شهرهای هوشمند چگونه در مصرف آب صرفه‌جویی می‌کنند؟

پیشرفت قدرتمند فناوری در 100 سال گذشته

در بسیاری از نقاط جهان،  سرعت بالای صنعتی شدن و رشد جمعیت منجر به کمبود آب شده است. پیش‌بینی می‌شود به دلیل تنش‌های و استرس‌های اضافی ناشی از تغییر اقلیم، آب شیرین تا سال 2050 به طور چشمگیری کاهش یابد.  در این میان، کمبود آب شیرین باعث شده تا سرمایه‌گذاری‌هایی در حوزه فناوری نمک‌زدایی، احیای آب و سیستم‌های زیست محیطی حلقه- بسته انجام شود. این امر به ویژه در نحوه تلفیق معماری با زیست بوم ( به معنای "باستان شناسی") نمود پیدا خواهد کرد تا پایداری بیشتری را در فضای شهری تضمین نماید. فناوری در یک قرن گذشته پیشرفت زیادی کرده است. به‌طوری که امروزه دیگر خبری از رایانه‌های بزرگ و نه چندان جذاب، تلفن‌های اولیه چند کیلوگرمی نیست و فناوری‌های زمخت قدیمی، جای خود را به موبایل‌های هوشمند و تبلت‌های ظریف داده‌اند. در همین حال، هوش مصنوعی و اینترنت 5G نیز قدرت ارتباطی و محاسباتی را افزایش داده‌اند.

یونان یک نمونه خوب به‌کارگیری فناوری در حوزه آب‌رسانی

جزیره کرت که بزرگترین تجارت زیتون یونان است چند وقتی است فرآیند هوشمندسازی مزارع را در دستور کار قرار داده است. پژوهشگران از حسگرها و اینترنت اشیا استفاده می‌کنند برای مدیریت ۸۵ درصد آب جزیره کرت که در زمینه کشاورزی استفاده می‌شود بهره می‌برند. رویکردی که به گفته مقامات مسئول از هدر رفت آب جلوگیری کرده است.  لوانیز دالیاکوپولوس، مهندس تحقیقات دانشگاه مدیترانه‌ای یونان می‌گوید: «ما موفق شدیم در زمینه‌ها کشاورزی حس‌گرهایی نصب کنیم که رطوبت خاک و رسانایی الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کنند. علاوه بر این، شوری، میزان رطوبت و حرارت خاک را هر ۱۵ دقیقه اندازه‌گیری می‌کنیم. این اطلاعات به یک پایگاه مرکزی انتقال داده می‌شود و ما می‌توانیم مقدار مناسب آب برای آبیاری را تخمین بزنیم.»

کشاورزان به این شیوه از راه دور به داده‌ها دسترسی می‌یابند و با لمس یک دکمه آبیاری را کنترل می‌کنند. ترانسیوولوس مانیوس، معاون رئیس دانشگاه مدیترانه‌ای یونان می‌گوید: «ما در حال صرفه‌جویی در مقدار زیادی آب شیرین هستیم. کشاورزان همانند دانشمندان و محققان باید بدانند که اینترنت اشیا دقیقا چیست، زیرا کارهای خیلی زیادی وجود دارد که با این ابزار جدید می‌توانیم انجام دهیم. آن‌ها می توانند کار مشابهی با این ابزار برای بارور کردن شیمیایی، سمپاشی، حفاظت از خاک و گیاهان انجام دهند.» این اقدامات به محیط زیست کمک می‌کند و قابلیت ردیابی را افزایش می‌دهد، زیرا مصرف‌کنندگان بیش از پیش علاقمندند اطلاعات بیشتری درباره تولید مواد غذایی بدست آورند. در حال حاضر در جزیره کرت حدود ۳۰ میلیون درخت زیتون بزرگ وجود دارد که برخی از آن‌ها ۵۰۰ سال قدمت دارند. قدمت این صنعت به نسل‌های گذشته بر می‌گردد. بنابراین پژوهشگران به دنبال راهکارهایی هستند تا تولیدکنندگان زیتون بتوانند از فناوری‌های پیشرفته به بهترین شکل استفاده کنند. در این نمونه تحقیقاتی، باغ زیتون در دهکده آرهانز به مدت ۳ قرن در مالکیت خانواده یانیس بوده است. اصلی‌ترین مشکلی که در این زمینه وجود دارد این است که باید برخی کشاورزان را برای استفاده از فناوری قانع کرد. یانیس ژنیاتاکیس، مالک باغ زیتون می‌گوید:‌ «در سال‌های اخیر ما با مشکل تغییرات آب و هوا روبرو شده‌ایم. فناوری همیشه به ما کمک کرده و مشکلات را حل کرده است. فن‌اوری دائما تحقیقات را بهبود می دهد تا از مشکلاتی که اکنون با آنها مواجه‌ایم، عبور کنیم».

شرکت هوش آینده تکنولوژی‌هایی برای تحقیقات در جزیره کرت فراهم می‌کند. چشم‌انداز فناوری برای کشاورزان نگاهی فراتر از کشاورزان و تولیدکنندگان دارد. هاریس مویسیادیس، طراح تجاری در شرکت «هوش آینده» می گوید: «داده‌های بسیاری از دستگاههای مختلف بدست می آوریم مثل بخش حمل و نقل، خرده فروشی و تولید کننده مواد غذایی کشاوری. هوش مصنوعی چتری است که ذیل آن تمامی مراحل پردازش داده‌ها انجام می گیرد و کل زنجیره ارزش را بهینه می کند».

اتصال به اینترنت نقش اساسی در پیوستن همه این داده‌ها به یکدیگر دارد. آنجلیکی دیدوپولو، کارشناس سیاست‌گذاری اتحادیه اروپا برای هوش مصنوعی از شرکت هوآوی می گوید: «هوآوی ۲۰ سال است که در اروپا فعال است. ما در حال همکاری نزدیک با شرکت‌های کوچک و متوسط هستیم که در واقع شالوده‌ی اقتصاد اروپا هستند. ما اینترنت فایو جی را ارائه داده‌ایم تا بتوانیم فن‌آوری های مهمی مانند هوش مصنوعی، بلاکچین و اینترنت اشیا در ارتباط با کشاورزی هوشمند را گسترش دهیم». زیتون‌کاری شاید برای نسل‌های آینده هم باقی بماند با این حال اکنون جزیره کرت مرکز نوآوری‌هاست همانطور که اروپا به آینده‌ای هوشمندتر و پایدارتر در تولید مواد غذایی می اندیشد.

شهرهای هوشمند پیشگام در به‌کارگیری فناوری‌های نوین

در نمونه راهبردی دیگری، دولت ژاپن در نظر دارد فرآیند ساخت دو شهرک هوشمند فوجی‌ساوا و کاشی‌نوها در این کشور را به سرانجام برساند. آمارها نشان می‌دهند بیش از نیمی از جمعیت جهان در شهرها زندگی می‌کنند، اما در ژاپن ۹۲ درصد مردم شهرنشین‌اند، بر همین اساس این شهرها باید به بهترین شکل از فناوری‌های پیشرفته استفاده کنند. شهر هوشمند نیاز نیست غول‌آسا باشد. در ژاپن، اجتماعات کوچک هم از فناوری‌های روز نظیر اینترنت اشياء و اقتصاد تسهیمی استفاده می‌کنند تا پایاتر باشند. شهرک هوشمند فوجی‌ساوا روی بقایای کارخانه قدیمی پاناسونیک بنا شده و حالا میزبان ۲۰۰۰ شهروند است. هر خانه، صفحات خورشیدی و سامانه‌‌ای نظارتی دارد که ساکنان می‌توانند به کمک آن مصرف انرژی خود را هم در خانه و هم در کل شهر مشاهده کنند. برای رفتاری که به کاهش گاز کربنیک بینجامد به شهروندان جایزه می‌دهند و آن‌ها را به دوچرخه‌سواری و استفاده اشتراکی از ماشین‌های برقی تشویق می‌کنند.

بر خلاف دیگر شهرهای بهره‌مند از فناوری روز، در این شهرک اولویت با شهروندان است. ۱۸ سازمان برای تحقق این پروژه همکاری کردند و شهرسازان ژاپنی فوجی‌ساوا را برای صد سال آینده طراحی کرده‌اند و هر جنبه از زندگی شهروندان را در نظر گرفته‌اند؛ از مصرف انرژی و حمل‌ونقل، تا فعالیت اجتماعی و خدمات اورژانس.

از آن‌جا که تقاضا برای زندگی سالم و پربار در جهان، و از به‌ویژه در چین افزایش یافته، چینی‌ها شهر ژاپنی فوجی‌ساوا را به‌عنوان نمونه‌ای موفق الگوی کار قرار دادند و براساس مدل مدیریت شهریِ آن شهرک هوشمند ای‌ژینگ را در شرق چین طراحی کردند. تمامی خانه‌های این شهرک در فاز اول ساخت به‌سرعت پیش‌فروش شد.

کاشی‌وانوها یک زیست‌شهر دیگر ژاپنی است. شبکه نیروگاهی این شهرک، بزرگترین باتری‌های لیتیومی ژاپن را در خود دارد و در کنار صفحات خورشیدی، برای پشتیبانی انرژی خود نیز از ژنراتورهای گازسوز بهره‌ می‌برد. این شبکه می‌تواند در صورت قطع ناگهانی برق، تا سه روز برقِ کل شهر را تأمین کند.

زلزله سال ۲۰۱۱ در این شهر باعث قطع برق و خاموشی طولانی شد بنابراین بعدها سامانه مدیرت مصرف برق شهر هم از نو طراحی شده، و مصرف انرژی را در ساعات اوج، یک‌چهارم کاهش داده است. آتسوشی دگوچی، مدیر گروه دانش‌های پیشرو در دانشگاه توکیو می‌گوید: «ژاپن در حال حاضر با طرح دولتی موسوم به جامعه ۵ در حال ساخت شهرهای هوشمند است و ایده این کار براساس انسان‌محوری شکل گرفته است. مسئله این نیست که شهرک کاشی‌وانوها فقط از تازه‌ترین فناوری‌ها بهره‌مند باشد، بلکه می‌خواهیم کاری کنیم که مردم بتوانند شهری بسازند که همه از زندگی در آن راضی باشند.»

ساکنان محلی می‌توانند در «کانون طراحی شهری» اطلاعات بیشتری درباره شهر هوشمند و اجتماع خود پیدا کنند. این کانون همچنین محلی است برای گردهمایی سهامداران این شهرک، کارشناسان فنی و نیز متخصصان دانشگاهی. چراکه ژاپنی‌ها راز موفقیت شهر هوشمند آینده را همکاری می‌دانند.

مواردی که به آن‌ها اشاره شد، تنها دو نمونه موردی از صدها کاربرد فناوری‌های هوشمند در جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی است.