احتمالاً اکثر مشکلات زیست‌محیطی کنونی، به نوعی ناشی از صنعتی شدن هستند. مسائلی مانند تغییرات اقلیمی، آلودگی هوا، کاهش شدید سطح ذخایر دریایی مانند ماهی‌ها، سموم وارد شده به رودخانه‌ها و خاک‌، حجم قابل توجه زباله در زمین و اقیانوس‌ها، از دست دادن تنوع زیستی و جنگل‌زدایی و بحران آب ، همگی از پیامدهای منفیِ صنعتی شدن می‌باشند.

اما نوآوری‌ها با پیشرفت انقلاب صنعتی چهارم، سریع‌تر، کارآمدتر و قابل‌دسترس‌تر از گذشته می‌شوند. تکنولوژی به ‌طور فزاینده‌ای در حال متصل شدن است و ما اکنون شاهد هم‌گرایی قلمروهای فیزیکی، دیجیتال و بیولوژیک هستیم. فناوری‌های نوظهور، از جمله اینترنت اشیا (IoT)، واقعیت مجازی (VR) و هوش مصنوعی (AI) می‌توانند تغییراتی اجتماعی با تأثیرات بنیان‌افکن بر اقتصادها، ارزش‌ها، هویت‌ها و امکانات برای نسل‌های آینده، ایجاد کنند.

مفهوم انقلاب صنعتی چهارم برای اولین بار در مجمع جهانی اقتصاد و توسط رئیس آن کلاوس شواب در سال ۲۰۱۶ معرفی شده است. برای اطلاعات بیشتر می‌توانید نوشته‌ای را در این زمینه که به پیامدهای انقلاب صنعتی چهارم می‌پردازد، مطالعه نمایید.

اکنون ما از فرصتی منحصر به‌ فرد به منظور بهره‌گیری از انقلاب صنعتی چهارم و تحولات اجتماعی ناشی از آن برای کمک و رسیدگی به مسائل زیست‌محیطی و تغییر نحوه مدیریت محیط جهانیِ خود، برخورداریم. با این‌حال، انقلاب صنعتی چهارم می‌تواند تهدیدهای موجود برای امنیت محیطی را تشدید کرده و یا ریسک‌های جدیدی را ایجاد کند که باید مدنظر قرار گیرند و مدیریت شوند.
بهره‌مندی از این فرصت‌ها و مدیریت کنشگرانه‌ این ریسک‌ها نیازمند دگرگونی در مفهوم “محیط زیست‌پذیر” است. یعنی چارچوب‌های حاکمیت و پروتکل‌های سیاست‌گذاری، مدل‌های سرمایه‌گذاری و تأمین مالی، انگیزه‌ جدی جهت توسعه فناوری و ماهیت تعامل اجتماعی همگی باید تغییر کنند. این تحول به‌ طور خودکار اتفاق نمی‌افتد و به همکاری فعالانه بین سیاست‌گذاران، دانشمندان، جامعه مدنی، قهرمانان فناوری و سرمایه‌گذاران نیاز دارد که درصورت موفقیت منجر به انقلاب پایدار می‌شود.

اما در میان چالش‌های ریز و درشت حوزه‌ محیط زیست، «آب» یکی از سه موضوع مهم است.

مسائل آب پیچیده و به هم مرتبطند. به همین دلیل است که از آب اغلب به‌ عنوان “مشکلی غامض و دردسرساز” یاد می‌شود. به ‌طور کلی، این نوع مسائل به “یک مشکل پیچیده” اشاره دارند که هیچ روش مقابله یا راه‌حل ساده یا هیچ پاسخ واحدی برای آن‌ها وجود ندارد. در عین حال، هر تلاشی برای حل آن‌ها می‌تواند مهم باشد. مشکلات دردسرساز غالباً به لحاظ اجتماعی پیچیده‌اند و در آن‌ها باید با تغییر رفتارها و پیامدهای غیر قابل ‌پیش‌بینی مواجه شد.

در شکل زیر می‌توان اثراگذاری کاربردهای فناوری‌های انقلاب صنعتی چهارم را بر چالش‌های آب و بهداشت مشاهده نمود.

اثراگذاری کاربردهای فناوری‌های انقلاب صنعتی چهارم بر چالش‌های آب و بهداشت

• راه حل‌های نوآورانه انقلاب صنعتی چهارم بر بحران آب

حال به نظر می‌رسد که انقلاب صنعتی چهارم می‌تواند در حل این مشکل غامض راه‌حل‌هایی را ارائه دهد. در ادامه به برخی از این راه حل‌های نوآورانه می‌پردازیم:

۱) انقلاب صنعتی چهارم و سیستم‌های زیرساختی آب در قرن بیست و یکم

انقلاب صنعتی چهارم، به‌ خصوص در حوزه دیجیتال، در حال تغییر سیستم‌های آب و سیستم‌های آب و فاضلاب است. جریان این انقلاب نه ‌تنها منجر به مدیریت مؤثرتر و کاراتر این ‌گونه سیستم‌های متمرکز می‌شود، بلکه فرصت‌هایی انکار نشدنی را برای توسعه‌ شبکه‌های غیرمتمرکز فراهم می‌آورد تا پاسخگوی نیازهای رو به گسترش جمعیت شهری باشند. چه در مورد شبکه‌های متمرکز و چه در مورد شبکه‌های غیرمتمرکز، پیشرفت‌های فناورانه تحت لوای انقلاب صنعتی چهارم در حال بازتعریف خدمات آبرسانی و شبکه‌های فاضلاب هستند.

۲) چرخش به سمت سیستم‌های غیرمتمرکز یا خارج از شبکه

راه‌‌حل‌های مربوط به آب در فناوری انقلاب صنعتی چهارم، پذیرش راه‌حل‌های خارج از شبکه و محلی برای تصفیه آب و فاضلاب و هم‌چنین قبول راهکارهایی برای ساخت سیستم‌های متمرکز- غیرمتمرکز (ترکیبی) را تسهیل می‌کند. چنین نوآوری‌هایی ضروری خواهد بود زیرا سیستم‌های متمرکز موجود برای تأمین نیازهای جمعیتِ در حال رشد کافی نیستند و در زمینه تأمین اعتبار و هم‌چنین در برخورد با عوامل سیاسی و اثرات جانبی تغییرات اقلیمی، با مشکلات فزاینده‌ای روبرو هستند. این تغییر در راستای سیستم‌های آب غیرمتمرکز، نقش مهمی را در برآورده کردن نیازهای آینده و بهبود برنامه‌ریزی شهری ایفا می‌کند.

به‌ عنوان‌ مثال، استراتژی‌های مورد استفاده در میکروشبکه‌های برق، جهت بکارگیری در سیستم‌های آب شهری سازگار شده‌اند تا این شبکه‌ها در برابر آسیب‌های ناشی از رخدادهای شدید آب و هوایی، تاب‌آور شوند. از سوی دیگر، نظارتِ به هنگام و از راه دور بر عملکرد سیستم آب و هم‌چنین کمیت و کیفیت آب؛ باعث استقبال گسترده‌تر از تولید آب خارج از شبکه شده است.

شرکت (Zero Mass Water)

یک مثال عالی در این زمینه، شرکت (Zero Mass Water) است که تجهیزاتی را به منظور تولید آب با استفاده از هوا و نور خورشید ایجاد کرده است و این امکان را به استفاده‌کنندگان می‌دهد تا در مکان‌های مورد نظر خود، به تولید آب مستقل از شبکه آبرسانی بپردازند.

علاوه براین، راه‌حل‌های دیجیتالی از طریق فناوری‌‌های نوظهور نظارت بلادرنگ بر کمیت آب مانند Waterlyzer، رابطه تأمین‌کنندگان و مصرف‌کنندگان آب را که از دیرباز رابطه‌ای یک‌طرفه بوده است، تغییر می‌دهد. این فناوری به مصرف‌کنندگان آب اجازه می‌دهد که نظارتی مستمر بر کیفیت آب مصرفی خود داشته باشند.
تغییر پارادایم به سمت راه‌حل‌هایی مبتنی بر زیرساخت‌های غیرمتمرکز موضوع جدیدی نیست و در دیگر بخش‌ها، مانند صنایع انرژی و مخابرات، این انتقال با موفقیت و به سرعت در حال انجام است.
فرصت‌هایی برای بخش آب وجود دارد تا بتوانند از این پیشرفت برای ارائه خدمات به میلیون‌ها مشتری “خارج از شبکه” استفاده کنند.

آمارها نشان می‌دهند که در حالی‌ که ۲.۴ میلیارد نفر از دسترسی به منابع آب سالم و فاضلاب بهداشتی محروم هستند، ۹۵ درصد از همین جمعیت تحت پوشش شبکه‌های تلفن همراه قرار دارند و ۶۳ درصد از آن‌ها از این شبکه استفاده می‌کنند.

کاهش نیاز به شبکه‌های پرهزینه و تعمیر و نگهداری، ایجاد تنوع در نوع مصرف و سرعت استقرار از مزایای رویکردهای غیرمتمرکز برای ارائه خدمات هستند.

۳) داده‌های تعاملی و بلادرنگ در آب

فناوری‌های نوظهور انقلاب صنعتی چهارم – یادگیری ماشینی، هوش مصنوعی، سنسورهای پیشرفته، تصاویر ماهواره‌ای، رباتیک و غیره- با ایجاد دسترسی و تحلیل داده‌های مربوط به آب در سطح جهانی، منطقه‌ای، آبخیزداری و محلی که پیش‌تر در دسترس نبودند، راه‌حل‌های مهمی را برای مقابله با چالش‌ مدیریت آب ارائه می‌دهند.
این فناوری‌ها، تحولی بزرگ در روش‌های جمع‌آوری و تجزیه‌ و تحلیل داده‌های آب ایجاد خواهند کرد که منجر به پایش بهتر تاب‌آوری سیستم‌های آب، پیش‌بینی باکیفیت تر خرابی‌های سیستم‌های آب و حفاظت بیشتر از منابع آبی خواهد شد.
این فناوری‌ها در ترکیب با اشکال جدید همکاری عمومی-خصوصی می‌توانند از تصمیم‌گیرندگان در سراسر صنعت، دولت و جامعه مدنی به منظور متعادل کردن موازنه تجاری، شناسایی اولویت‌های مشترک و کمک به انتخاب‌های هوشمندانه سرمایه‌گذاری پشتیبانی کنند.

۴) طراحی مجدد زنجیره‌های تأمین

فناوری‌های پیشرفته، شرکت‌ها را قادر به ایجاد نوآوری‌های جدید و تغییر در زنجیره‌های تأمین سنتی آب می‌سازند. این فناوری‌ها هم‌چنین مدل‌های جدید تجاری را ارائه می‌دهند که وابستگی به آب را به حداقل می‌رسانند. به‌ عنوان‌ مثال AeroFarms مزارع کشاورزی عمودی را در مسیرهای توزیع عمده و نزدیک به مراکز جمعیت ساخته و اداره می‌کند. AeroFarms با استفاده از فناوری و داده‌ها در تکنیک‌های کشاورزی دقیق، از ۹۵ درصد آب کم‌تر در مقایسه با مواد غذایی کشت‌شده در مزارع استفاده می‌کند و نسبت به روش‌های سنتی کشاورزی، سالانه ۳۹۰ برابر محصول بیشتر در هر فوت مربع برداشت می‌کند.
این شرکت و هزاران استارت‌آپ دیگر که در حوزه کشاورزی شهری و کشاورزی مسقف شروع به فعالیت کرده‌اند فلسفه کشاورزی فصلی و وابسته به تغییرات آب و هوایی را زیر سوال برده و هم‌چنین قادر به مدیریت محصولات خود از تولید بذر تا بسته‌بندی و پاسخگویی به نیاز رو به رشد هستند.

پیشرفت‌های اخیر در ردیابی و شفافیت تولید و ارائه محصولات، که با فناوری‌های نظیر بلاکچین امکان‌پذیر می‌شود، فشار بیشتری بر زنجیره تأمین به‌ منظور مدیریت مؤثرتر منابع آب ایجاد خواهند کرد. به ‌عنوان‌ مثال، یک شرکت تولید آب گازدار در اروپا به نام (FACT Water) یک کد قابل اسکن را با استفاده از فناوری بلاک‌چین بر روی هر کدام از قوطی‌های محصولات خود تعبیه کرده است که به مشتریان اجازه می‌دهد اطلاعات شفاف و دقیقی را پیرامون محتویات هر قوطی و منابع آب مورد استفاده در آن به دست بیاورند.

۵) منابع متنوع عرضه

در دنیایی که تنها ۰.۳ درصد از آب زمین برای مصرف انسان در دسترس است، ایجاد منابع جدید تأمین می‌تواند به ‌طور اساسی مسیر توسعه جهانی را تغییر دهد.

نانوتکنولوژی این پتانسیل را دارد که منابع آب جدید را در مقیاس زیاد فراهم کند و با این کار، می‌تواند مزایایی را در صنایع مختلف از جمله آلودگی‌زدایی آب، توسعه زیرساخت و سیستم‌های پایش به ارمغان بیاورد.
اقتصاد جهانی با تأمین سرمایه‌گذاری‌های پیش‌بینی‌شده در بازار فناوری نانو – که انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۴ از ۱۲۵ میلیارد دلار فراتر رود- تأثیرات بالقوه این فناوری را شناسایی کرده است.
کاربردهای بالقوه‌ فناوری نانو در صنعت آب با توجه به این‌که می‌تواند مواد، دستگاه‌ها و سیستم‌های جدیدی را در سطح اتمی و اساساً با ساختار و عملکرد مولکولی جدید دست‌کاری و تولید کند، بسیار دلگرم‌کننده است.
به‌ عنوان‌ مثال، غشاهای نانومواد بر پایه گرافین، می‌توانند با نصف کردن هزینه‌های لازم برای تبدیل منابع غیر سنتی به آب آشامیدنی و دو برابر کردن ظرفیت در سه ‌تا پنج سال آینده، بازار صنعت آب‌شیرین‌کن را متحول کنند.
علاوه بر این، نانومواد در توزیع آب مورد استفاده قرار می‌گیرند تا از طریق پوشش دادن لوله‌ها با ماده‌ای که قابلیت خودترمیمی دارد، خوردگی و اصطکاک را کاهش دهند و کارایی را بهبود بخشد و در نهایت، منجر به کاهش کلی مصرف انرژی شود.

به طور خلاصه اثرات بالقوه چهارمین انقلاب صنعتی بر روی آب در چهار حوزه‌

۱) مدیریت و سیستم‌های زیرساختی آب

۲) داده آب تعامل‌پذیر

۳) زنجیره تامین طراحی شده

۴) منابع متنوع عرضه

قابل پی‌گیری است.

شکل زیر، این چهار حوزه و زیرمجموعه‌های هر کدام را نشان می‌دهد.
همه این مفاهیم قدرت آن را دارند که راهکارهای کنونی ما را در مسئله آب و مدیریت آب، به صورت بنیادینی تغییر دهند.
هر کدام از این مفاهیم، دنیایی از ایده‌های جدید را در بردارند که برای توسعه‌ی کسب و کارهای فعلی در حوزه آب و یا راه‌اندازی کسب و کارهای کاملاً جدید مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نوشته‌های مرتبط تحت عنوان کلی  انقلاب صنعتی چهارم

هوش مصنوعی در انقلاب صنعتی چهارم