Сьогодні питання захисту довкілля виходять на перший план серед інших пріоритетів світового.
Роботи, які вирощують дерева
Регулярна вирубка дерев призводить до зростанняконцентрації окису вуглецю в атмосфері на 6-12%. За оцінками вчених, щорічно на планеті вирубують понад 15 млрд дерев. За цей же період виростає тільки 5 млрд дерев. Якщо нічого не робити, то лісові запаси закінчаться до 2300. Застосування роботизованої техніки допоможе вирішити цю проблему.
Growbot - автономний сад на гідропонних технологіях
Проект позиціонується розробниками якекологічна альтернатива традиційному землеробству. Роботизована система працює на сонячній енергії, при вирощуванні не застосовуються хімічні добрива. Удосконалена гідропонна технологія заснована на циркуляції води в замкнутому контурі, рідина використовується повторно і не забруднює природні водойми.
Робот Growbot зовні нагадує шестиколіснийвантажівка. Він оснащений сівалкою для розпушування твердого ґрунту. Орієнтовний термін служби – 35 000 годин. Сфери застосування: відновлення лісів, озеленення ділянок, виконання сільськогосподарських робіт. Пристрій справляється з посадкою дерев у важкопрохідній місцевості та в регіонах, де водяться отруйні змії та павуки. Зараз розробники працюють над роботом Growbot нового покоління, який зможе садити тисячу дерев за раз і використовувати автономні системи для проходження заздалегідь запрограмованим маршрутом посадки.
BioCarbon Engineering - відновлення планетарної екосистеми
Суть стартапу - масштабне висаджування лісів.Дрони викидають капсули з пророщеним насінням дерев і контролюють процес росту. За оцінками розробників за день можна висадити до 36 000 дерев. У цьому вартість роботи проти звичайними методами знижується на 85%. Для масового засіювання території використовуються дрони, якими керують оператори. Перший етап — збір відомостей про топографію та якість ґрунту за допомогою дронів, що літають на висоті 100 м. Потім на основі зібраної інформації програма вибирає найкраще місце для посадки дерев та формує карту посадки. Друга група дронів літає на відстані 3 м над землею, скидаючи на землю заповнені поживними речовинами та насінням капсули (по дві штуки на секунду). Капсули здатні проникати у ґрунт. Один дрон, що містить 300 капсул, обробляє 1 га за 18 хвилин.
CO2Revolution - відновлення екосистеми в тисячу разів швидше
Суть стартапу:масове висаджування дерев із використанням безпілотних літальних апаратів. Технологія передбачає використання таких елементів: дрони з контейнерами для насіння, капсули з попередньо пророслим насінням iSeeds і смартфон LG G8 Smart Green, що відповідає за керування літальними апаратами. Дрони збирають інформацію про місцевість, потім комп'ютерна програма аналізує параметри (температура, тип ґрунту, кількість опадів, потреби місцевого населення) та вибирає найбільш сприятливе місце для розвитку нової екосистеми. Розробники стверджують, що використання роботів CO2 Revolution відновить екосистему в 1 000 разів швидше і в 10 разів дешевше за звичні методи. Два дрони здатні висадити дерева на території, що дорівнює площі 1,5 футбольних полів, всього за 10 хвилин. Витрати на посадку однієї рослини становитимуть $0,11.
Роботи та аналітичні системи, що допомагають вирощувати рослини
Інноваційні розробки зроблять процесвирощування рослин повністю автоматизованим і допоможуть вирішити проблему з нестачею робочих рук у сільському господарстві. Обсяг російського ринку цифрових технологій в сільському господарстві сьогодні становить 360 млрд рублів, а до 2026 року він повинен вирости в п'ять разів (у тому числі за рахунок підтримки агротех-стартапів).
The Plantoid Project - моніторинг навколишнього середовища
Робот The Plantoid Project досліджує грунт іповітря для виявлення шкідливих речовин, прогнозує їх вплив на організм людини і навколишнє середовище. Пристрій оснащений мережею сенсорних і приводяться в дію коренів, на кожному з них розміщені датчики, блоки управління, зони подовження. Один з коренів здатний згинатися в відповідь на сигнали датчиків, а другий демонструє штучне зростання. Стовбур рослини виготовлений із пластику, усередині нього розташований мікрокомп'ютер. Листя оснащені датчиками, які вміють оцінювати умови навколишнього середовища (температуру, вологість повітря, хімічні чинники). Пристрої можна використовуватися в різних сферах життя: від моніторингу навколишнього середовища до дослідження космосу.
Fermata - моніторинг життєвого циклу рослин в режимі real-time
Російсько-ізраїльський стартап розробивплатформу моніторингу стану рослин та прогнозування врожаю. ІІ оптимізує умови вирощування культур та визначає початкову стадію відхилень та захворювань: збирає інформацію про кліматичні умови та зростання рослин. За допомогою спеціальних датчиків та ПЗ Agritech обсяги врожаю розраховуються з точністю 90%, а хвороби рослин – 95%.
iFarm Project - автоматизовані агроферми
Роботизовані системи для вирощування ягід іовочів здатні функціонувати цілий рік. У порівнянні з традиційними теплицями комплекси iFarm споживають значно менше води (на 90%) і електроенергії (на 25%). Розміри ферм варіюються від 100 до 1 000 м2, вартість 1 м2 - близько 40 тис. Рублів. В основі конструкції - алюмінієві профілі, а окремі вузли і деталі надруковані на 3D-принтерах. Апарат вміє самостійно робити лунки, садити насіння і поливати розсаду.
Роботи, які борються із забрудненням водного ландшафту
За оцінками ООН, від 80 до 90% стічних водскидаються у довкілля без будь-якої очищення. Від дефіциту прісної води страждає 40% населення планети. Доступу до чистої води позбавлено 700 млн жителів планети, і понад 1,7 млрд людей, які проживають на території річкових басейнів, потребують додаткових джерел прісної води. Якщо жодних заходів не вживатимуть, до 2030 року їх кількість досягне 5 млрд — це дві третини населення Землі.
Row-bot - мікроорганізми як джерело енергії
Суть стартапа:створення гребного робота, здатного поглинати органічні речовини і очищати тим самим воду. Розробник - Брістольський робототехническая лабораторія (BRL). Конструкція апарату нагадує водяного жука. Всі чотири кінцівки апарату мають поплавці, які не дозволяють йому затонути і допомагають підтримувати стабільний рівень води в паливному елементі. Плавання в воді відбувається за рахунок роботи пари «веселий», що приводяться в рух мікроскопічними електромоторами. Сфера застосування: очищення водойм з прісною і солоною водою, зливних ям, каналізаційних стоків. Пристрій функціонує в автономному режимі, так як паливні елементи використовують енергію метаболізму мікроорганізмів. У паливне пристрій поставляється брудна вода, після переробки через заслінки виливається чиста вода. Виробляється протягом одного циклу енергія в кількості 1,8 Дж зберігається в електричному конденсаторі. 1 Дж енергії досить для того, щоб робот подолав відстань в 20 см, а решта 0,8 Дж можна використовувати для постачання енергією датчиків і керуючої електроніки.
Urban Rivers - розрахований на багато користувачів збирач сміття з веб-інтерфейсом
Стартап створювався для очищення річки Чикаго відсміття. За задумом розробників, користувачі можуть керувати роботом через сайт. Загалом процес нагадує онлайн-гра, але виконує корисні дії насправді. За задумом авторів, будь-яка людина зможе віддалено управляти роботом в режимі реального часу через сайт і таким чином збирати сміття з водоймища і накопичувати його в спеціальних ємностях. Коли ємності заповнюються, апарат повернеться на базовий термінал, де команда Urban Rivers вивантажить сміття та підготує його до нового запливу. Робот оснащений функцією GPS-відстеження та страхувальним тросом, що перешкоджає затопленню.
Ocean Cleanup - океани без пластикового сміття
Робот Interceptor від компанії Ocean Cleanupявляє собою автономне судно, завдання якого полягає в вилові сміття з річок до того, як він потрапить в моря і океани. Сміття рівномірно розподіляється по шести контейнерів загальною ємністю 50 куб. м. Коли всі контейнери заповнюються - робот відправляє текстове повідомлення місцевим операторам зі збору відходів. Пристрій працює за рахунок літій-іонної батареї, за добу воно збирає до 50 тис. Кг відходів. Апарат підключений до хмарної системі, яка виконує контроль за продуктивністю, енергоспоживанням, станом компонентів. Два роботи вже проявили себе на практиці: один з них встановлений на річці в Тангеранге (Індонезія), другий - на річці в Кланг (Малайзія). До 2025 року розробник планує очистити 1 000 річок, які забезпечують до 80% усього забруднення океану пластиковими відходами.
Роботи, які використовують сонячну енергію та енергію хвиль
Загальна кількість сонячної енергії, якупоглинає атмосфера, поверхню суші і океану, становить приблизно 3 850 000 ексаджоулей (ЕДж) в рік. Хвилі в якості джерела енергії привабливі тим, що працюють безперервно. Їх можна використовувати в 80% найбільших прибережних міст світу і на островах. Сумарно енергетичний потенціал хвиль оцінюється в 29 500 терават-годин на рік, а це становить 125% від поточного рівня споживання електрики в світі.
Liquid Robotics - комплексна аналітика далеко від суші
Безпілотники Liquid Robotics вивчаютьокеанографічні та кліматичні дані в автономному режимі. Пристрій використовує енергію хвиль для руху та енергію сонця для датчиків та виконання бортових обчислень, що дозволяє проводити в океані багато місяців поспіль без палива. Система складається з трьох частин: поплавка на поверхні, 8-метрового шлангокабелю та підводного човна. Можливе оснащення додатковими датчиками для виконання завдань у морській науці, комерційних та оборонних цілях.
Sinn Power - джерело живлення для вічного двигуна
Модульна морська платформа здатна генерувативідновлювану енергію з хвиль, вітру та сонця. Конструкція може працювати за будь-яких погодних умов. Хвильові генератори оснащені сонячними батареями та вітровими турбінами. За задумом інженерів, важка платформа при ударі хвиль майже не зміщується, а вся енергія йде в рухливі поплавці. Амплітуда їх руху досягає 3 м, завдяки чому система збирає енергію хвиль заввишки від 2 до 6 м, перетворюючи рух поплавців на електрику. Сфера застосування: одержання електроенергії з відновлюваних джерел, у перспективі проект стане реальною заміною електростанціям, які використовують викопне паливо.
Ocean Energy - генератори енергії для віддалених територій
Енергетичні установки для перетворенняенергії морських хвиль в електрику можуть застосовуватися на островах, де немає місця для спорудження вітрових або сонячних електростанцій. Установка являє собою величезний буй вагою 826 тонн, який генерує 1,25 МВт енергії. Цієї потужності достатньо для забезпечення електрикою населеного пункту на 18 тис. Будинків, харчування опріснювальних установок, рибних і креветочних ферм. Експерти Bloomberg стверджують, що аналогічні проекти чекає бурхливий розвиток в найближчому десятилітті.
Роботи, що знищують шкідливих комах
Збільшення чисельності шкідливих комах насільськогосподарських полях по праву вважається центральною проблемою сучасної екології. Паразитуючі комахи щорічно призводять до втрат 12% врожаю по всьому світу на суму $ 157 млрд.
RangerBot - збереження коралових екоструктур
Роботи-дрони призначені для підтримкипорядку під водою: вони захищають рифи від морських зірок та хижих паразитів (наприклад, морських багатощетинкових черв'яків). Учасники проекту: Квінслендський технологічний університет, компанія Google та організації Great Barrier Reef Foundation. Робот здатний працювати вісім годин без підзарядки. Пристрій ідентифікує паразитів з точністю 99,4%. Принцип роботи такий, як у дайверів: робот визначає місце розташування шкідника і робить йому смертельний укол. Коралові рифи при цьому не страждають. Дрон задуманий недорогим і доступним у масовому виробництві, його використовуватимуть вчені, активісти, представники місцевих громад.
Fly&See - боротьба зі шкідниками без хімікатів
Коптери Fly&See поширюють кориснихкомах або бактерій, які знищують шкідників. За один політ тривалістю 13-14 хвилин дрон обробить територію площею 18-20 га. Є можливість регулювати норму внесення ентомофагів на 1 га, налаштовувати суцільне внесення або скидання лише в певні точки поля GPS з точністю до 20 см. Польоти відбуваються в автоматичному режимі, без участі пілота. За оцінками розробників, технологія дозволить збільшити врожайність до 20%.
Agri Drone - точкове знищення комах
Суть технології:розробка робота для боротьби з комахами, що поїдають та знищують урожай (наприклад, метелики, білі цикади, колорадські жуки). Вона стане альтернативою масовому використанню шкідливих пестицидів. Дрон патрулює поля, вишукуючи комах, а потім точково стріляє по них зарядом пестицидів. Завдяки цьому врожай не накопичує у собі шкідливі речовини. Пристрій слід використовувати в нічний час, коли комахи виходять з місць, де вони ховалися протягом дня. Запуск дрона виконується автоматично. Крім пестицидної гармати робот оснащений термальними та інфрачервоними камерами, та електричною мухобойкою.
Роботи по переробці відходів
За даними Мінприроди, в Росії щорічноутворюється 70 млн тонн твердих комунальних відходів, але при цьому працюють тільки 15 підприємств, на яких витягується 20% вторинних матеріальних ресурсів для переробки. Їх частка в загальному обсязі відходів становить 3%. Розробники робототехніки стверджують, що їхні винаходи допоможуть запобігти забрудненню довкілля, виведуть систему збору та переробки сміття на новий рівень і відкривають ряд можливостей для вилучення нової цінності з нього. За результатами дослідження НДУ ВШЕ, обсяг світового ринку збору та утилізації відходів (виключаючи сегмент видобутку корисних копалин) в 2019 році перевищив $ 1,1 трлн. Очікується, що в найближчій перспективі цей ринок буде рости на 7-10% в рік.
Aurora Borealis - боротьба з шкідливими викидами в атмосферу
Російська роботизована система длязнищення органічних відходів здатна переробляти до 5 тис. м3 / год. Пристрій складається з трьох елементів: печі, дожигатель газів (не залишає шкідливих домішок і робить викиди екологічно чистими), теплообмінний апарат (заощаджує витрати газу при спалюванні відходів). Сфера застосування: нафтове, сталеливарне та інші виробництва, де потрібно досягти необхідних екологічних показників щодо викидів в атмосферу.
Recuper
Суть технології:створення роботизованої техніки для переробки відходів в синтез-газ і тепло, які можна використовувати на технологічні потреби, а також на технічний вуглець з отриманням сорбентів. В основі лежить деструкція вуглеводневої сировини без доступу кисню і без застосування каталізаторів під надлишковим тиском. Переробці підлягають: ТПВ, мулистий осад стічних вод, промислові і сільськогосподарські відходи. Наприклад, з однієї тонни ТПВ можна зробити 400 кубометрів синтез-газу і 50-150 кг сорбентів.
TrashBot - інтелектуальна урна з сортуванням відходів
Розумна сміттєва урна працює за допомогою технологіймашинне навчання. Робот аналізує кожен предмет і приймає рішення щодо його подальшої долі: поховати чи переробити. Принцип дії: після того, як людина кидає сміття в отвір, робот зважує кожен предмет, при необхідності очищає його від рідини, аналізує за допомогою відеокамери та ряду датчиків і приймає рішення: відправити його у відділення для відходів, що підлягають похованню, або у відділення для матеріалів, які можна переробити. Пристрій призначений для встановлення у місцях з високою прохідністю: офісні будівлі, аеропорти, спортивні арени, університети. Аналіз кожного викинутого предмета займає 3 секунди, точність сортування становить 90%.
Обробка сміття - одна з областей, куди активновпроваджуються робототехнічні рішення. За оцінкою Transparency Market Research, обсяг світового ринку переробки пластику в найближчі 8 років буде зростати на 6,8% на рік. Для комплексного вирішення екологічних проблем використовуються роботи, ефективність яких на порядок вища за людську. Зараз в цю сферу впроваджуються цифрові рішення, завдання яких полягає в утилізації виробничих та побутових відходів, боротьби з забрудненнями ґрунтів, водного й повітряного середовищ. Багато розробок вже застосовуються в рамках міжнародних проектів, орієнтованих на поліпшення екологічної ситуації в світі (наприклад, морські роботи для екологічного моніторингу в Арктиці). Експерти відзначають, що такі заходи допоможуть сформувати стійкі екосистеми, підвищать продуктивність сільськогосподарських підприємств і знизять негативний вплив хімікатів на грунт і здоров'я людей.
Читайте також:
Фізики з'ясували траєкторію польоту крапель кашлю. Небезпечну відстань - понад 6 метрів
Річна місія в Арктиці закінчилася, і дані невтішні. Що чекає людство?
Вчені намагаються зрозуміти, скільки живе нейтрон. Чому це так складно і важливо?