Framtidens motorväg asfalteras i Georgia

Om du vill se hur framtidens motorväg kan se ut så behöver du bara köra ner till Georgia.

På ett 18-mils segment av Interstate 85 - som sträcker sig från staden LaGrange till Alabama-gränsen, 67 miles från Atlanta — ett konsortium av statliga myndigheter, globala företag och akademiska forskare, tillsammans med Ray C. Anderson Foundation arbetar tillsammans för att bygga en smart väg. Med hjälp av en mängd olika tekniker, allt från elgenererande ytor till föroreningsminskande diken, är det ett verkligt laboratorium som banar vägen till morgondagens vägar.

Det syftar också till att visa hur en smart transportkorridor inte bara kan vara miljövänlig, utan också generera intäkter.

Städer över hela världen installerar teknik för att samla in data i hopp om att spara pengar, bli renare, minska trafiken och förbättra stadslivet. I digitala trender Smart Cities-serien, kommer vi att undersöka hur smarta städer hanterar allt från energihantering, till katastrofberedskap, till allmän säkerhet och vad det betyder för dig.

Den lockande möjligheten - att tjäna pengar på allmänna vägar - har väckt stor uppmärksamhet till det som kallas "Strålen", sträckan av I-85 som inkluderar vägmarken längs motorvägen, själva motorvägen och Georgia Visitor Information Center i West Point. Officiellt Ray C. Anderson Memorial Highway, segmentet är uppkallat efter mannen som grundade Interface Inc., en matttillverkare, och samma stiftelse som är involverad i projektet. Anderson, som dog 2011, uppmärksammades under sin tid på Interface för sina ansträngningar att göra sin företag miljömässigt hållbara, och projekt som främjar ett hållbart samhälle är ett av de ideella organisationers mål.

Liksom stadsmiljöer erbjuder motorvägar en intressant möjlighet – och en betydande utmaning – för nya tekniska lösningar. Vägar påverkar till exempel naturliga livsmiljöer i 15 procent av landet, och bilarna och lastbilarna som färdas på dem producerar miljontals ton koldioxid årligen.
Och det finns mycket trottoar där ute: Över 164 000 miles av motorväg korsar USA. Det räcker med betong och asfalt för att gå jorden runt 6,5 gånger.

Hittills är de flesta av dessa vägar bara en sak: bära fordon. Ray vill visa att de kan mycket mer.

En motorväg som drivs av solen

Den kanske mest ambitiösa idén är att förvandla allt det där trottoarbakandet i solen till en gigantisk solenergikälla. Vid West Point Visitor Information Center börjar Ray med Wattway, cirka 538 kvadratfot solpaneler nedlagda på vägens yta. Solcellerna är tillräckligt hållbara för att klara trafiken från tiotusentals fordon om året. är tunna och halkbeständiga och kan installeras över befintlig trottoar, så det finns ingen anledning att riva upp vägar.

"Nästa projekt är att se om det är möjligt att sätta solpaneler i vägkanten", säger Costas Simoglou, chef för Georgia Center of Innovation for Energy Technology, till Digital Trends. Simoglou är intresserad av att sätta panelerna på sidan av motorvägen inte på grund av hållbarhetsproblem, men de skulle få mer solexponering.

Wattway utvecklades av det franska transportföretaget Colas. Tekniken tog över fem års forskning och utveckling, i samarbete med det franska nationella solenergiinstitutet. Wattway tillhandahåller för närvarande el till besökscentret, men det skulle kunna göra mycket mer.

Ytterligare energi som genererades av Wattway kunde inte bara mata tillbaka elektriciteten till nätet, utan också driva allt från gatubelysning till trafiksignaler. Det kan vara en källa till el var som helst där det finns trottoar och människor: köpcentra, flygplatser, till och med cykelvägar. Solpaneler på vägen kan också driva nödvändig kommunikation mellan fordon och infrastruktur för den kommande generationen av självkörande bilar.

Sedan finns det laddningsstationer för elbilar. Vid besökscentret finns laddstationer för elfordon, sponsrade av Kia Motors som har en tillverkningsanläggning i West Point. Stationerna drivs för närvarande av stolpmonterade fotovolaiska solpaneler och ägare kan ladda sina elbilar utan kostnad.

"Men solenergi kan vara en ny inkomstkälla för staten," sa Simoglou. "Det finns redan 25 000 elfordon i Georgien. Så staten skulle så småningom kunna sälja el” istället för att ta ut bensinskatt.

Håller fordon i toppform

Ungefär 700 000 människor gör ett depåstopp vid West Point besökscenter varje år. Så det är inte bara en idealisk provningsplats för ny teknik, det är också ett bra sätt att visa förare vilka fördelar dessa nya smarta system har att erbjuda dem.

Ett av de mest framgångsrika projekten är till exempel WheelWright-systemet. Människor kör långsamt sina bilar förbi systemets hjulsensorer, som tar tusentals bilder av däcken på några sekunder. WheelWright, ett brittiskt företag, kommer då antingen spotta ut en pappersrapport eller sms: a föraren med information om däcktrycket och slitbanan på bilen. Målet är att varna förare när deras däck är för lågt pumpade, vilket kan minska bränsleeffektiviteten och dragkraften, eller måste bytas ut.

Tekniken har andra möjliga tillämpningar, såsom de tusentals lastbilsvågstationerna över hela USA. Idag gör de flesta kommersiella lastbilschaufförer en visuell – och inte särskilt noggrann – inspektion av däck och slitbaneslitage. WheelWright-systemet skulle kunna göra det mer exakt och snabbare.

Det är inte bara motorvägen som gynnar

Motorvägar omfattar naturligtvis mer än bara trottoar. Andra delar av The Ray-projektet arbetar för att utnyttja marken längs vägen.

Istället för konventionella diken, till exempel, använder The Ray så kallade "bioswales". Snarare än att bara underlätta avrinning av regn, är biosvalar grunda dräneringsdiken som är fyllda med vegetation som är känd för att fånga upp partikelformiga föroreningar, såsom gummi, bly och olja som kan sköljas bort vägen. Växterna, ofta switchgrass, är alla inhemska i Georgien, och vissa biosvales inkluderar kompost för att bromsa vattenrörelsen och minska hotet om plötsliga översvämningar i ett regnväder.

Andra smarta jordbruksvägarbeten inkluderar plantering av vetegårdar längs och runt motorvägen. Projektet har använt vetegräs, som har 10 fot djupa rötter som hjälper till att förhindra jorderosion, hjälper till att behålla rent vatten och fångar kol. Perennen är för närvarande mitt uppe i en treårig studie längs sidan av The Ray.

Ray har precis fått statligt godkännande att installera en 2-megawatt solpanel i en annan ledningsrätt, säger Simoglou från Georgia Center of Innovation. Den nya solpanelen kommer att installeras vid en avfartsramp nära staden LaGrange. Framtida solpanelsplaner inkluderar att använda panelerna strategiskt för att även fungera som ljuddämpande väggar - allt täckt av en pollinatorängsmarktäcke.

Det måste vara säkert också

Förutom hållbarhet måste smart infrastruktur också vara säker. Det uppskattas att 277 miljarder dollar går förlorade varje år i USA på grund av bil- och lastbilsolyckor, enligt enheterna bakom projektet.

"Vi skulle älska att ha den här kolfria motorvägen", säger Harriet Anderson Langford, ordförande för The Ray. "Så det är noll avfall, noll koldioxid, noll dödsfall."

Smarta vägar kan till exempel innehålla hastighetsvarningssystem. En teknik är pulserande hastighetskontroll. Systemet, utvecklat av Innovia, går ut på att bädda in lätta reglar i vägen. Dubbarna blinkar i ordningsföljd för att varna förare om problem framför sig – gula för att minska hastigheten och röda för trängsel eller trafikstopp framför sig.

Lamporna kan också användas för att uppmuntra till säkra följesträckor, varna förare när de kommer för nära eller bakluckebilar framför. En rad röda dubbar längs de prickade vita filavdelare kan också berätta för förare att ett fordon närmar sig bakifrån och att det är osäkert att byta fil. De smarta prickarna skulle till och med kunna användas för att skicka filavvikelsevarningar och varningar om svart is. Det innebär att alla bilar, inte bara nyare uppkopplade bilar, kan dra nytta av tidiga varningar för att hjälpa dem att undvika olyckor.

Visa upp för andra att följa

Hittills är kostnaderna förknippade med The Ray-projektet relativt små. Organisationens verkställande direktör, Allie Kelly, säger att The Ray spenderar cirka 1 miljon dollar per år. Pengarna kommer från Georgia Department of Transportation, privata företagspartnerskap och Ray C. Anderson Foundations donation.

För statliga myndigheter som DOT är det en chans att testa ny smart infrastrukturteknik. För de inblandade privata företagen är det en ovärderlig testbädd i verkligheten för att förbättra sin teknik. (Colas, till exempel, tror att det nu kommer att kunna sänka kostnaden för sina solpaneler till motsvarande solpaneler på taket.)

För The Ray är det ett sätt att sprida idéerna och lösningarna för en smart väginfrastruktur till andra stater och samhällen. Det finns nu ett konstant flöde av nya besökare till Georgia-webbplatsen, från delstatsrepresentanter i Florida och Missouri till forskare från asfaltindustrin och akademiska institutioner.

"Alla dessa smarta saker kan vara överväldigande, särskilt för stadschefer" som försöker balansera budgetar, sa Simoglou. Så The Ray är ute efter att visa dem inte bara hur smarta vägar kan vara hållbara, utan också vara en hållbar verksamhet.

Redaktörens rekommendationer

• World's Fair 2.0: Uppdraget att återuppliva den största tekniska mässan genom tiderna
• 5 sätt att framtida A.I. assistenter tar rösttekniken till nästa nivå
• Denna högteknologiska kundvagn från Walmart kan rädda ditt liv
• Denna högteknologiska kylare håller mat i över en vecka - och den gör margaritas också