IoT и проблемы экологии

    Экосистема нашей планеты состоит из множества переплетенных и постоянно взаимодействующих между собой сложных сетей. Глобальное изменение климата вынуждает человечество искать способы контроля за трансформацией окружающей среды, чтобы заранее распознать экориски, и по возможности, минимизировать их последствия. Одним из них является набирающая популярность концепция Интернета вещей — соединенные в глобальную сеть «умные устройства» позволяющие осуществлять как мониторинг и анализ состояния экосистемы в целом, так и решать конкретные задачи по устранению негативного воздействия на нее человека.



    «Умный» мониторинг планеты


    Количество населения Земли продолжает постоянно расти и необходимость рационального пользования природными ресурсами становиться все более злободневной. Не менее глобальной проблемой являются и климатические изменения, связанные как с использованием традиционных ископаемых источников энергии, так и последствиями жизнедеятельности человека.

    Беспроводные технологии Интернета вещей (Internet of Things, IoT) уже сегодня позволяют с помощью различных датчиков прогнозировать изменения климата и анализировать экологическое состояние практически любого региона Земли. Немало их уже приспособлены и к процессам управления устранением негативного воздействия на природу в местах большой концентрации людей, в частности, в крупных и средних городах.

    Возможность получать непрерывный поток данных позволяет принимать необходимые меры и избегать многих угроз, связанных с аномалиями в окружающей среде. Среди известных возможностей «умных» устройств — мониторинг метеоусловий, сейсмической опасности, состояния атмосферы и воды. Это хоть и важные, но далеко не все сферы применения IT-технологий в природоохранной области. Сегодня активно разрабатываются и проходят апробацию новые продукты на базе IoT-систем, направленные на решение экологических проблем. Их массовое внедрение тормозится определенными техническими проблемами, например, различными протоколами работы устройств, несовершенством беспроводной инфраструктуры, но все они находятся на стадии решения и в ближайшей перспективе будут сняты.



    Экологическая защита предполагает различные виды решений, и концепции IoT подсилу большинство из них. Но многие экологические проблемы так сложны, что их разрешение требует времени на осмысление и разработку способа нейтрализации. Сбор необходимых данных является первой ступенью на этом пути, поэтому сегодня миллионы «умных» устройств, соединенных в единую сеть, отслеживают воздействие на окружающую среду продуктов переработки добытых ископаемых в энергию, отходов жизнедеятельности человека, состояние лесов, рек, морей и других экосистем.

    IoT сегодня: в воздухе, лесу и воде


    Особой популярностью в последние годы пользуются персональные экологические датчики и мобильные приложения для снятия с них данных. Спектр их возможностей достаточно широкий: от измерения параметров окружающей среды (качество воздуха, температура, влажность, содержание углекислого газа) до уровня радиации. Есть и такие, с помощью которых можно проверять количество нитратов в продуктах. Небольшой размер и работа через модули Wi-Fi, Bluetooth и GPS позволяет мониторить окружающую среду по технологии краудсорсинга, что намного увеличивает степень точности получаемых данных. При этом с помощью персональных сенсоров есть возможность менять способы получения информации и ее обработки. Принимать данные от сенсоров и датчиков можно как на ПК, так и смартфон.



    В качестве примера «умных» устройств для мониторинга окружающей среды, уже зарекомендовавших себя и ставших популярными у пользователей, можно привести датчик Air Quality Egg, предназначенный для проверки качества воздуха, непосредственно окружающего своего пользователя. Собранная всеми подключенными к сети «яйцами» информация отображается на специальном сайте в реальном времени и позволяет оценивать уровень загрязнения воздуха как непосредственно в доме или офисе пользователя, так и в городе в целом. Этот датчик используется как в Америке, так и в Европе, и постепенно проникает и в развивающиеся страны. Неплохо показали себя похожие устройства, такие как Speck, Sensordrone, iGeigie и другие.

    А вот для защиты леса разработан специальный датчик Invisible Tracck, который размещается на отобранных в случайном порядке деревьях и предназначен для контроля незаконной добычи древесины. Если дерево, срубленное браконьерами, оказывается в зоне действия ближайшей вышки беспроводной связи, сигнал с датчика поступает в мониторинговый центр, ну а дальше уже вступают в работу правоохранительные органы. Такой датчик снабжен аккумулятором и способен работать в автономном режиме около года. Применение Invisible Tracck помогло сохранить значительные площади амазонских джунглей, которые считаются «легкими планеты».



    Оснащенные датчиками буйки собирают данные о биохимическом состоянии Большого Барьерного рифа, расположенного вдоль Австралийского континента. Объявленное ЮНЕСКО объектом всемирным наследия, это коралловое образование стало экосистемой для огромного количества живых организмов и существенно влияет на общее состояние окружающей среды региона. Полученные от датчиков данные используются австралийскими природоохранными организациями для анализа степени повреждения коралловых рифов, движения рыб и биосостояния населяющих их различных микроорганизмов.

    Бичом современных городов является мусор. Для решения этой проблемы несколько лет назад были придуманы «умные» контейнеры, получившие название Bigbelly. Оснащенный датчиком, работающим на солнечном аккумуляторе, контейнер контролирует его заполнение и передает через беспроводную связь соответствующим службам города. Собранная от Bigbelly информация позволяет им планировать уборку мусора и оперативно очищать от него контейнеры.



    Используя IoT, многие страны пытаются сделать инфраструктуру своих городов не только надежней, но и экологически безопасней. То же уличное освещение «поставляет» в атмосферу около 6% углекислого газа. Некоторые страны пытаются уменьшить долю его выброса путем совершенствования систем электроосвещения. К примеру, Дания, стремящаяся к 2025 году свести до нуля выделение углекислого газа, устанавливает на улицах Копенгагена «умные» уличные фонари. При помощи датчиков они отслеживают наполненность определенного участка улицы автомобилями или людьми, погодные условия, и на основании этих данных регулируют яркость освещения, и соответственно уровня выброса углекислого газа.

    Социализация экомониторинга


    В целом, развитие IoT должно оказать позитивное влияние на экологическое состояние планеты. Огромный, и еще не используемый на полную мощность потенциал IoT-технологии способен дать человечеству новые решения экологических проблем. И сегодня в мире реализовано немало проектов, в основе которых лежит отслеживание состояния окружающей среды с помощью «умных» устройств, могущих предотвращать техногенные катастрофы или стихийные бедствия.



    Но все же, датчики, собирающие данные с различных объектов и территорий для центров мониторинга экологических служб, не могут обеспечить точной информацией конкретного человека, живущего и работающего в определенном месте. Чтобы иметь данные о состоянии окружающей его среды в офисе, квартире или при передвижении на местности в реальном времени, нужно иметь при себе соответствующие мобильные устройства и приложения. Это даст возможность не только избегать зон с повышенным загрязнением, но и анализировать факторы, которые к нему приводят.

    Чем больше будет становиться IoT-устройств, подключенных к сети, тем быстрее будет формироваться их новая, социальная функция. Пользователи, используя специальные платформы, будут взаимодействовать не только друг с другом, но и с самими «умными устройствами». С помощью специальных конструкторов пользователи смогут создавать нужное им ПО, а IoT-устройства будут решать необходимые конкретному человеку задачи, в частности, связанные с наблюдением за окружающей средой.

    Облачные технологии позволят использовать полученные данные огромному количеству пользователей. Все вместе они будут образовывать некую социальную сеть IoT (Social IoT, SIoT). Этот своеобразный крауд-мониторинг окружающей среды, основанный на возможностях SIoT-платформы, сможет обеспечить анализ состояния экологии не только в различных частях мира, но и в конкретно определенном месте, причем наверняка точнее и эффективнее, чем существующие сегодня способы. Это позволит в реальном времени получать поистине ценную информацию о природных процессах, которые происходят на нашей земле.



    Вне всякого сомнения, ожидаемый в ближайшие несколько лет бум массового внедрения IoT-устройств во все сферы жизнедеятельности человека окажет значительное влияние и на решение экологических проблем путем развития множества инновационных инициатив в природоохранной сфере.
    Unet 74,44
    Социальная IoT платформа
    Поделиться публикацией
    Похожие публикации
    Комментарии 24
    • +3
      блин, как же у меня бомбит когда о воздействии человека на природу рассуждают люди которые не понимают, что такое термин экология, а что такое термин охрана окружающей среды.
      • +1
        Не переживайте Вы так, позвольте простым людям ошибаться, ведь в данном случае ошибки ничем не чреваты.
        • +1
          А Вы уверены, что прям ничем-ничем?
          Я вот например задолбался платить налоги, которые гос-во выбрасывает на охрану окружающей среды. Или возьмите, например, green peace — сборище бывших и нынешних уголовников, работающих по найму; и еже с ними партии зеленых, которые набирают обороты по всему миру как раз за счет того, что простым людям в уши дуют, лапшу вешают и позволяют ошибаться.
          • 0
            Согласен, платить налоги куда менее приятно чем получать зарплату, не зависимо от того сколько реально вложил усилий для получения оной. Также не особо хочется рассуждать о том, насколько лично ты (обобщение) справедливо заработал свою зарплату. Тем более, что в арсенале каждого человека есть мгновенные контр-аргументы, которые всегда позволят ему оправдать любые свои действия или бездействие.

            Функционирование сложных социальных систем нельзя рассматривать с предвзятой позиции с углублением в частности.

            В любом случае, впредь, мы постараемся подбирать термины более точно.
      • 0

        Простите может за тупой вопрос, а как уличное освещение и его яркость влияет на выброс углекислого газа?

        • +2
          Электричества жрёт меньше.

          Хотя я так понимаю, с точки зрения среднего SMM'щика углекислый газ прямо в лампочке вырабатывается.
          • 0
            Интересно, что никому в голову не приходит сравнить 'сэкономленное' на уличном освящении количество выбросов, например, с выбросами вулкана Эйяфьядлайёкюдль, ну скажем, за час извержения…
            • 0
              Интересно у Вас получается, в одном комментарии Вы ссылаетесь на то, что неточности в терминах опасны в планетарных масштабах (эффект бабочки), а в этом комментарии указываете на то, что нет смысла заботиться о мелочах, так как в масштабах системы они ни на что не влияют.
              • 0
                Вы неверно интерпретировали мой предыдущий комментарий. Я не согласен, что людям нужно позволять ошибаться — но это не ваша ошибка, которуя я не хотел прощать. Я думаю Вы использовали термин сознательно. Наверняка, Вы никого не хотели ввести в заблуждение, но изначально смешение этих терминов запутывает/запутало людей и для них экология и «защита ...» становится/стало одним и тем же.
                Я вообще считаю, что человечество не имеет возможности повлиять на изменение климата (кроме, конечно, применения ядерного оружия в глобальном конфликте). Об этом мой второй коментарий.
                И вся эта возня вокруг экологии и борьбы — банально способ заработать (деньги, пполитическое влияние, что трансформируется в большие деньги и т.д.). Вы, ваша компания, находитесь в самом низу эток пищевой цепочки, вам достаются крохи, а те кто вверху — жрут на этой идее от пуза.
                • 0
                  Я вообще считаю, что человечество не имеет возможности повлиять на изменение климата

                  Мир, как система, настолько интересен и загадочен, что дает возможность находить смыслы жизни даже очень любознательным людям с широким кругозором.

                  И вся эта возня вокруг экологии и борьбы — банально способ заработать

                  А сколько всего интересного вокруг полетов в космос, AI, нефти, блокчен и т.д. Столько всего, что каждому найдется чем занять время.

                  Вы, ваша компания, находитесь в самом низу этой пищевой цепочки, вам достаются крохи

                  Наша компания находится еще ниже, она не попадает в пищевую цепочку.

                  а те кто вверху — жрут на этой идее от пуза.

                  Интересно, а те, кто «жрет» на верху, они еще чем-то занимаются? Ведь, чтобы придаваться любыми плотскими утехами нужно совсем немного денег, а с увеличением средств к существованию уровень получаемого удовольствия от жирования стремится к нулю. Нужно же чем-то еще заниматься, какие-то цели, идеи, стремления и т.д., чтобы жизнь была наполнена смыслом.

                  Пожалуйста, не найдите в моих словах ни толки сарказма или иронии.
                  • 0
                    размышляя о бочках блокчейнов в AI не стоит, ох не стоит, забывать и о португальской поэзии. почему Вы обходите ее стороной? в системе, в мире как полнофункциональной системе, есть мало вещей сравнимых с португальской поэзией… ну разве, что размышения о способах пошышения качества клейковины сортов пшеницы генетическими методами… подумайте об этом.
              • 0

                При "освящении" выбросы разве что только от участников процесса. Ну и водички ещё немножко.

                • 0
                  Правильно писать не «никому не приходит», а «мне до сих пор не приходило».

                  Все вулканы планеты в год выдают около 1 % от антропогенного выброса.
                  • 0
                    правильно писать — «мне тоже не пришло» :)
                    1% — известная цифра (правда если уж быть совсем точным, это только СО2, а не все вместе), я намеряно предложил оценивать сопоставимые величины.
                    согласитесь, если сравнивать экономию на ночном освещении с вкладом солнечной активности, то зеленые совсем уж идиотами будут выглядеть…
              • 0
                Как меня раздражает подобная «забота» об экологии. Много мусора? Надо еще увеличить его объем для эффективного мониторинга за ним же. Обвешивать деревья всякой фигней, вместо того чтоб со спутника или самолета заметить места вырубок? Что мешает вместо работы по монтажу&замене подобных датчиков отправить человека на простой объезд территории. Не вертолетом же вывозят древесину, а свежие следы тяжелой техники заметить несложно.
                Вообще думаю, простейшая выборка жалоб от населения выдаст такое количество нарушений, что работы по их исправлению переплюнут любой бюджет, планируемый на «защиту».
                • +1
                  Надо не следы техники заметить, а саму технику засечь и отследить до первого получателя.

                  К нему в гости и придти. Значительно проще и эффективнее, чем в прятки в джунглях играть.
                  • 0
                    Ну так проблема то думаю не в одной-двух машинах, которые иногда смогут проскочить незаметно. Приличное количество техники перегонять не минутное дело, следи на здоровье.
                    • 0
                      Проблема в том, что сидеть в засаде и ждать, пока тут ещё машина поедет, а потом пытаться что-то узнать у её водителя — так себе занятие.

                      Надо знать, не где машина поедет, а куда она приедет.

                      Туда сразу и приходить.
                  • 0
                    Вы не поверите, но таки вертолётом вывозят!
                    Дерево подцепляют к вертолёту, спиливают, а потом вертолёт его аккуратно вверх поднимает. Таким образом исключается порча соседних деревьев от падения этого. Типа «зелёные технологии».
                    Но, конечно, так делают только при официальной вырубке.
                  • +1
                    ИМХО, терминологии ради стоило бы заменить «проблемы экологии» (это наука такая, вроде физики или математики) на «проблемы охраны, снижения воздействия на окружающую среду».
                    Теперь рискну поделиться мнением профессионального химика и ассенизатора:
                    Профит от «умного» мусорного контейнера вряд ли заметным образом облегчит задачу удаления мусора. Основные энергозатраты это переработка и создание инфраструктуры для оной (заводов, полигонов ТБО). И интернет тут ни разу не причем.
                    IoT устройства (хочется применить IoB) пока прекрасно заменяются устройствами примитивной автоматики.
                    • 0
                      Крутая статья, подписываюсь на автора! Не совсем понял принцип работы датчика, что отслеживает незаконно вырубленные деревья, это походу на каждое дерево нужно такой датчик ставить или он один может отслеживать деревья в определенном радиусе?
                      • 0
                        Если правильно понял, то в лесу (сельве, в данном случае) у датчика нет связи, а как только его куда-то привезли (вместе с деревом), то связь появилась и датчик сообщил о своем местоположении.
                      • 0
                        Упомянут IoT в воде, но в статье не нашёл подробностей. Можно ли подробнее тему раскрыть?
                        • 0
                          К примеру, Дания, стремящаяся к 2025 году свести до нуля выделение углекислого газа, устанавливает на улицах Копенгагена «умные» уличные фонари. При помощи датчиков они отслеживают наполненность определенного участка улицы автомобилями или людьми, погодные условия, и на основании этих данных регулируют яркость освещения, и соответственно уровня выброса углекислого газа.

                          1) что они собираются делать с автомобилями, которые дают больше половины выбросов CO2 в Европе?.. Про электромобили я в курсе, но, надеюсь, все понимают, что за восемь лет сменить весь парк автомобилей на электромобили невозможно как минимум потому, что для этого нужно в 2-3 раза повысить мощность электростанций, что требует решительно больше времени.
                          2) умные уличные фонари могут сэкономить им 4% выбросов CO2. Переход на ~90% выработки электроэнергии на АЭС позволит сократит выбросы где-то на 40%. Надеюсь, вполне очевидно, что из этого продуктивнее. За одно и с электромобилями поможет. Ну а со строительством АЭС с радостью поможет Россия.

                          Что характерно, не удивлюсь, если на все эти «умные» технологии, дающие экономию в проценты (если вообще дающие при детальном рассмотрении), тратят деньги, вполне соизмеримые с расходами на строительство АЭС.

                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                          Самое читаемое