Da Blockchain a AI: Come le Tecnologie Future Stanno Già Proteggendo le Nostre Foreste

Una delle parti più importanti della nostra vita sono le foreste, che coprono circa un terzo di tutta la terra. Ci forniscono ossigeno, nutrimento, rifugio e combustibile. Aiutano a prevenire l’erosione e arricchiscono il suolo, producendo un terreno ricco necessario per coltivare piante e colture e prevenire frane e inondazioni. 

Le foreste svolgono inoltre un ruolo importante nella produzione di ossigeno, nell’assorbimento di anidride carbonica, nella regolazione climatica, nell’habitat della biodiversità, nelle risorse medicinali, nel mantenimento del ciclo dell’acqua, nella mitigazione dei disastri naturali, nel sostegno ai mezzi di sussistenza, nel benessere psicologico e negli spazi ricreativi.

Nonostante ciò, la deforestazione — la rimozione deliberata di terre forestali — continua a essere un problema significativo a livello globale.

La Tragica Perdita Continua

Mentre la deforestazione è avvenuta nel corso della storia, il tasso con cui si è verificata nei secoli recenti èsemplicementeschizzato alle stelle. Per esempio, negli ultimi tre secoli, 1,5 miliardi di ettari di foresta, un’area più grande degli Stati Uniti, è stata distrutta. 

Nel frattempo, negli ultimi venti anni, un totale di 76,3 milioni di ettari (Mha) di foresta primaria umida è stato perso a livello globale. Questo rappresenta il 16% della perdita totale di copertura arborea durante questo periodo. 

Questo abbattimento permanente di terre forestali è effettuato da persone, aziende e governi per vari motivi, come l’edilizia e l’estrazione di risorse.

Secondo uno studio di inizio anno, la produzione alimentare è stata il principale motore della deforestazione. Analizzando i fattori che guidano la deforestazione in 40 paesi tropicali e subtropicali attraverso le lenti della produzione/fornitura, del commercio/distribuzione e del consumo/domanda, i ricercatori hanno scoperto che tra il 2000 e il 2018 circa il 90% dei cambiamenti nella copertura forestale globale è stato dovuto all’espansione agricola (colture e pascoli).

Oltre all’agricoltura, l’urbanizzazione e gli incendi boschivi naturali e causati dall’uomo svolgono un ruolo significativo nella perdita forestale. Mentre continuiamo a distruggere le nostre foreste, la ricerca indica che queste foreste, come l’Amazzonia, che sono state un serbatoio di carbonio, stanno ora diventando una fonte netta di carbonio. Ciò significa che stanno emettendo più CO₂ di quanto ne assorbano, evidenziando l’urgente necessità di proteggere le foreste rimanenti.

La più grande foresta pluviale del mondo è in realtà sotto molta pressione a causa della deforestazione e del cambiamento climatico. Uno studio recente ha stimato che entro il 2050, dal 10% al 47% delle foreste amazzoniche affronterà \”disturbi cumulativi che potrebbero innescare transizioni ecologiche inaspettate e potenzialmente aggravare il cambiamento climatico regionale\”.

Tutta la perdita forestale che stiamo osservando, guidata da intense attività umane e dal cambiamento climatico, minaccia la biodiversità, le risorse naturali e la nostra qualità della vita.

L’effetto della deforestazione non è ancora stato completamente analizzato. Recentemente, una ricerca dell’Università di Otago ha scoperto che, in risposta alla deforestazione, le libellule native della Nuova Zelanda hanno cambiato i loro colori di \”avvertimento\”. Questo non è tutto; uno studio del MIT ha rilevato che il 10% delle emissioni di mercurio di origine umana nell’atmosfera ogni anno è il risultato della deforestazione globale.

Gli scienziati si sono generalmente concentrati sullo studio della deforestazione come fonte di emissioni globali di CO2, trascurando il mercurio. Mentre le piante assorbono il mercurio dall’atmosfera in modo simile al CO2, l’elemento chimico non ha realmente una funzione biologica essenziale per le piante, quindi viene semplicemente assorbito dal suolo.

Ora, i ricercatori hanno scoperto che 200 tonnellate di mercurio vengono emesse nell’atmosfera a causa della deforestazione, con valori ancora più alti nei paesi tropicali e subtropicali.

Quindi, per aiutare a proteggere le foreste, ricercatori della Kaunas University of Technology (KTU), della Vytautas Magnus University in Lituania e della Linnaeus University in Svezia si sono uniti per sviluppare Forest 4.0, un modello intelligente di elaborazione dei dati forestali che incorpora tecnologie avanzate come big data, AI, Internet delle Cose (IoT) e blockchain. 

Questo sistema fornisce un modello di governance forestale più trasparente e consente il monitoraggio in tempo reale delle condizioni forestali e la contabilizzazione sostenibile delle risorse.

“Immagina di acquistare un tavolo e sapere esattamente da quale foresta e albero proviene. Questo è esattamente il risultato del modello di gestione dei dati forestali proposto.”

– Rytis Maskeliūnas, professore presso KTU che ha contribuito allo sviluppo di Forest 4.0

La blockchain e l’IoT, in particolare, stanno svolgendo un ruolo cruciale in Forest 4.0, offrendo un potenziale trasformativo per la gestione e la conservazione. 

La blockchain, secondo il documento, è stata utilizzata per l’archiviazione sicura dei dati di certificazione e tracciabilità. Mentre la tecnologia blockchain promuove trasparenza e integrità nella gestione forestale, i dati in tempo reale provenienti da sensori, droni e sistemi di monitoraggio aiutano a prendere decisioni nella gestione degli incendi, nella raccolta sostenibile e nel monitoraggio della fauna selvatica.

Un Approccio Multistrato alla Gestione Forestale 

Le innovazioni tecnologiche hanno avuto un impatto enorme su tutti gli ambiti della nostra vita, quindi dovrebbero anche essere utilizzate per proteggere le nostre foreste, migliorare la loro gestione intelligente e prendersi cura del futuro della natura.

Il settore forestale affronta numerose sfide legate al livello di maturità digitale, alla mancanza di competenze digitali, a problemi della catena di fornitura e alla necessità di innovazione dei servizi e dell’adozione di metodi AI. L’integrazione delle tecnologie digitali nelle operazioni forestali può aiutare a affrontare queste sfide.

I progressi tecnologici, in particolare nella geospazialità e nell’analisi dei dati, hanno già contribuito al monitoraggio della deforestazione. Consentono di rilevare e rispondere ai cambiamenti della copertura forestale su vaste aree con grande precisione. 

Ad esempio, i satelliti multispettrali e iperspettrali consentono il telerilevamento, mentre il LiDAR fornisce dati 3D sulla struttura forestale e il SAR penetra le nuvole per un monitoraggio costante nelle regioni tropicali. I droni sono un’altra tecnologia recente che viene utilizzata per immagini ad alta risoluzione di aree mirate. 

Poi c’è il machine learning, che è stato di grande aiuto nell’automatizzare l’elaborazione di enormi quantità di immagini e dati. Utilizza algoritmi per identificare i pattern di deforestazione con una precisione superiore al 90%.

Uno studio condotto da ricercatori della Universiti Kebangsaan Malaysia, Universiti Teknologi MARA e Rabdan Academy ha utilizzato architetture di deep learning, come FCN, SegNet, DeepLabV3, U-Net e ResNet, e le ha trovate efficaci nel rilevare la deforestazione anche in regioni forestali complesse e di forma irregolare. I ricercatori hanno osservato:

“Di fronte a crescenti preoccupazioni ambientali, è imperativo sfruttare il potenziale delle tecnologie all’avanguardia per contrastare gli effetti della deforestazione.”  

Ora, con l’obiettivo di creare una ‘foresta intelligente’, gli scienziati hanno creato Forest 4.0. Per il suo sistema di gestione forestale intelligente e sostenibile, hanno effettivamente adottato un approccio multistrato. 

Il primo strato è quello della Raccolta e Gestione dei Dati, che è abbastanza autoesplicativo. Questo strato è responsabile della raccolta e gestione dei dati provenienti da diverse fonti, come reti di sensori wireless, telerilevamento e sistemi di monitoraggio in situ.

Le reti di sensori wireless includono vari dispositivi IoT che misurano fattori come temperatura, linfa degli alberi e umidità del suolo, tutti collegati tramite trasmissione dati; in questo modo, nessuno deve effettivamente entrare nella foresta e prendere manualmente tutte le misurazioni.

Il sistema presenta anche una soluzione IoT con sensori che sembrano casette per uccelli e sono installati sugli alberi.

“Questi dispositivi inviano dati a un sistema centrale, dove vengono analizzati utilizzando algoritmi AI all’interno del livello di analisi dei dati.”

– Egidijus Kazanavičius, professore del KTU Centre of Real-Time Computer Systems, che ha sviluppato l’hardware

Quindi, il livello di Analisi dei Dati utilizza l’analisi dei big data per ottenere insight dai dati che sono stati raccolti nel primo strato. Utilizzando machine learning e analisi predittiva, questo livello fornisce assistenza decisionale.

Nel Livello di Monitoraggio e Valutazione, tutti i risultati dell’analisi dei dati vengono messi in pratica per monitorare e esaminare la salute delle foreste, la biodiversità, la sequestro del carbonio e i servizi ecosistemici. Visualizzare e analizzare i risultati può anche aiutare nel processo decisionale.

Le informazioni derivanti da tutta questa valutazione sono importanti per la fase successiva, il Livello di Gestione Forestale, dove i risultati aiutano nel monitoraggio, nel riforestamento e nella conservazione.

Il livello di infrastruttura tecnologica, nel frattempo, fornisce l’infrastruttura tecnologica di base per supportare gli altri livelli dell’architettura, come la blockchain, le reti di sensori wireless e l’Internet delle Cose.

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Nuove Tecnologie che Rivoluzionano la Gestione Forestale

Quando tutti i dati raccolti sulle condizioni ambientali vengono messi in pratica nel mondo reale, il sistema IoT può valutare la salute della foresta, monitorare i rischi di incendio e persino offrire protezione contro parassiti, malattie o attività illegali.

I dati in questione riguardano la qualità dell’aria, l’umidità e la temperatura, che sono catturati dai sensori, ma un sistema di monitoraggio intelligente è più di questi sensori. 

Ad esempio, le telecamere che sono già installate nella foresta possono anche essere utilizzate. Maskeliūnas ha spiegato che accedendo alle immagini delle telecamere e osservando elementi come aghi ingialliti, l’IoT potrebbe scoprire l’impatto degli insetti sugli alberi, utilizzare macchie sulle foglie per identificare malattie e rivelare il disboscamento illegale criptando i suoni.

L’uso di nuove tecnologie nel modello Forest 4.0 può ulteriormente migliorare l’efficienza, la redditività e la sostenibilità delle imprese forestali, oltre a ottimizzare l’uso delle risorse e ridurre gli sprechi. 

Questo non è tutto; il sistema fornisce anche la gestione della tracciabilità della catena di approvvigionamento grazie all’uso della tecnologia di registro digitale decentralizzato, ovvero blockchain, che fornisce dati immutabili dei registri per chiunque possa verificarli, garantendo così trasparenza e integrità dei dati.

Con l’aiuto della blockchain, il sistema consente il monitoraggio dei processi in tutte le fasi, dalla foresta alla segheria fino al prodotto finale.

“La tecnologia funziona senza l’autorità e fornisce un registro trasparente, sicuro e immutabile di tutto ciò che accade alla foresta e alla sua produzione, riducendo il disboscamento illegale e garantendo pratiche sostenibili.”

– Il professore della KTU Facoltà di Informatica (IF)

L’integrazione di tecnologie come macchine intelligenti, strumenti di rilevamento digitale e identificazione a radiofrequenza (RFID) nella catena di approvvigionamento del legname ha ulteriormente migliorato l’efficienza e la sicurezza fornendo dati per comprendere meglio l’impatto delle decisioni di gestione sulla qualità del legname, sulla salute della foresta e su altri fattori. I ricercatori hanno osservato che l’uso di tecnologie digitali può contribuire a risparmiare costi rafforzando la cooperazione e lo scambio di informazioni.

Mentre il modello offre promesse fornendo numerosi vantaggi nel migliorare la gestione delle risorse forestali e il monitoraggio su larga scala, i ricercatori stanno affrontando sfide nella sua implementazione. Questi problemi, che contribuiscono alla lenta adozione diffusa della tecnologia digitale nella gestione forestale, includono la mancanza di standard, l’interoperabilità, l’alto investimento iniziale e l’approccio lento del settore all’innovazione. Secondo il Prof. Maskeliūnas:

“Si presume che sia meglio optare per soluzioni costose e complesse, mentre i sensori più piccoli e più economici ricevono meno attenzione. Dovremmo essere felici che una soluzione dal costo di poche centinaia di euro sia in grado di raccogliere e inviare dati da sola.”

Oltre agli ostacoli legislativi e di governance, l’esitazione tra le parti interessate a causa della potenziale esposizione dei dati solleva ulteriori preoccupazioni sulla fiducia e sulla privacy nell’uso della tecnologia digitale.

Tecnologie come la blockchain aggiungono complessità al quadro, sebbene la crescente adozione di cripto-asset e lo sviluppo di successo del fintech stiano aiutando a superare gli ostacoli e a promuovere il suo utilizzo.

La tecnologia digitale, tuttavia, sta acquisendo grande importanza nella gestione forestale europea, dove viene utilizzata per affrontare le sfide delle pratiche sostenibili.

In paesi come la Germania, queste soluzioni hanno già iniziato a guadagnare accettazione, il che dimostra il potenziale del modello Forest 4.0 di diventare uno standard globale e di contribuire a promuovere una gestione forestale responsabile e sostenibile.

Per un’implementazione efficace del sistema, gli autori hanno sottolineato la necessità di sforzi collaborativi con governo, settore commerciale, società civile e istituzioni accademiche per superare le sfide. Definire chiaramente i ruoli e gli obblighi delle parti coinvolte, nel frattempo, aiuterà a massimizzare i benefici. 

Definendo l’uso di tecnologie digitali innovative nella gestione forestale “un’opportunità unica nella vita” per migliorare la trasparenza, l’efficienza e la sostenibilità del settore, gli scienziati hanno sottolineato la necessità che i responsabili politici e i professionisti collaborino per “sfruttare queste innovazioni a beneficio delle foreste e della società”.

Per quanto riguarda Forest 4.0, Maskeliūnas lo ha definito “la quarta rivoluzione industriale nella silvicoltura, con l’obiettivo di una foresta lussureggiante, non infiammabile e piena di animali”. 

Aziende che Aiutano nella Prevenzione Forestale

Ora, diamo un’occhiata a qualche azienda che sta sviluppando e fornendo queste tecnologie che vengono utilizzate nella protezione forestale.

1. Trimble Inc.

Questa azienda tecnologica è specializzata in tecnologie geospaziali, inclusi GPS, GIS e strumenti di telerilevamento che sono utilizzati nel monitoraggio ambientale e nella gestione forestale. Le tecnologie core di Trimble in posizionamento, modellazione, connettività e analisi dei dati consentono una maggiore produttività, qualità, sicurezza, trasparenza e sostenibilità.

Con una capitalizzazione di mercato di 17,82 miliardi di dollari, le azioni TRMB sono attualmente scambiate a 72,97 dollari, in rialzo del 37,16% YTD. Ha un EPS (TTM) di 5,99 e un P/E (TTM) di 12,18. Per il Q3 2024, l’azienda ha riportato un fatturato di 875,8 milioni di dollari, in calo del 9% rispetto all’anno precedente, mentre il fatturato ricorrente annualizzato era di 2,19 miliardi di dollari, in aumento del 13% Y0Y. 

2. Palantir Technologies Inc.

Conosciuta per le sue piattaforme di analisi dei big data come Foundry, Palantir integra set di dati per il monitoraggio ambientale e progetti di sostenibilità. Offre inoltre Edge AI che può essere distribuito su veicoli spaziali per rilevare entità o aree e misurare i loro cambiamenti nel tempo. 

Con una capitalizzazione di mercato di 152,74 miliardi di dollari, le azioni PLTR sono attualmente scambiate a 67,63 dollari, in rialzo del 290,68% YTD. Ha un EPS (TTM) di 0,20 e un P/E (TTM) di 339,30. Per il 3Q 24, l’azienda ha riportato un fatturato di 725,5 milioni di dollari e un utile netto di 143,5 milioni di dollari, rispettivamente in aumento del 30% e del 101% rispetto allo stesso trimestre dell’anno scorso. Il margine di profitto di Palantir per il trimestre, nel frattempo, era del 20%.

3. Honeywell International Inc.

Honeywell sviluppa soluzioni per l’automazione, l’energia e la sostenibilità, e i suoi sensori e sistemi abilitati all’IoT possono essere utilizzati per il monitoraggio e la gestione ambientale. Recentemente, ha ampliato la sua partnership con Qualcomm (QCOM ) per consentire una migliore acquisizione dei dati e analisi.

Con una capitalizzazione di mercato di 151,46 miliardi di dollari, le azioni HON sono attualmente scambiate a 233,10 dollari, in rialzo dell’11,07% YTD. Ha un EPS (TTM) di 8,66 e un P/E (TTM) di 26,90, con un rendimento del dividendo dell’1,94%. Per il 3Q 24, l’azienda ha riportato vendite per 9,7 miliardi di dollari, in aumento del 6%, mentre il margine operativo era del 19,1% e il margine di segmento del 23,6%. Il flusso di cassa libero alla fine del trimestre era di 1,7 miliardi di dollari. Durante questo periodo, Honeywell ha effettuato due acquisizioni, una riguardante CAES Systems per 1,9 miliardi di dollari e l’altra per il business LNG di Air Products per 1,8 miliardi di dollari.

Conclusione

La deforestazione è chiaramente un grande problema, che continua a crescere di anno in anno, creando un’urgente necessità che consumatori, aziende e governi si uniscano e lavorino per trovare soluzioni efficaci. 

Il massiccio riforestamento — che consiste nel ripristinare la copertura arborea nelle aree deforestate — è stato identificato come il modo più fattibile per raggiungere gigatonnellate di rimozione di carbonio e soddisfare gli obiettivi di sviluppo sostenibile basati sulla natura, sebbene realizzarlo su larga scala richieda metodi economicamente efficienti. 

Le tecnologie avanzate, come AI, IoT, big data e blockchain, stanno ora fornendo modi efficaci per un monitoraggio preciso, una gestione efficiente delle risorse e una maggiore trasparenza nelle pratiche forestali. Pertanto, utilizzando questi progressi insieme agli sforzi di riforestazione, possiamo combattere la deforestazione in modo efficace e creare un futuro in cui le nostre foreste non siano solo protette ma prosperino!

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