Nejchytřejší jezero na světě. Jak internet věcí chrání kvalitu vody

28. 05. 2019
Nejchytřejší jezero na světě. Jak internet věcí chrání kvalitu vody

Napříč americkým jezerem Lake George jsou rozmístěny IoT senzory, které sbírají různorodá data. Cílem je zlepšení kvality vody a celého navazujícího ekosystému.

Jezero Lake George na severu Spojených států poblíž hranic s Kanadou si díky své malebnosti a průzračně čiré vodě oblíbil už na konci 18. století americký prezident Thomas Jefferson. Jeho vodu dokonce označil za nejkrásnější na světě.

Stačilo 200 let a vše je jinak. Vodohospodáři od 80. let minulého století zaznamenávají postupující zhoršování její kvality. A zjistili, že na vině je hlavně lidská činnost. Situace se začala měnit až v posledních letech.

Vše díky výzkumné divizi IBM Research, která už několik let pracuje s partnery z Rensselaer Polytechnic Institute a Fondem pro Lake George na rozmístění IoT senzorů kolem zmiňovaného jezera. Cílem je sledovat hrozby v podobě znečištění nebo výskytu vysokého počtu různých invazivních druhů v jezeře.

Takzvaný Jefferson Project odstartoval už v roce 2013. Zahrnuje chytrou senzorickou síť, která každým rokem sbírá a zpracovává 9 terabytů dat. Navíc pro lepší pochopení souvislostí v celém vodním ekosystému využívá počítačové modelování, které vědcům poskytuje lepší vhled do problematiky a do toho, co se v jezeře opravdu děje.

“Motivací pro rozjezd projektu byl vliv člověka na kvalitu vody. Začínáme na Lake George, ale od počátku máme ideu expanze na další jezera nejen v regionu, ale po celém světě. A to včetně přístavů, řek a podobně,” uvádí ředitel Jefferson Project Rick Relyea, který je zároveň profesorem biologických věd na Rensselaer Polytechnic Institute.

Jezero nabízí nový způsob, jak technologie typu internetu věcí slouží pro měření dat a ukazuje, jak lidé doopravdy přispívají ke znečištění jezera. Sběr a analýzu dat zajišťuje na jezeře dohromady 52 multisenzorických platforem, které komunikují pomocí konvenčních sítí 3G a 4G.


“Přidáváme čím dál více analytiky přímo na uzly senzorů. A senzory sbírají fyzické, chemické i biologické parametry,” vysvětluje zástupce šéfa projektu Harry Kolar z IBM Research.

Na jezeře jsou rozmístěny senzorické platformy s vertikálním profilem, které měří aktuální podmínky jak na hladině, tak i pod hladinou jezera. Senzory jsou rozmístěny tak, aby poskytly co nejvěrnější obraz reality. “Ve výsledku vlastně modelujeme celý ekosystém jezera a navazujícího povodí,” říká Kolar.

Systém díky sběru velkého množství dat, jejich následné analýze a počítačové simulaci dokáže vědcům poskytnout věrný obrázek nejen přesného složení vody, ale také o jejím proudění, takže dokážou určit přesněji původce znečištění. Provázané systémy dokážou modelovat meteorologické předpovědi na 36 hodin dopředu, přičemž hodnoty se každých 10 minut aktualizují. A když například přichází bouřka, doba aktualizace se zkracuje.

Modelování se pak porovnává s realitou a v kombinaci s dalšími parametry poskytuje vědcům vhled do toho, co se za daných okolností děje, a jak to ovlivňuje kvalitu vody. Lake George přitom trpí na velké znečištění solí, která se do jeho ekosystému dostává v zimním období z prosolených silnic. 

Cílem vědců je s pomocí moderních technologií a ve spolupráci se zástupci města snížit do roku 2020 každoroční znečištění solí o polovinu. Podle zástupců Jefferson Project již je snížení reálně vidět a technologii by proto rádi aplikovali do dalších amerických i světových vodních ploch. Nyní implementaci stejné technologie plánují na regionálním jezeru Skaneateles Lake.