Tree Tech：讓電子產(chǎn)品參與環(huán)保

科技行業(yè)與環(huán)境的關(guān)系并不總是和諧的。有些人可能會認(rèn)為這是一種輕描淡寫的說法，我們當(dāng)然可以從過去——不幸的是，現(xiàn)在——中找到技術(shù)發(fā)展對人類社會和生態(tài)系統(tǒng)的健康產(chǎn)生負(fù)面影響的例子。電子行業(yè)也未能幸免于這一趨勢，持續(xù)關(guān)注的問題包括管理電子垃圾、減輕太陽能電池板中有害材料的影響以及使半導(dǎo)體制造的毒性更低和更具可持續(xù)性。

圖中的樹木測量儀測量季節(jié)性樹木生長模式、降雨和隨后干燥后的腫脹以及每日吸水周期。

幸運的是，工程師們樂于尋找解決方案，盡管科技行業(yè)已經(jīng)造成了環(huán)境問題，但新的電子系統(tǒng)也為解決環(huán)境問題提供了機(jī)會。在本文中，我們將了解三種用于保護(hù)被廣泛認(rèn)為對我們星球的整體健康和活力至關(guān)重要的生物體（即樹木）的高科技方法。

物聯(lián)網(wǎng)時代已將大量離散傳感器引入我們的家庭、辦公室和工業(yè)設(shè)施，收集和處理數(shù)據(jù)以提高系統(tǒng)效率。將這一概念應(yīng)用于林地管理導(dǎo)致了一種被稱為氣候智能型林業(yè)(CSF) 的實踐，由 Torresan 等人定義。作為“可持續(xù)適應(yīng)性森林管理的新興分支，旨在增強森林適應(yīng)和減緩氣候變化的潛力”。通過實時監(jiān)測由多種分布式傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，CSF 尋求更有效地促進(jìn)健康、多產(chǎn)、生物多樣性的森林。

CSF 系統(tǒng)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了多種傳感技術(shù)，這些技術(shù)協(xié)同工作以定期向環(huán)境科學(xué)家和森林管理者提供信息。CSF 傳感器包括雨量計、熱敏電阻以及用于測量土壤濕度、土壤氣體排放、葉子質(zhì)量、葉子溫度、液流和生長速率的專用設(shè)備或系統(tǒng)。

如圖所示，CSF 涉及多種協(xié)同工作的先進(jìn)技術(shù)。圖片由 加拿大森林研究雜志提供

盡管理論上很有前途，但 CSF 需要先進(jìn)的技術(shù)、復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理以及將電子設(shè)備廣泛部署到并不總是有利于可靠運行的區(qū)域和條件。我的工程師的直覺告訴我，小故障、故障和性能不足將頻繁發(fā)生，足以嚴(yán)重危及 CSF 的可行性——尤其是如果決策是在公司層面做出的，財務(wù)可持續(xù)性通常必須優(yōu)先于生態(tài)可持續(xù)性。盡管如此，森林監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，至少一些 CSF 專家更加樂觀：“數(shù)據(jù)豐富的氣候智能型林業(yè)的可能性似乎即將實現(xiàn)。”

英飛凌與 Rainforest Connection 之間的合作伙伴關(guān)系產(chǎn)生了令我印象深刻的真正創(chuàng)新的森林保護(hù)技術(shù)。隨著所有媒體對氣候變化和其他相當(dāng)復(fù)雜或抽象的環(huán)境問題的報道，人們很容易忘記樹木經(jīng)常面臨更直接和直接的危險——比如拿著電鋸的人。

幸運的是，對于那些試圖保護(hù)森林免受非法采伐的人來說，鏈鋸并不是完全隱蔽的工具。相反，它們異常嘈雜，工程師們正在利用它們特有的噪音。英飛凌的 Guardian 系統(tǒng)將太陽能聲音傳感器與人工智能相結(jié)合，可以檢測和定位非法電鋸使用情況，以便管理員進(jìn)行干預(yù)。基于 Guardian 的保護(hù)項目在 25 個國家/地區(qū)開展，這令人印象深刻，但與護(hù)林員討論該系統(tǒng)的實際操作以及它如何成功地使他們能夠安全、及時地****非法侵入的伐木者會很有趣。

圖片由英飛凌提供

雖然我認(rèn)為沒有人會把 Guardian 的太陽能電池板誤認(rèn)為是大型熱帶花卉，但我很欣賞將這項技術(shù)從視覺上融入雨林景觀的嘗試。

在目前不是非法木材采伐目標(biāo)的地區(qū)，或者在伐木者意識到機(jī)會對他們不利后不太可能成為目標(biāo)的地區(qū)，這種設(shè)備的成本可能難以證明是合理的，但英飛凌搶先了這種擔(dān)憂：同樣的硬件可以捕獲各種森林動物群的錄音，從而幫助科學(xué)家監(jiān)測生物多樣性和瀕危物種的種群。

德國初創(chuàng)公司Treesense正在利用其團(tuán)隊在林業(yè)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)和電氣工程方面的專業(yè)知識來開發(fā)他們稱之為樹木可穿戴設(shè)備的產(chǎn)品。與迄今為止討論的為大規(guī)模森林管理或保護(hù)而設(shè)計的系統(tǒng)不同，Treesense 致力于將電子樹木監(jiān)控擴(kuò)展到城市、苗圃、果園，甚至可能是您的后院。

Treesense 設(shè)計了一款名為 Pulse 的無線傳感器產(chǎn)品，以及一款隨附的基于云的應(yīng)用程序，用于管理和可視化傳感器數(shù)據(jù)。Pulse 安裝在樹干的外表面，用于監(jiān)測樹木木質(zhì)部的含水量，以促進(jìn)優(yōu)化灌溉并提供對樹木健康狀況的一些了解。

這張圖顯示了為什么普通人和樹棲專家都可以安裝和使用的 Treesense Pulse 設(shè)備被描述為樹木的可穿戴設(shè)備。（Borke 在德語中是樹皮的意思。）圖片由Treesense提供

多個 Pulse 單元可以集成到需要協(xié)調(diào)、高效的樹木管理的大型市政或商業(yè)項目中。

我預(yù)計小型和大型工程公司對綠色技術(shù)和樹木技術(shù)的投資將穩(wěn)步增長。然而，我并不認(rèn)為電子行業(yè)會迅速放棄所有對環(huán)境有問題的做法和材料——據(jù)我估計，鑒于缺乏可行的替代品，它現(xiàn)在或任何時候都不可能放棄它們。

那么，在這一點上，也許我們最好的選擇是在生態(tài)破壞和生態(tài)保護(hù)之間尋求更大的平衡，而許多科學(xué)家和工程師已經(jīng)在這樣做了。