استفاده از پهبادهای آبی، حسگرها و بلاکچین برای کنترل کیفیت آب رودخانه ولگا با افزایش شفافیت داده‌ها
حدود ۷۰ % آب‌های آشامیدنی روسیه جزء منابع آب سطحی است، و بقیه جزء آب‌های زیرزمینی هستند. ۲۵ % آب شیرین جهان در کشور روسیه قرار دارد.
آلودگی آب یکی از مسئله‌های مهم در این کشور است؛ در حال حاضر بیش از ۱۰ میلیون روستا از آب آشامیدنی با کیفیت برخوردار نیستند. طبق گفته‌ی سازمان‌های نظارتی روسیه، حدود ۳۵% الی۶۰% کل ذخایر آب آشامیدنی، استانداردهای بهداشتی را رعایت نمی‌کنند. این واقعیت از گسترش مسائل بهداشتی در بسیاری از شهرها و روستاها در سراسر کشور حمایت می‌کند، چرا که تنها ۸ % از فاضلاب‌ها قبل از بازگشت به آبراهه‌ها به درستی تصفیه می‌شوند.
برنامه “آب تمیز” در سال ۲۰۰۶ به طور رسمی در این کشور آغاز شد. این برنامه بر سه اصل اساسی استوار است: تغییر قوانین به منظور افزایش حفاظت از منابع آبی، ارتقاء مصرف آب آشامیدنی با کیفیت در کشور و تحقیقات مداوم در زمینه تصفیه آب.
Airalab، شبکه هوشمند IoT (توزیع کننده Libelium در روسیه) و دانشگاه دولتی Tolyatti، پروژه
“Drone on Volga” را برای اندازه‌گیری آلودگی آب مخزن Kuybyshev، بزرگ‌ترین مخزن آب در آسیا و اروپا، واقع در رود ولگا (در منطقه سامارا)، توسعه داده‌اند.
Airalab، سازمان غیر انتفاعی و مرکز تحقیقات روباتیک، متخصص در حوزه شهر هوشمند و پروژه‌های صنعتی در روسیه، پلت‌فرم نرم‌افزاری منبع‌باز Robonomics را برای پروژه‌های نظارت بر آلودگی محیط زیست شهری پیاده‌سازی کرده است که با استفاده از حسگرهای ساکن و متحرک پهبادهای آبی، میزان آلاینده‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند. از آن‌جا که پروژه “Drone on the Volga”، به یک پلت‌فرم اولیه سریع برای اندازه‌گیری آلودگی آب با استفاده از پردازش داده‌ها نیاز داشت، تیم خورشیدی Tolyatti، پهباد آبی با باتری خورشیدی و مجهز به فناوری Libelium را طراحی کرد که قادر به حرکت به سمت مخزن آب و اندازه‌گیری پارامترهای کیفیت آن است.
بخش اعظمی از کار پروژه Airalab، بلاکچین است، که به منظور هوشمندسازی شهرها و پروژه‌های صنعتی، بر اتخاذ فناوری‌های غیرمتمرکز تمرکز می‌کنند. یکپارچه‌سازی فناوری‌های جدید، کیفیت زندگی شهروندان را بهبود بخشیده است.
در این پروژه از بلاکچین برای به دست آوردن اطلاعات آب آشامیدنی برای ارائه به ذینفعان استفاده می‌شود. بلاکچین به طور معمول توسط یک شبکه P2P مدیریت می‌شود که در واقع پروتکلی برای ارتباطات بین نودها و اعتبارسنجی بلوک‌های جدید است. با ثبت اطلاعات در بلاکچین، این اطلاعات غیرقابل تغییر هستند مگر این که محتوای همه بلوک‌های بعدی نیز تغییر پیدا کنند بنابراین اطلاعات ثبت‌شده غیر قابل دست‌کاری بوده و هر گونه اطلاعات افزوده شده، مستلزم توافق اکثریت شبکه است.
فناوری‌های غیرمتمرکز مانند بلاکچین می‌توانند با توجه به خصوصیات شناسایی منابع اطلاعاتی و دستگاه‌ها، داده‌های قابل اطمینان، شفافیت و باز بودن، اکوسیستم بازار، قراردادهای پشتیبانی شده با داده‌ها و دارایی‌ها، کمک شایانی در این حوزه کنند. Alisher Khassanov مهندس ارشد Airalab بیان کرد که ” ما در دنیای پروژه‌های IoT و بلاکچین کار می‌کنیم، از جمله شناسایی و امضای داده‌ها و پروتکل‌های بازار، بنابراین ما پلت فرم منبع باز Robonomics را ساخته‌ایم که پشتیبانی مهندسی را برای توسعه‌دهندگان از مرحله اثبات مفهوم تا ارائه راه‌حل‌های کامل به ارمغان می‌آورد.”
در این پروژه پهباد خدمات خود را از طریق یک برنامه وب ارائه می‌دهد به نحوی که به کاربر اجازه استفاده از سرویس را می‌دهد.
شبکه Robonomics برای برقراری ارتباط با ربات استفاده می‌شود. با این کار، ربات می‌تواند خدمات خود را ارائه دهد و شهروندان یا کارکنان دولتی می‌توانند از طریق وب سایت و با پرداخت رمزارزها، خدمات مورد نیاز خود را سفارش دهند. شبکه Robonomics بر اساس پلت‌فرم بلاک‌چینی اتریوم و پروتکل IPFS ساخته شده است، که تاریخچه‌ای از هش اطلاعات اندازه‌گیری شده توسط حسگرها را در بلاکچین عمومی ذخیره‌سازی می‌کند و بدین ترتیب از جعل احتمالی اطلاعات حفاظت می‌کند.
توسعه دهندگان برنامه وب می‌توانند به منظور توافق در شرایط کار و قیمت، قراردادی را بین مشتری و مجری اجرا کنند. Robonomicsبه مردم و ماشین آلات اجازه می‌دهد بدون نیاز به وجود نهادی مرکزی بتوانند برای “توافق‌های هوشمند” بر روی وب اتریوم مذاکره کنند.
به منظور پیاده‌سازی این سیستم سنجش آب، Airalab تصمیم گرفت که از پلت‌فرم Waspmote متعلق به شرکت Libelium استفاده کند که فقط کافی بود به برق وصل شود و کار حسگری را شروع کند!
پارامترهای کنترل شده توسط دستگاه‌های مخزن Kuybyshev شامل دمای آب، pH، اکسیژن محلول، هدایت الکتریکی آب، یون های +۴NH و -۳NO است.
کنترل‌کننده Waspmote اندازه‌گیری‌ها را در حین حرکت خود در مخزن آب انجام می‌دهد و این اطلاعات را از طریق USB به کامپیوتر روی برد می‌فرستد. کامپیوتر، اطلاعات را از طریق پروتکل Robonomics ( بر مبنای IPFS و Ethereum ) و با استفاده از اینترنت ۴G به سیستم ارسال می‌کند تا داده‌ها را به صورت عمومی، تغییرناپذیر و با توافق خاصی در قالب قرارداد هوشمند ذخیره سازند.
این پروژه امیدوار است که در گام اول بتواند با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، آلودگی آب رودخانه را اندازه‌گیری کند و نشان دهد که چگونه می‌توان با استفاده از فناوری بلاکچین، داده‌های قابل اطمینان و بازار غیر متمرکز برای خدمات پهبادها در شهرهای هوشمند ایجاد کرد.
Alisher Khassanov مهندس ارشد Airalab Rus می‌گوید:” ما به یک سخت‌افزار انعطاف‌پذیر و پلت‌فرم نمونه‌برداری سریع نرم‌افزاری احتیاج داریم.
این پروژه ترکیبی از دستگاه‌های خودکار مدرن، بلاکچین و اینترنت اشیا است که نحوه نظارت محیط بدون نیاز به تعامل انسانی را نشان می‌دهد. این پروژه می‌تواند مبنای ایجاد نظارت مستمر آلاینده‌ها در محیط‌های آبی باشد. ماتریس اطلاعاتی دریافتی از پهبادها به عنوان داده‌های ورودی سیستم‌های AI است که می‌توانند به راحتی و به سرعت منبع آلودگی را شناسایی کنند.
در رویداد هفته دیجیتال ایران ، نشستی با همکاری رویداد تهران هوشمند در محل برج میلاد در روز دوشنبه ۱۹ آذرساعت ۱۳:۳۰ با موضع فناوری بلاکچین و کاربردهای آن با حضور کارشناسان این صنعت برگزار خواهد شد. امیدواریم راهکارهای مفید مبتنی بر بلاکچین هرچه بیشتر و بهتر در این نشست مورد بررسی و بحث کارشناسان قرار گیرد.
نویسنده: محمد کشوری
گروه علمی تحلیلی طیف
جهت ثبت نام در نشست تخصصی بلاکچین و خدمات هوشمند در هفته دیجیتال ایران به لینک زیر مراجعه فرمایید