Čištění životního prostředí pomocí automatizace

V době, kdy probíhá závod o snížení dopadů globálního oteplování, by mělo být dosažení nulových emisí oxidu uhličitého do roku 2050 v popředí naší snahy. Jsou vyvíjeny inovativní způsoby, jak v tomto úsilí pomoci. 

Tak vysoká hladina oxidu uhličitého, jako dnes, byla naposledy před čtyřmi miliony let. Emise skleníkových plynů vedly ke zrychlenému nárůstu globálních teplot. Důsledkem toho jsou lesní požáry, kobylky, které ničí úrodu, tání ledovců, odlesňování, hurikány, záplavy a nebývalá vedra. Situaci může zmírnit automatizace díky vynálezům, jako jsou roboty pro udržitelnou výsadbu, které lze využít i při recyklaci a sklizni.  

Kdo šetří, má za tři

Z potravin, které byly původně určeny k lidské spotřebě, vzniká přibližně 1,3 miliardy tun potravinových ztrát a odpadu, což by stačilo k nasycení zhruba 3 miliard lidí. Ztráty a plýtvání potravinami představují třetinu produkce skleníkových plynů, což je tolik, kolik produkují Čína a USA dohromady. V rozvojových zemích je 40 % potravinového odpadu důsledkem zpracování po sklizni, zatímco ve vyspělých zemích vzniká 40 % potravinového odpadu v maloobchodě a u spotřebitelů. Pokud jde tedy o to, co může automatizace udělat pro zmírnění plýtvání potravinami, může v tomto případě digitalizace manuální práce, která je méně zajímavá a u níž se více očekává chybovost, pomoci snížit počet lidských chyb.  

Díky softwaru pro řízení operací, který automaticky shromažďuje data, a automatickým sledovacím systémům, které tento proces podporují, lze sledovat a monitorovat ztráty a plýtvání potravinami od výroby až po dodání. A nejen to, sledovací systémy také umožňují manažerům dodavatelského řetězce získávat údaje, které mohou pomoci určit neefektivitu a zbytečné náklady v dodavatelském řetězci. 

Když potravinový odpad končí na skládkách, uvolňuje se z něj metan, který je 25krát škodlivější než oxid uhličitý. Mnoho společností se chopilo této role a využívá umělou inteligenci (AI) a strojové učení (ML) jako řešení, které pomáhá při nakládání s odpady. Ti, kteří využívají umělou inteligenci, mohou zkoumat druhy potravinového odpadu a měřit kvalitu potravin pomocí chytrých vah, inteligentních měřidel a kamer řízených umělou inteligencí. Společnosti, jako je například Winnow, se zaměřují na nový způsob řízení stravování v pohostinství. Využívá „chytré váhy“ s kamerou a technologii ML, která snímá různé potraviny vyhozené do odpadkových košů.  

Data jsou následně předána algoritmu, který vypočítá finanční a ekologické náklady nechtěných potravin. Systém se časem naučí rozpoznávat a vyřazovat výrobky přesněji, než je v lidských silách. Gamaya je zemědělská technologická společnost specializující se na dálkový průzkum a pomocí AI se snaží zajistit, aby byla „komplexním řešením“ pro udržitelnou produkci plodin. Pomocí inteligentního programu se zvyšuje efektivita rostlinné výroby a zároveň se snižuje plýtvání plodinami, což přináší výhody zemědělcům i velkým zemědělským podnikům. Pomocí vzdáleně vysílaných dronů s hyperspektrálními kamerami může Gamaya zjišťovat a monitorovat změny v množství vody, hnojiv, škůdců a výnosů plodin. Hyperspektrální snímky zachycují problematické oblasti a algoritmy umělé inteligence pak mohou identifikovat případné problémy, jako jsou hrozby, plýtvání semeny i rostlinami, a informovat zemědělce.  

Fakta - podle časopisu Process and Control Today připadá 10,9 % potravinového odpadu na lidskou chybu a 13,8 % potravinových ztrát na dobu mezi farmou a přepravou do maloobchodu.

Jednorázové použití je na nic

V souvislosti s nakládáním s odpady byly vytvořeny recyklační roboty, které pomáhají člověku vyčistit planetu. Znečištění plastem je globálním dilematem, které v důsledku ohrožuje zdraví lidí i ekosystémy po celém světě. Aktivisté a inovátoři spojují své schopnosti, aby inspirovali kreativní řešení, která pomohou v boji proti změně klimatu.

Z 300 milionů tun vyprodukovaného plastu je bohužel polovina vyrobena na jedno použití: nastupuje Bebot, automatické vozidlo na detekci plastů navržené společnostmi 4Ocean a Poralumarine, které prosívá písek a hledá drobné plasty, které lidé přehlédnou. Bebot je tišší a menší než většina ostatních a funguje na baterie připojené k solárnímu panelu, takže je energeticky úsporný. Každou hodinu projede plochu o velikosti tří pětin fotbalového hřiště a pokryje ji rychleji než člověk ručně. Přestože je na konci procesu nutná ruční pomoc při odstraňování oblázků a kamenů ze sebraného materiálu, trvá to podstatně kratší dobu, než kdyby se jednalo o ruční práci. 

V červnu 2021 spustily Global Plastic Action Partnership a UpLink Globální síť pro inovace v oblasti plastů (GPIN). Jejím cílem je hledat inovativní řešení, která by pomohla snížit znečištění plasty. Jmenované společnosti, jako je Diwama, poskytují vysoce účinná inovativní hardwarová a softwarová řešení pro zařízení na třídění odpadu.  Její technologie Vitron využívá zavedený software pro rozpoznávání obrazu s umělou inteligencí, který automatizuje analýzu odpadu a který lze následně využít k optimalizaci nakládání s odpadem. Podobně je hlavním cílem startovacích společností, jako je Urban Rivers’, vyzvat člověka k převzetí odpovědnosti a účasti pomocí poutavé hry s názvem „Trash Robot“.  

S cílem odstranit jednorázové plasty a odpad všeho druhu zahájila společnost Urban Rivers v Chicagu svůj projekt, který se ovládá pomocí webového prohlížeče; umožňuje uživatelům z celého světa převzít kontrolu nad plovoucím robotem a čistit řeku. Zatímco verze 1 se stále vylepšuje, verze 2 byla popsána tak, že potřebuje základnovou stanici pro odevzdávání odpadu, větší dosah WiFi, sledování pomocí GPS a robustnější konstrukci odolnou proti povětrnostním vlivům. 

Znovuzalesňování versus globální oteplování

Tvůrci chytrých telefonů Huawei a společnost RFCX, která se zabývá umělou inteligencí, uzavřeli partnerství, jehož cílem je bojovat proti nelegálnímu odlesňování a dokumentovat ekologické změny. Lesy hrají nedílnou roli v ekosystému naší planety a jejich přínos spočívá mimo jiné v tom, že poskytují prostor pro život a rozkvět mnoha živočišným a rostlinným druhům. Přináší také četné zdravotní a ekonomické výhody a pomáhá zmírňovat dopady změny klimatu. Za viníky odlesňování se označuje zemědělství, těžba, vrty, urbanizace a těžba dřeva. Podle OSN je až 90 % těžby dřeva nelegální, přičemž strážci nejsou schopni v reálném čase monitorovat, reagovat a zachytit pachatele. V tomto případě může být váš starý telefon Huawei dobře využit, protože po aktualizaci jsou telefony vylepšeny tak, aby monitorovaly a chránily životní prostředí.  

Zní to slibně, ale jak to funguje?

Vylepšená zařízení jsou umístěna na stromech a obklopují je solární panely ve tvaru listů, které dostaly výstižný název strážná zařízení. Pomocí akustického monitorování jsou telefony schopny zaznamenávat zvuk motorových pil a výstřelů a zároveň sledovat pohyb konkrétních druhů zvířat. A co je nejdůležitější, systém dokáže reagovat na situace v reálném čase a má šanci protiprávní jednání zastavit.

ETH-Zurich ve Švýcarsku navrhla, že by naše planeta mohla být osázena téměř 10 miliony kilometrů čtverečních nových stromů, což by člověku umožnilo uložit 205 miliard tun uhlíku, jakmile tyto stromy dosáhnou dospělosti. Startupová společnost Biocarbon Engineering našla způsob, jak podstatně zrychlit proces výsadby stromů, který pomocí dronů shromažďuje informace o topografii a půdních podmínkách a vytváří 3D mapy. Kombinací shromážděných informací se satelitními daty, která byla předem analyzována příslušným algoritmem, jsou schopni určit nejvhodnější místa pro výsadbu a také požadovaný vzor výsadby. Jakmile jsou informace korelovány, jsou drony naprogramovány tak, aby do nich byly uloženy biologicky odbouratelné kapsle naplněné naklíčenými semeny a živinami. Naklíčená semena jsou zasazena do země rychlostí 1 kapsle za sekundu, takže tato operace je desetkrát rychlejší a o 80 % levnější než ruční práce.    

Fakta – umístění jedné kapsle za sekundu umožňuje vysadit potenciálně 100 000 stromů denně.