Cinci inovaţii care vor schimba lumea de mâine: Macroscoape pentru a înţelege complexitatea Terrei

În anul 1609 Galileo a inventat telescopul şi a văzut pentru prima oară cosmosul într-un mod cu totul nou. Această descoperire a infirmat teoria că Pământul se află în centrul Universului şi a demonstrat că planeta noastră, la fel ca şi celelalte, se roteşte în jurul Soarelui, realitate care până atunci a fost imposibil de observat direct.

IBM Research are ambiţia de a se plasa în această tradiţie a inovaţiilor, fie că este vorba de noi dispozitive tehnologice sau de noi instrumente software, pentru a descoperi realitatea înconjurătoare, de la nivelul nanoscopic la cel macroscopic.

IBM identifică cinci inovaţii care au potenţialul de a ne schimba viaţa în următorii cinci ani:

Macroscoape pentru a înţelege complexitatea realităţii

În următorii cinci ani vom folosi algoritmi de învăţare automată şi software pentru a organiza mai bine informaţiile despre lumea înconjurătoare şi pentru a putea vizualiza şi înţelege numeroasele şi complexele date adunate de miliarde de dispozitive. IBM a numit acest sistem „macroscop„, însă spre deosebire de microscopul cu care vedem lucrurile foarte mici sau de telescopul cu care vedem lucrurile foarte îndepărtate, macroscopul constă într-un sistem software şi de algoritmi care va aduna laolaltă toate datele complexe cu privire la Pământ şi le va analiza pentru a le afla secetele.

În prezent, nu dispunem decât de o fereastră îngustă prin care să privim ecosistemul complex şi interconectat din care facem parte. Reuşim să adunăm cantităţi uriaşe de date, dar majoritatea lor rămân neorganizate. În aceste condiţii nu este deloc surprinzător că oamenii de ştiinţă ajung să îşi petreacă în medie 80% din timp căutând şi ordonând date în loc să-şi dedice acest timp pentru analiza şi înţelegerea acestor date.

Datorită Internetului lucrurilor (Internet of Things — IoT), noi surse de date apar zilnic de la milioanele de obiecte interconectate — de la frigidere, becuri şi sisteme de monitorizare cardiacă permanentă şi până la drone, camere video automate, sateliţi sau telescoape. Deja există peste 6 miliarde de dispozitive interconectate care generează zeci de exabiţi de date pe lună (un exabit = un miliard de gigabiţi), cu o rată de creştere de peste 30% pe an. După ce am reuşit să digitalizăm informaţia, tranzacţiile comerciale şi interacţiunile sociale, iată că ne aflăm în plin proces de digitalizare a lumii înconjurătoare.

Peste cinci ani, tehnologia macroscopică va transforma multe industrii, oferind noi informaţii despre unele dintre cele mai importante probleme cu care ne confruntăm, cum ar fi disponibilitatea alimentelor, a apei şi energiei. Prin agregarea, organizarea şi analiza datelor despre climă, starea solului, resursele de apă şi legătura dintre acestea şi practicile de irigare, spre exemplu, o nouă generaţie de fermieri va dispune de informaţii relevante pentru a alege cele mai potrivite culturi, locul unde să le cultive şi cum să le crească randamentul, conservând în acelaşi timp preţioasa apă.

Dincolo de planeta noastră, tehnologia macroscopică poate să se ocupe, spre exemplu, de indexarea şi corelarea datelor culese de telescoape pentru a preconiza impacturile dintre asteroizi şi a afla mai multe despre compoziţia acestora.

În 2012, IBM Research a început să analizeze acest concept la Podgoria Gallo, integrând datele cu privire la irigaţii, sol şi condiţiile meteorologice cu cele obţinute din satelit şi cu datele provenite de la alte sisteme pentru a preconiza cu exactitate de câtă apă este nevoie pentru a obţine o recoltă de struguri optimă, atât din punct de vedere cantitativ cât şi calitativ. În viitor , astfel de abordări vor putea fi aplicate în orice domeniu de activitate.

„Am lucrat la elaborarea unui microscop optic în câmp apropiat pentru a studia moleculele individuale la rezoluţii spaţiale înalte. De asemenea, am contribuit la câştigarea de către IBM a premiului Vintage Report Innovation din partea industriei vinicole prin participarea la realizarea unui sistem de irigaţii prototip bazat pe tehnologie IoT şi care a scăzut consumul de apă cu 25% şi a crescut recolta cu 26% la Podgoria Gallo„, a declarat Hendrik Hamann, Research Manager for Physical Analytics, IBM Research.

Cercetările desfăşurate de IBM sunt concentrate asupra aflării cât mai multor informaţii despre lumea înconjurătoare, pe măsură ce aceasta devine tot mai instrumentată, şi pentru o mai bună înţelegere a unor sisteme complexe şi interconectate precum vremea, clima, hidrologia pânzei freatice sau reţelele electrice. Simţurile noastre nu pot decât să ne ofere o imagine simplă asupra unui ecosistem care este în mod infinit mai interconectat şi mai complex.

Urmând apariţiei şi dezvoltării internetului, unde, desigur, toate datele sunt digitale şi care a dus şi la digitalizarea afacerilor şi apoi a interacţiunilor sociale, digitalizarea lumii înconjurătoare este următorul pas logic. Tot ceea ce există în lumea înconjurătoare poate fi corelat în timp şi spaţiu, deschizând astfel posibilitatea de a căuta şi analiza volume mari de informaţii geospaţiale complexe pentru a descoperi noi detalii ale problemelor fundamentale cu care ne confruntăm.

Astfel, în următorii cinci ani, noile tehnologii macroscopice ne vor permite să observăm în detaliu medii complexe din lumea înconjurătoare prin organizarea şi indexarea informaţiei geospaţiale — la fel cum inventarea microscopului a făcut posibilă descoperirea lumii microorganismelor iar cea a telescopului ne-a deschis ochii asupra cosmosului şi locului nostru în Univers.

Această tehnologie are potenţialul de a schimba lumea. Dacă ne gândim că populaţia planetei va depăşi 9 miliarde până în 2050, devine clar că liderii sociali, politici şi economici ai viitorului apropiat vor trebui să se asigure că vom găsi noi modalităţi sustenabile de a obţine mai multă hrană. Cele mai mari creşteri de populaţie se vor înregistra, cel mai probabil, în ţările în curs de dezvoltare, adică exact acolo unde nu sunt aplicate încă metodele moderne de practicare a agriculturii.

Pentru a rezolva această problemă perpetuă a creşterii producţiei alimentare este nevoie de soluţii globale de creştere a randamentului agricol fără a agrava procesul de eroziune a solului, poluarea apei şi fără a continua defrişările în scopuri agricole. O soluţie bazată pe macroscopie se poate dovedi de folos.

Prin adunarea şi analiza datelor cu privire la climă, condiţiile din sol, volumul de apă şi practicile de irigare — la care se pot adăuga chiar şi date cu privire la climatul social şi politic al ţării — fermierii, comercianţii de seminţe, producătorii de alimente şi alţii vor putea determina mai uşor care sunt cele mai inspirate alegeri pentru culturi, unde este cel mai bine să fie plantate şi cum să obţină cel mai bun randament posibil cu cel mai mic consum de resurse (apă, fertilizator, energie). (Text: Agerpres, Foto: shutterstock.com , Video: youtube.com)