotis ta sistema, – sako Johnsonas, – dabar mes kalbėti“.

„Teisės aktai paskatins šių naujų tipų sistemų paklausą“, – priduria jis ir pan Tokios organizacijos kaip „Freshwater Trust“ bando „išsiaiškinti dalykus, kol visi dar nesugrįžo prieš sieną …"

Žemė išdžiūvo

Žmonijos nugara gal dar neprispausta prie sienos, bet mes jaučiame, kad ji artėja.

„Neturime vandens ištisus metus, iš tikrųjų niekur pasaulyje, ir tai tampa krize“, – sako Thomas. „Dėl sausros šią problemą paaštrina, paklausa didina problemą, todėl turime užtikrinti, kad vanduo būtų prieinamas ten, kur jo reikia ir kada reikia. Ir mes negalėsime to padaryti senuoju būdu“, – priduria jis. „Mes ne tik vėl statysime naujas užtvankas ar vogsime visą vandenį iš kalnų. Turime sugebėti valdyti vandenį ten, kur jis yra.

Sausra kenkia ne tik žemės ūkiui. Naujausias USDA miškų tarnybos pareiškimas teigia, kad Nuo 2017 m. Kalifornijoje mirė 18 milijonų medžių, o bendras žuvusių medžių skaičius nuo 2010 m. padidėjo iki 149 milijonų. Tie lukštai driekiasi per milijonus akrų, ugnies jūra laukia kibirkšties. Kalifornijoje užsitęsusi sausra sutapo su miškų gaisrų padidėjimu, įskaitant 2018 m. mirtiniausias gaisras Kalifornijos istorijoje.

Norint išvengti nelaimių, reikės tvirtos viešosios politikos ir technologinių naujovių, o Kalifornija naudojasi abiem.

„Mes, žmonės, šiuo metu turime prieigą prie beveik dieviškos technologijos“, – sako Johnsonas. „Jauskime skubumą, išbandykime dalykus ir pritaikykime kai kurias iš šių technologijų ten, kur jų labiausiai reikia“.

Redaktorių rekomendacijos

• Pamirškite daiktų internetą. Štai ką iš tikrųjų reiškia IoT