Från Blockchain till AI: Hur framtidens teknik redan skyddar våra skogar

En av de viktigaste delarna av våra liv är skogarna, som täcker ungefär en tredjedel av hela jordens landyta. De förser oss med syre, näring, skydd och bränsle. De hjälper till att förhindra erosion och berikar jorden, vilket skapar näringsrik topplagerjord som behövs för att odla växter och grödor samt för att förhindra jordskred och översvämningar. 

Skogar spelar dessutom en viktig roll i syreproduktion, koldioxidupptag, klimatreglering, biologisk mångfald, medicinska resurser, vattenkretsloppets underhåll, naturlig katastrofavvärjning, försörjningsstöd, psykologiskt välbefinnande och rekreationsområden.

Trots detta fortsätter avskogning — avsiktlig avverkning av skogsområden — att vara ett betydande problem världen över.

Den tragiska pågående förlusten

Även om avskogning har förekommit genom historien, har takten den har ökat under de senaste århundradena enkel skjutit i höjden. Till exempel har 1,5 miljarder hektar skog, ett område större än USA, förstörts under de senaste tre århundradena. 

Samtidigt har totalt 76,3 miljoner hektar (Mha) av fuktig primärskog gått förlorade globalt under de senaste tjugo åren. Detta utgör 16 % av den totala förlusten av trädäckning under perioden. 

Denna permanenta avverkning av skogsområden utförs av människor, företag och regeringar av olika skäl, såsom bostadsbyggande och resursutvinning.

Enligt en studie från tidigare i år var livsmedelsproduktion den främsta drivkraften bakom avskogning. När forskarna analyserade faktorerna som driver avskogning i 40 tropiska och subtropiska länder genom perspektiven produktion/försörjning, handel/distribution och konsumtion/efterfrågan fann de att mellan 2000 och 2018 berodde cirka 90 % av de globala förändringarna i skogstäcket på jordbruksutvidgning (gröda‑ och betesmark).

Förutom jordbruk spelar urbanisering och naturliga och människogjorda skogsbränder en betydande roll i skogsförlust. Medan vi fortsätter att förstöra våra skogar visar forskning samtidigt att dessa skogar, som Amazonas, som tidigare har varit ett kolsänka, nu övergår till en netto‑källas för koldioxid. Det betyder att de släpper ut mer CO₂ än de absorberar, vilket understryker det akuta behovet av att skydda våra återstående skogar.

Världens största regnskog har faktiskt varit under stark press från avskogning och klimatförändringar. En nyligen studie uppskattade att fram till 2050 kommer 10 % till 47 % av Amazonas‑skogarna att möta ”sammanlagda störningar som kan utlösa oväntade ekosystemövergångar och potentiellt förvärra regionala klimatförändringar.”

All den skogsförlust vi ser, driven av intensiv mänsklig aktivitet och klimatförändringar, hotar biologisk mångfald, naturresurser och vår livskvalitet.

Effekten av avskogning har ännu inte fullständigt analyserats. Nyligen fann forskare vid University of Otago att Nya Zeelands inhemska stenfluga har ändrat sina ”varnings”‑färger som svar på avskogning. Det är inte allt; en MIT‑studie visade att 10 % av de mänskligt skapade kvicksilverutsläppen i atmosfären varje år beror på global avskogning.

Forskare har i allmänhet fokuserat på att studera avskogning som en källa till globala CO₂‑utsläpp, medan kvicksilver har förbisetts. Även om växter tar upp kvicksilver från atmosfären på liknande sätt som CO₂, har grundämnet ingen väsentlig biologisk funktion för växter, så det bara absorberas av jorden.

Nu har forskare funnit att 200 ton kvicksilver släpps ut i atmosfären som en följd av avskogning, med ännu högre nivåer i tropiska och subtropiska länder.

Så, för att hjälpa till att skydda skogarna, gick forskare från Kaunas University of Technology (KTU), Vytautas Magnus University i Litauen och Linnaeus University i Sverige samman för att utveckla Forest 4.0, en intelligent modell för skogsdatasbehandling som integrerar avancerad teknik som big data, AI, Internet of Things (IoT) och blockchain. 

Detta system erbjuder en mer transparent modell för skogsstyrning och möjliggör realtidsövervakning av skogsförhållanden samt hållbar resursredovisning.

“Föreställ dig att köpa ett bord och exakt veta från vilken skog och vilket träd det härstammar. Detta är exakt resultatet av den föreslagna modellen för skogsdatasförvaltning.”

– Rytis Maskeliūnas, professor vid KTU som hjälpte till att utveckla Forest 4.0

Blockchain och IoT spelar särskilt en avgörande roll i Forest 4.0 och erbjuder transformerande potential för förvaltning och bevarande. 

Enligt artikeln användes blockchain för säker lagring av certifierings‑ och spårbarhetsdata. Medan blockchain‑teknik främjar transparens och integritet i skogsförvaltning, hjälper realtidsdata från sensorer, drönare och övervakningssystem till att fatta beslut om brandhantering, hållbar avverkning och djurövervakning.

Ett flerskiktat tillvägagångssätt för skogsförvaltning 

Teknologiska innovationer har haft en enorm inverkan på alla områden i våra liv, så bör de också utnyttjas för att skydda våra skogar, förbättra deras smarta förvaltning och vårda naturens framtid.

Skogssektorn står inför många utmaningar relaterade till digital mognad, brist på digital kompetens, leveranskedjeproblem samt behovet av tjänsteinnovation och antagande av AI‑metoder. Att integrera digital teknik i skogsverksamheter kan hjälpa till att bemöta dessa utmaningar.

Framsteg inom teknik, särskilt geospatiala och dataanalytiska verktyg, har redan hjälpt till med övervakning av avskogning. De möjliggör upptäckt och respons på förändringar i skogstäcket över stora områden med hög precision. 

Till exempel möjliggör multispektrala och hyperspektrala satelliter fjärranalys, medan LiDAR ger 3D‑data om skogens struktur och SAR tränger igenom molntäcket för kontinuerlig övervakning i tropiska regioner. Drönare är en annan ny teknik som används för högupplösta bilder av specifika områden. 

Sedan finns maskininlärning, som har varit till stor hjälp för att automatisera bearbetning av stora mängder bilder och data. Algoritmer används för att identifiera avskogningsmönster med en noggrannhet som överstiger 90 %. 

Studie utförd av forskare från Universiti Kebangsaan Malaysia, Universiti Teknologi MARA och Rabdan Academy använde djupa inlärningsarkitekturer som FCN, SegNet, DeepLabV3, U‑Net och ResNet och fann dem effektiva för att upptäcka avskogning även i komplexa och oregelbundet formade skogsområden. Forskarna noterade:

“I takt med att miljöproblemen eskalerar är det avgörande att vi utnyttjar potentialen i banbrytande teknologier för att motverka avskogningens effekter.”  

Nu, med målet att skapa ett ”smart skog”, har forskare skapat Forest 4.0. För sitt smarta och hållbara skogsförvaltningssystem tog de faktiskt ett flerskiktat tillvägagångssätt. 

Det första lagret är Data‑insamling och -hantering, vilket är ganska självförklarande. Detta lager ansvarar för att samla in och hantera data från olika källor, såsom trådlösa sensornätverk, fjärranalys och in‑situ‑övervakningssystem.

Trådlösa sensornätverk inkluderar olika IoT‑enheter som mäter faktorer som temperatur, trädsaft och markfuktighet, alla sammankopplade via datatransmission; på så sätt behöver ingen gå in i skogen och manuellt ta alla mätningar.

Systemet har också en IoT‑lösning med sensorer som ser ut som fågelholkar och installeras i träd.

“Dessa enheter skickar data till ett centralt system, där de analyseras med AI‑algoritmer i dataanalyslagret.”

– Egidijus Kazanavičius, professor vid KTU Centre of Real‑Time Computer Systems, som utvecklade hårdvaran

Alltså använder Data‑analyslagret big data‑analys för att erhålla insikter från den data som samlades in i det första lagret. Genom att utnyttja maskininlärning och prediktiv analys ger detta lager stöd för beslutsfattande.

I övervaknings‑ och bedömningslagret används alla resultat från dataanalysen för att övervaka och granska skogarnas hälsa, biologisk mångfald, koldioxidbindning och ekosystemtjänster. Visualisering och analys av resultaten kan också underlätta beslutsfattande.

Informationen från hela denna bedömning är viktig för nästa fas, Skogsförvaltningslagret, där resultaten hjälper till med övervakning, återplantering och bevarande.

Det tekniska infrastruktur‑lagret tillhandahåller samtidigt den underliggande tekniska infrastrukturen som stödjer de andra lagren, såsom blockchain, trådlösa sensornätverk och Internet of Things.

Klicka här för att lära dig mer om värmeaktiverbara biomimetiska hydrogeler som kan hjälpa till att skydda mot skogsbränder.

Ny teknik som revolutionerar skogsförvaltning

När all insamlad data om miljöförhållanden används i verkligheten kan IoT‑systemet utvärdera skogshälsa, övervaka brandrisker och till och med erbjuda skydd mot skadedjur, sjukdomar eller olagliga aktiviteter.

Den data som avses omfattar luftkvalitet, luftfuktighet och temperatur, som fångas av sensorer, men ett smart övervakningssystem är mer än bara dessa sensorer. 

Till exempel kan kameror som redan är installerade i skogen också användas. Maskeliūnas förklarade att genom att granska kamerabilder och titta på exempelvis brännande nålar kan IoT upptäcka insekters påverkan på träd, använda fläckar på blad för att identifiera sjukdomar och avslöja illegal avverkning genom att avkoda ljud.

Användningen av ny teknik i Forest 4.0‑modellen kan dessutom förbättra effektiviteten, lönsamheten och hållbarheten för skogsverksamheter samt optimera resursanvändning och minska avfall. 

Detta är inte allt; systemet erbjuder också spårbarhet i leveranskedjan tack till användningen av decentraliserad digital huvudboksteknik, d.v.s. blockchain, som ger oföränderlig data för alla att verifiera, vilket säkerställer transparens och dataintegritet.

Med hjälp av blockchain möjliggör systemet övervakning av processer i alla steg, från skogen till sågen och till och med den färdiga produkten.

“Tekniken fungerar utan myndighet och ger en transparent, säker och oföränderlig registrering av allt som händer i skogen och dess produktion, vilket minskar illegal avverkning och säkerställer hållbara metoder.”

– Professor vid KTU Faculty of Informatics (IF)

Att integrera tekniker som intelligenta maskiner, digitala undersökningsverktyg och Radio‑frequency identification (RFID) i timmerleveranskedjan förbättrade dessutom effektiviteten och säkerheten genom att tillhandahålla data för att bättre förstå hur förvaltningsbeslut påverkar timmerkvalitet, skogshälsa och andra faktorer. Forskare påpekade att digital teknik kan bidra till kostnadsbesparingar genom att stärka samarbete och informationsutbyte.

Även om modellen har stor potential genom att erbjuda många fördelar för förbättrad skogresurshantering och storskalig övervakning, möter forskarna utmaningar vid implementeringen. Dessa hinder för den långsamma spridningen av digital teknik i skogsförvaltning inkluderar brist på standarder, interoperabilitet, höga initiala investeringar och sektorns långsamma innovationsförmåga. Enligt Prof. Maskeliūnas:

“Man antar att det är bättre att välja dyra och komplexa lösningar, medan mindre och billigare sensorer får mindre uppmärksamhet. Vi bör vara glada över att en lösning som kostar några hundra euro kan samla in och sända data på egen hand.”

Utöver lagstiftnings‑ och styrningshinder ökar osäkerheten bland intressenter på grund av potentiell dataexponering, vilket ytterligare väcker frågor om förtroende och integritet vid användning av digital teknik.

Teknik som blockchain medför också komplexitet, men den växande antagandet av kryptotillgångar och den framgångsrika utvecklingen av fintech hjälper till att övervinna hindren och driva dess användning.

Digital teknik får dock stor betydelse i europeisk skogsförvaltning, där den används för att tackla utmaningarna med hållbara metoder.

I länder som Tyskland har dessa lösningar redan börjat accepteras, vilket visar Forest 4.0‑modellens potential att bli en global standard och hjälpa till att främja ansvarsfull och hållbar skogsförvaltning.

För en effektiv implementering av systemet påpekade författarna behovet av samarbetsinsatser med regering, näringsliv, civilsamhälle och akademiska institutioner för att övervinna utmaningarna. En tydlig definition av parternas roller och ansvar kommer samtidigt att maximera fördelarna. 

Genom att kalla användningen av innovativ digital teknik i skogsförvaltning ”en möjlighet som bara kommer en gång i livet” för att förbättra transparensen, effektiviteten och hållbarheten i branschen, betonade forskarna behovet av att politiker och praktiker samarbetar för att ”utnyttja dessa innovationer till fördel för skogar och samhälle.”

När det gäller Forest 4.0 kallade Maskeliūnas den ”den fjärde industriella revolutionen inom skogsbruk, med målet att skapa en icke‑brandfarlig, frodig skog full av djur.” 

Företag som hjälper till med skogsförebyggande

Nu ska vi titta på några företag som utvecklar och tillhandahåller dessa teknologier som används i skogsskydd.

1. Trimble Inc.

Detta teknikföretag specialiserar sig på geospatial teknik, inklusive GPS, GIS och fjärranalysverktyg som används i miljöövervakning och skogsförvaltning. Trimble:s kärnteknologier inom positionering, modellering, anslutning och dataanalys möjliggör förbättrad produktivitet, kvalitet, säkerhet, transparens och hållbarhet.

Med ett börsvärde på 17,82 miljarder USD handlas TRMB‑aktier för närvarande till 72,97 USD, upp 37,16 % år‑till‑datum. Företaget har ett EPS (TTM) på 5,99 och ett P/E‑tal (TTM) på 12,18. För Q3 2024 rapporterade företaget en omsättning på 875,8 miljoner USD, vilket var 9 % lägre jämfört med föregående år, medan den årliga återkommande intäkten var 2,19 miljarder USD, upp 13 % Y0Y. 

2. Palantir Technologies Inc.

Känt för sina big‑data‑analysplattformar som Foundry, integrerar Palantir datamängder för miljöövervakning och hållbarhetsprojekt. Företaget erbjuder dessutom Edge‑AI som kan distribueras på rymdfarkoster för att upptäcka objekt eller områden och mäta deras förändringar över tid. 

Med ett börsvärde på 152,74 miljarder USD handlas PLTR‑aktier för närvarande till 67,63 USD, upp 290,68 % år‑till‑datum. Företaget har ett EPS (TTM) på 0,20 och ett P/E‑tal (TTM) på 339,30. För 3Q 24 rapporterade företaget en omsättning på 725,5 miljoner USD och ett nettoresultat på 143,5 miljoner USD, vilket var upp 30 % respektive 101 % jämfört med samma kvartal föregående år. Palantirs vinstmarginal för kvartalet var 20 %.

3. Honeywell International Inc.

Honeywell utvecklar automations-, energi‑ och hållbara lösningar, och dess IoT‑aktiverade sensorer och system kan utnyttjas för miljöövervakning och förvaltning. Nyligen utökade de sitt partnerskap med Qualcomm (QCOM ) för att möjliggöra förbättrad datainsamling och analys.

Med ett börsvärde på 151,46 miljarder USD handlas HON‑aktier för närvarande till 233,10 USD, upp 11,07 % år‑till‑datum. Företaget har ett EPS (TTM) på 8,66 och ett P/E‑tal (TTM) på 26,90 samt en utdelningsavkastning på 1,94 %. För 3Q 24 rapporterade företaget en försäljning på 9,7 miljarder USD, upp 6 %, medan rörelsemarginalen var 19,1 % och segmentmarginalen 23,6 %. Fritt kassaflöde i slutet av kvartalet var 1,7 miljarder USD. Under perioden gjorde Honeywell två förvärv, ett av CAES Systems för 1,9 miljarder USD och ett av LNG‑verksamheten hos Air Products för 1,8 miljarder USD.

Slutsats

Avskogning är tydligt ett stort problem som fortsätter att växa för varje år som går, vilket skapar ett akut behov av att konsumenter, företag och regeringar går samman och arbetar för att hitta effektiva lösningar. 

Omfattande återplantering av skog — återställning av trädäckning i avskogade områden — har visat sig vara det mest genomförbara sättet att uppnå gigatonner av koldioxidborttagning och nå naturbaserade hållbarhetsmål, även om storskalig implementering kräver kostnadseffektiva metoder. 

Avancerad teknik, som AI, IoT, big data och blockchain, erbjuder nu också effektiva metoder för exakt övervakning, effektiv resursförvaltning och ökad transparens i skogsbrukspraxis. Så genom att utnyttja dessa framsteg tillsammans med återplantering kan vi bekämpa avskogning effektivt och skapa en framtid där våra skogar inte bara skyddas utan också blomstrar!

Klicka här för en lista över 5 teknologier att investera i med skrämmande potential.