hi!tech
Transcription
hi!tech
Revista pentru inovaţie hi!tech www.siemens.com/hitech Managementul Complexităţii Sistemele care învaţă, adună informaţii, iau decizii şi oferă predicţii. Vin giganţii Energia eoliană spre o nouă dimensiune. Noul Oraş Reţelele şi sistemele IT inteligente sunt cheile spre metropolele viitorului Iunie 12 Construind oraşe în care să‑ţi poţi construi un viitor. Răspunsurile Siemens ajută la dezvoltarea de oraşe sustenabile – locuri trainice, locuibile şi prospere. Trenurile noastre regionale conduc oamenii mai repede acasă în oraşe precum San Diego. Tehnologiile noastre pentru tratarea apei fac apa potabilă mai abundentă în Singapore. În Berlin, soluţiile noastre pentru clădiri reduc costurile energetice. Şi în Durban, echipamentele noastre medicale ajută cetăţenii să ducă o viaţă mai lungă şi mai sănătoasă. În jurul lumii, Siemens ajută oraşele să devină locuri în care oamenii, companiile şi mediul înconjurător să se poată dezvolta. În fiecare zi lucrăm alături de lume pentru a crea răspunsuri care vor dura ani de-acum încolo. siemens.com /answers hi!tech – Revista pentru inovaţii de la Siemens Cuprins Noua libertate de alegere...................... 18 Serviciul poştal: legătura dintre poşta analogică şi cea digitală devine din ce în ce mai apropiată. Ia o pauză................................................ 20 În reţelele electrice ale viitorului, operaţiunile industriale necesită un bun management energetic. Dependenţa este costisitoare................ 22 Metalele de care este nevoie pentru un număr din ce în ce mai ridicat de produse electronice, care ne domină viaţa de zi cu zi, devin din ce în ce mai greu de găsit şi mai scumpe. hi!biz hi!future Eficienţa are rezultate....................... 4 Analiză în timp real................................. 24 Eficienţă energetică maximă şi fiabilitate a proceselor pentru specialistul în sticlă f | glass. Proceduri inovative oferă informaţii despre produse Economisirea de energie . ....................... 5 Informaţii................................................ 25 biotehnologice în timpul procesului de producţie. Noul furnal cu arc electric creşte productivitatea de oţel, scăzând poluarea. Vin Giganţii............................................. 26 Eficient şi sigur......................................... 5 Centrale energetice eoliene ce produc până la 20 de megawaţi de energie şi rotoare cu diametrul de 200 de Sistemele moderne de control feroviar pentru liniile feroviare Pinzgau. Cover Story Imprint IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIllllllllllllllllllllllllllllllllll hi!tech – The Innovation Magazine editată de Siemens Persoana de contact Dan Sântimbreanu Adresa Bulevardul Preciziei nr. 24, Corp H3, 062204, Bucureşti, România Editor şi proprietar media Siemens AG Austria, Siemensstraβe 92, A1210 Viena, Tipărit în România: Still Print Forward, Str. Drumeagului nr. 40, Sector, 3 Bucureşti Responsabil cu publicarea Gerald Oberlik Corporate Communications (CC) Redactor Şef: Elisabeth Dikaupil (CC) [email protected] www.siemens.com/hitech Oraşul gânditor......................................... 6 Interconectare, schimbul de informaţii şi procesarea inteligentă a datelor reprezintă cheile pentru o înaltă calitate a vieţii urbane în viitor. Oraşe în care merită să trăieşti.............. 12 Interviu cu şeful noului departament Siemens Sector Infrastructure and Cities, Arnulf Wolfram, cu privire la oportunităţile de care dispun oraşele pentru a deveni nişte spaţii atractive pentru locuitorii lor. Creşterea verde...................................... 14 metri ar putea fi construite în curând. Înţelegând cum funcţionează organismul.............................................. 30 Programe de învăţare sunt dezvoltate constant pentru a înţelege cum funcţionează organsimul uman în cele mai mici detalii, simplificând procesele de diagnoză şi tratament. Cum poate fi folositor dioxidul de carbon................................................ 32 Dioxidul de carbon nu trebuie neapărat să fie un gaz poluant. Separat, în urma procesului tehnologic de la o centrală electrică, acest gaz poate fi folosit drept hrană pentru alge, care la rândul lor pot deveni surse pentru Protecţia mediului stimulează economia şi creează noi obţinerea de biodiesel. locuri de muncă. Reducere drastică a dioxidului de carbon................................................ 52 Ultimele câteva procente....................... 16 Lenzing AG doreşte să îmbunătăţească şi mai mult eficienţa energetică. Jigar Shah, CEO al US institute Carbon War Room, este convins că putem elimina jumătate din emisiile actuale de CO2. hi!tech 30 hi!life Autobuzul cu emisii zero........................ 36 Editorial Noile autobuze electrice impresionează printr-o autonomie de funcţionare satisfăcătoare, costuri scăzute de operare şi prin faptul că nu poluează aerul oraşelor. Informaţii................................................ 37 Managementul complexităţii................ 38 Maşinile care învaţă pot procesa nişte cantităţi uriaşe de informaţii, pot identifica modele, îşi pot dezvolta propriile cunoştiinţe şi pot oferi nişte prognoze uluitor de precise. Viaţa în aglomerările urbane din trecut ...................................................... 42 Interviu cu Dr. Sabine Ladstätter cu privire la excavările de la Efes (Ephesus), unde posibilităţile oferite de tehnologia modernă sunt testate alături de modelele tradiţionale de studiu. Ia mâinile de pe volan............................ 44 Atunci când vom putea să ne luăm mâinile de pe volan şi picioarele de pe pedale vom călători în maşinile noastre mai sigur, mai confortabil şi cu un impact de mediu mai scăzut. Seniorul deştept..................................... 46 Conectaţi în reţele, activi şi mobili – aşa pot trăi seniorii în viitorul apropiat. Asistenţa medicală este organizată pe Internet. Cea de-a treia dimensiune . ...................48 Filmele şi programele de televiziune în 3D sunt posibile doar cu ajutorul ochelarilor speciali – sau cel puţin aşa era. Cadrele plenoptice (în câmp luminos) pot aduce o revoluţie în acest domeniu. Dragi cititori, deja în prezent, aproape jumătate din populaţia planetei trăieşte în oraşe. În anul 2050 acest număr va ajunge la 70%. Această creştere masivă reprezintă o uriaşă provocare pentru zonele urbane. Infrastructura existentă îşi contemplă limitele, iar dezvoltarea sa este dificilă şi costisitoare. Printre principalele obiective se numără rezolvarea problemei transportului public şi asigurarea nevoilor de apă şi energie, cumulate cu micşorarea impactului de mediu şi îmbunătăţirea calităţii vieţii rezidenţilor. Toate aceste subiecte sunt interconectate. Experţii sunt convinşi că reţelele informatice, schimbul de informaţii şi procesarea inteligentă a datelor reprezintă cheile care vor asigura o experienţă agreabilă de viaţă în oraşele viitorului. Sistemul de transport public, managementul traficului şi informaţiile despre cele mai bune conexiuni de transport vor reduce aglomerările şi blocajele din trafic şi vor îmbunătăţi calitatea aerului în metropole. Folosirea energiilor alternative în reţele electrice perfect con- trolate şi coordonate, precum şi clădirile care vor economisi energie sau care vor putea chiar să-şi producă singure energia necesară reprezintă nişte aspecte de o importanţă maximă ale unei strategii energetice şi de mediu de succes. Siemens poate oferi un portofoliu vast şi unic de produse destinate dezvoltării oraşelor în cadrul noului Sector Infrastructure and Cities şi îi poate sprijini pe reprezentanţii municipalităţilor în finanţarea acestor proiecte. Noile programe de calculator contribuie la asigurarea unui start optim. Ele oferă informaţii cu privire la oportunitatea de a face anumite investiţii pentru un oraş sustenabil. Alte articole din această ediţie tratează eficienţa energetică în industrie, rezervele de materii prime din deşeuri, sistemele IT capabile să înveţe, maşinile care se pot conduce singure şi modalităţi de folosire a dioxidului de carbon. Cristian Secoşan CEO Siemens România hi!tech iunie|2012 02 n 03 Datorită executării exacte a proceselor, calităţile sticlei pot fi modificate cu uşurinţă, în timp scurt. Eficienţa are rezultate Producătorul german de sticlă f | glass a construit o fabrică concepută pentru a obţine o maximă eficienţă energetică şi siguranţă a procesului tehnologic. Detalii inovatoare Sticla este unul dintre cele mai vechi, dar în acelaşi timp şi cele mai inovatoare materiale din lume. Obţinerea sticlei pentru construcţii, pentru industria auto sau pentru solarii reprezintă o provocare tehnologică şi necesită un volum mare de energie. Din acest motiv, investiţiile în modalităţi de producţie eficiente din punct de vedere energetic sunt extrem de profitabile. Acest lucru a fost demonstrat de producătorul german de sticlă f | glass prin intermediul unei fabrici concepute pentru a lucra cu maximă eficienţă energetică şi siguranţă a procesului tehnologic, propunând multe detalii inovatoare. Cuptorul pentru topire joacă rolul principal în acest caz. Un sistem de reţinere a căldurii unic în lume menţine suprafaţa exterioară a cuptorului la o temperatură căldu- Industry Journal, Ursula Grablechner ţă, în timp ce în interiorul său temperatura ajunge la 2.000 de grade Celsius. Acest cuptor foloseşte cu 20% mai puţină energie decât modelele obişnuite. De asemenea, energia este economisită şi în alte zone ale procesului tehnologic de obţinere a sticlei. Vanele de aer ale sistemului de ventilaţie de pe peretele exterior al clădirii, din vecinătatea cuptorului de răcire, contribuie la controlarea temperaturii incintei, fără a se consuma energie. Căldura gazelor rezultate în procesul de obţinere a sticlei este de asemenea folosită. Totuşi, turbina cu aburi are cel mai mare impact asupra operării sustenabile a întregului sistem. Ea foloseşte aerul fierbinte rezultat din cuptor pentru a genera electricitate şi este inima unui sistem complex de recuperare a energiei – unul dintre primele sisteme de acest fel din industria sticlei. Siemens De la livrarea şi amestecarea materiilor prime până la topire, de la procesare şi rafinarea sticlei obţinute, şi mai departe până la onorarea comenzilor – fiecare pas din acest proces de fabricare şi distribuţie la f | glass se desfăşoară automatizat. Acest lucru necesită un grad ridicat de precizie. Un sistem de control al procesului tehnologic de la Siemens coordonează amestecurile de materii prime, producţia, valorile energetice, controlul calităţii şi monitorizarea evacuărilor. Datorită executării exacte a acestor procese, producţia poate fi modificată din mers – spre exemplu, pot fi obţinute panouri de sticlă mai groase sau mai subţiri, sau cu diferite specificaţii. Acest lucru permite respectarea fără lungi întârzieri a cerinţelor clienţilor. i www.f-glass.de siemens.com/glas hi!biz Noutăţi Economie de energie Furnalul cu arc electric de înaltă productivitate Nevoi energetice seminificativ mai mici Producătorii de oţel investesc în metode de producţie care să consume mai puţină energie şi să fie mai curate. În acest scop, Siemens VAI a introdus un număr de inovaţii în conceptul noului furnal cu arc electric Simetal EAF Quantum. Acest cuptor combină elemente ale tehnologiei siderurgice clasice cu un nou proces de alimentare cu resturi, un sistem eficient de preîncălzire, un nou concept de basculare pentru cuva inferioară şi un sistem de captare optimizat. Acest lucru permite atingerea unor perioade de post-topire de 36 de minute în producţia de oţel. Consumul energetic de 280 KWh pe tonă este considerabil mai scăzut decât consumul înregistrat în cazul unui furnal cu arc electric convenţional. Pe lângă consumul mai redus de electrozi, gaze naturale şi oxigen, costurile de conversie specifice sunt îmbunătăţite cu aproximativ 20%. Emisiile de CO2 pot fi scăzute cu până la 30%, prin comparaţie cu furnalele cu arc electric obişnuite. Prin tehnologia furnalului cu ax, resturile nu ajung direct prin capacul deschis în cuva furnalului, ci printr-un ax instalat în acest capac. Aici intră în contact în primă instanţă cu un mecanism de retenţie a căldurii şi sunt preîncălzite de gazele fierbinţi de furnal până la 600 - 800°C. În acest mod, gazele de furnal sunt folosite în mod direct. Odată ce încărcătura anterioară a fost captată, clapele sistemului de retenţie se deschid şi resturile preîncălzite ajung în baia de oţel. Spre deosebite de furnalele convenţioanle, conceptul cilindric permite operaţiuni de basculare foarte exacte şi simplifică operaţiunile de întreţinere şi schimbarea cuvelor. Prin sistemul de captare denumit FAST (Furnace Advanced Slag-Free Tapping), oţelul topit poate fi captat fără zgura ce pluteşte la suprafaţă şi este formată în mare parte din impurităţi. Compania mexicană Tyasa va fi prima companie producătoare de oţel care va folosi acest nou concept de furnal. i www.siemens.com/metals Noul furnal cu arc electric poate atinge timpi post-topire de 36 de minute. Eficient şi sigur Din momentul în care liniile ferate locale Salzburg au început să opereze şi pe liniile ferate locale Pinzgau, opţiunile de călătorie s-au extins considerabil. În paralel cu acest lucru a fost introdus un sistem modern de control al trenurilor. A fost clar de la început că este nevoie de mijloace tehnice de siguranţă care să permită accesul la sistemele de frânare ale vehiculelor. Un alt obiectiv a fost stabilirea bazelor pentru un management operaţional eficient. Bazat din punct de vedere funcţional pe ETCS L3 (European Train Control System), sistemul de control al trenurilor asistat de calculator de la Siemens foloseşte un sistem de localizare prin GPS şi un sistem de securitate care îi oferă mecanicului de locomotivă informaţii despre starea şinelor şi a garniturii, fără a folosi metodele tipice de semnalizare. O staţie de lucru modernă, echipată cu monitor, a fost creată în scopul vizualizării acestor sisteme. Costurile de investiţie în acest sistem reprezintă doar aproximativ 20% din cele ale unui sistem de control tipic. Noul sistem pentru căile ferate Pinzgau demonstrează uriaşul potenţial al acestei soluţii: managementul operaţional poate fi în mod semnificativ mai eficient şi mai sigur, cu o investiţie mult mai mică. www.mobility.siemens.com hi!tech iunie|2012 04 n 05 Oraşul gânditor Reţelistică, schimbul de informaţii şi procesarea inteligentă a datelor reprezintă cheile pentru o înaltă calitate a vieţii urbane în viitor. Perspective mai bune pentru o viaţă mai bună Oraşul este mediul în care vom locui în viitor. În prezent, mai mult de jumătate din populaţia globului trăieşte în oraşe. ONU prevede că până în 2050 nu mai puţin de 70% din populaţia globului va trăi în oraşe. Oamenii vin la oraş pentru a beneficia de mai bune oportunităţi de locuri de muncă, pentru servicii medicale de calitate mai ridicată şi pentru oportunităţi mai variate de petrecere a timpului liber. Dar oare visul acestor oameni pentru o viaţă mai bună în mediul urban se va materializa? Directorul programului ONU pentru aşezări umane Habitat, Dr. Joan Elisabeth Dokaupil Petra Meisel Clos, este optimist cu privire la viitor pentru că susţine că a sesizat existenţa unei voinţe sincere de structurare a urbanizării într-o manieră pozitivă: “După ce urbanizarea a fost privită timp de ani de zile drept ceva rău, ceva ce trebuie oprit, oamenii au început în prezent să înţeleagă faptul că mediul urban reprezintă un vector pozitiv al schimbării, inclusiv în ceea ce priveşte raportarea la problema schimbărilor climatice şi în ceea ce priveşte atingerea progresului socio-economic”. Însă exact aceste aşteptări ridicate supun oraşele unei presiuni uriaşe în ceea ce priveşte dezvoltarea, subliniază Pablo Vaggione, fost secretar general al International Society of City and Regional Planners (ISOCARP), care oferă consultanţă municipalităţilor din toate zonele lumii: “Uriaşa creştere a populaţiei suprasolicită infrastructura urbană. În acelaşi timp, resursele financiare limitate restricţionează sever posibilităţile de acţiune ale oraşelor”. El vede însă nişte oportunităţi extraordinare în trendul de urbanizare în cazul în care oraşele reuşesc să stabilească un echilibru între creşterea economică, impactul asupra mediului şi calitatea vieţii. “Aceşti trei stâlpi ai sustenabilităţii se aplică în egală măsură în cazul oraşelor şi nu pot fi luaţi în considerare separat”. Dezvoltarea urbană sustenabilă reprezintă o sarcină complexă. “Trebuie să reor- hi!biz Cover ganizăm aprovizionarea cu energie şi cu apă, precum şi transportul”, susţine Dr. Klaus J. Beckmann, profesor de planning al infrastructurii urbane la Universitatea din Karlsruhe. Avem nevoie de modele de distribuţie, cicluri economice închise şi de legături corespunzătoare între acestea. “Pentru acest lucru este nevoie de reţele de comunicaţii puternice şi inteligente pentru aproape toate ariile de aprovizionare şi consum”, a explicat Beckmann. Provocările apar chiar din faza de planificare. În ce domeniu să se facă primele investiţii? Care este potenţialul de risc al acestor investiţii? Care va fi impactul acestor măsuri asupra stării sociale şi a sustenabilităţii oraşului în general? Aceste întrebări fac subiectul unui proiect realizat de unitatea de cercetare a Siemens, condusă de Dr. Bernd Wachmann. Echipa care lucrează la acest proiect este distribuită la nivel global şi studiază un sistem integrat pentru modelarea şi simularea interdisciplinară. Acest sistem ilustrează felul în care schimbările aduse infrastructurii pot avea un impact asupra sustenabilităţii oraşului. El permite verificarea diferitelor opţiuni în ceea ce priveşte noile proiecte de infrastructură, punând accentul pe costuri şi sustenabilitate şi oferind oportunitatea unei planificări a proiectelor în etape optimizate. Datele accesibile public oferă bazele pentru deciziile de investiţii luate de municipalităţi. Acelaşi sistem oferă posibilitatea de a compara datele proiectelor din trecut şi pe cele ale proiectelor aplicate în alte oraşe. Wachmann: “Sistemul analizează interdependenţele comune, prevede posibile scenarii şi ţine cont de opiniile experţilor”. Acest sistem oferă şi o gamă nouă de servicii bazate pe date dinamice obţinute în timp real. Cum pot economisi energie clădirile Clădirile joacă un rol de o importanţă crucială în ceea ce priveşte consumul energetic al oraşelor. Clădirile sunt responsabile de nu mai puţin de 40% din hi!tech iunie|2012 06 n 07 Noul cartier general al Siemens din MÜnchen va fi una dintre cele mai eficiente clădiri din lume în ceea ce priveşte consumul energetic. Deschiderea curţilor interioare şi ariile destinate restaurantelor sunt binevenite. Electricitatea este asigurată de panouri fotovoltaice amplasate pe acoperiş şi pe faţadă. consumul global de energie. Diferenţierea tipică dintre echipamentele de servicii ale clădirilor şi cele de securitate reprezintă una dintre cauzele acestei situaţii. “Viitorul aparţine soluţiilor integrate. Platformele vor aduna informaţii în timp real, oferind astfel bazele unui control exact”, susţine Josef Stadlinger, Siemens Building Technologies, descriind tendinţa curentă în domeniu. În acest mod clădirile vor deveni mai sigure, mai confortabile şi mai eficiente din punct de vedere energetic. Astfel, va fi posibilă modificarea perioadelor de încălzire ale unei clădiri în funcţie de prognoza meteo, sau pornirea pompelor de apă sau a instalaţiilor de răcire doar atunci când este nevoie şi nu după un orar predeterminat. “Aceste optimizări sunt posibile doar pe baza experienţei noastre în domeniu. Siemens înţelege felul în care trebuie controlate circuitele de încălzire sau cum trebuie calculată nevoia de căldură”, susţine Stadlinger, scoţând în evidenţă importanţa unui know-how complet cu privire Elisabeth Dokaupil la capacităţile funcţionale ale sistemelor moderne. Automatizarea inteligentă a clădirilor are ca efect şi o reducere a consumului energetic în cazul clădirilor vechi, conservate ca monumente istorice, clădiri ce conferă imaginea caracteristică a oraşelor europene. Mai mult decât atât, acest lucru se aplică chiar şi în cazul clădirilor ce nu pot fi izolate termic corespunzător. În viitor, calitatea informaţiilor cu privire la starea clădirilor se va îmbunătăţi pentru a permite o optimizare superioară, pe măsură ce numărul senzorilor pentru monitorizarea temperaturii, a luminozităţii sau a calităţii aerului creşte. “Senzorii vor forma reţele auto-organizate, fiecare senzor măsurând distanţa la care se află de cel mai apropiat senzor de acelaşi tip şi sincronizându-se în mod regulat cu fiecare alt senzor de acelaşi tip, în funcţie de datele culese”, a explicat Dr. Rudolf Sollacher, un specialist în reţele de senzori de la Siemens. “Ei pot compara valorile măsurate şi pot calcula o medie foarte exactă pentru întregul Siemens, Petra Meisel sistem”. Reţeaua poate identifica modele simple, aşa cum ar fi devierea variabilelor de la punctele prestabilite, în funcţie de anumite circumstanţe. Detectoarele moderne de incendiu au învăţat deja aceste lucruri, fiind evitată declanşarea de alarme false. În plus faţă de creşterea eficienţei energetice, potenţialul clădirilor de a produce energie le transformă în nişte vectori extrem de importanţi în peisajul energetic al oraşelor sustenabile ale viitorului. Noul cartier general al Siemens din inima oraşului München îşi va asigura singur necesarul de energie, în pofida faptului că se întinde pe o suprafaţă de peste 45.000 de metri pătraţi. Faţada în V şi curţile interioare au rolul de a optimiza cantitatea de lumină naturală ce ajunge la birouri, iar sistemele fotovoltaice instalate pe acoperiş şi pe faţade, precum şi folosirea apei din pânza freatică şi a apei de la precipitaţii, au rolul de a reduce la zero amprenta de dioxid de carbon al noului cartier general Siemens. hi!biz Cover Clădirile active produc electricitate În viitor, clădirile active, care produc mai multă energie decât folosesc, vor fi din ce în ce mai populare, chiar şi în zonele urbane dens populate. Panourile fotovoltaice, vântul şi energia geotermală nu sunt singurele surse alternative de energie. O clădire de birouri din apropiere de principala gară din Stockholm, spre exemplu, este încălzită cu căldura absorbită de la cei peste 250.000 de călători şi navetişti care trec zilnic prin gară. Clădirile pot înmagazina căldură prin încălzirea apei (cu pierderi energetice relativ mici) sau prin încărcarea automobilelor electrice. Introducerea în creştere, dar încă fluctuantă, a energiilor regenerabile obţinute de la parcuri eoliene, centrale electrice solare, clădiri sau locuinţe constituie o nouă provocare pentru operatorii reţelelor electrice. Un astfel de mediu complică sarcina echilibrării consumului energetic, ducând la necesitatea trecerii la reţelele inteligente. Gospodăriile din Europa nu sunt echipate cu contoare inteligente, care să adune informaţii în timp real despre felul în care energia electrică este consumată sau introdusă în reţea. Controlul optim al energiei electrice în reţele Peste 40 de milioane de contoare inteligente au fost deja instalate în Europa. Este nevoie de o acoperire cât mai mare pentru a obţine o eficienţă energetică crescută şi pentru a utiliza la maxim energia verde produsă. Înainte, consumul de electricitate al gospodăriilor era citit de la contoar o dată pe an. “Folosind contoare inteligente, obţinem valorile consumului electric în timp real. La Viena dispunem de peste 180 de milioane de citiri de contoare pe zi pe care le procesăm”, susţine Brehmer, director general al Wien Energie Stromnetz GmbH. “Acest lucru ne permite să controlăm eficient fluxul de electricitate din reţea”. Un centru de competenţă al noului sector Infrastructure & Cities al Siemens din Viena construieşte infrastructuri de măsurare inteligente pentru procesarea acestor volume masive de date. Noile reţele inteligente, care constau şi în transformatori inteligenţi şi alte componente în afara contoarelor propriu-zise, sunt controlate atât la nivel local cât şi prin alte sisteme de management care formează centrii nervoşi ai reţelelor inteligente. Cu toate acestea, reţeaua viitorului se va baza mai mult pe conservarea energiei la nivelul consumatorilor atunci când soarele nu străluceşte pe cer, sau pe atragerea energiei exact atunci când vântul bate peste Marea Nordului. O serie de aplicaţii software speciale sunt necesare pentru managementul flexibilităţii necesare. Rolul consumatorilor este de a fi corect informaţi cu privire la propriul consum, precum şi cu privire la preţul curent al electricităţii, preţ ce va fluctua mai mult în viitor. Contoarele inteligente vor permite contribuţia utilizatorilor la stabilitatea reţelei electrice şi vor oferi ocazia de a economisi bani prin evitarea consumului energetic la orele de vârf, când energia este mai scumpă. Alte avantaje pentru managementul reţelei, dar şi pentru consumatori, vor decurge din utilizarea în comun a energiei electrice în grupuri formate din gospodării sau din clădiri aflate în vecinătate una faţă de alta. Ca părţi ale unui grup cooperativ, consumatorii se vor implica activ în tranzacţiile de energie. Maşini, tramvaie, autobuze sau trenuri: cu o masă multi-touch şi aplicaţia Siemens pentru mobilitate, mijloace diferite de transport ce pot fi integrate în sisteme cu grad ridicat de coordonare. Automobilele electrice îndeplinesc de asemenea un rol important în stocarea energiei. hi!tech iunie|2012 08 n 09 hi!biz Cover Singapore ca oraş test pentru zona urbană a viitorului. Sistemul City Cockpit sintetizează toate datele relevante despre oraş pe un ecran de calculator. Până în prezent, reţeaua electrică a fost închisă din cauza tehnologiilor folosite, însă pentru ca acest sistem al viitorului să funcţioneze, reţeaua trebuie să fie deschisă. Acest lucru ridică problema atacurilor asupra infrastructurii electrice. “Pentru aplicaţiile viitorului este nevoie să se poată comunica cu sistemele de automatizare ale clădirilor. Clienţii doresc să folosească contoare inteligente pentru a-şi controla propriile sisteme fotovoltaice, iar contoarele trebuie să fie conectate la propriile lor reţele, pentru a oferi transparenţă în ceea ce priveşte consumul”, susţine Alexander Schenk, Siemens, explicând cât de importantă va fi securitatea ridicată în viitor. Deschidere şi securitate pentru reţele “Printre posibilele metode de asigurare a protecţiei reţelelor electrice se numără criptarea, autentificarea, firewall-ul şi monitorizarea traficului”, susţine Schenk. În cele din urmă va trebui găsită o combinaţie eficientă între aceste metode, la un preţ rezonabil. Distribuitorii de energie au tendinţa de a nu lăsa pe nimeni să pună mâna pe întrerupător şi să împartă datele cu terţii provideri de servicii prin intermediul unor platforme. Însă ultimul cuvânt nu s-a făcut încă auzit. Energie AG Oberösterreich încearcă o abordare ştiinţifică a acestui subiect: situaţia curentă Elisabeth Dokaupil este studiată cu atenţie pentru a dezvolta un concept sigur şi complet pentru viitor. Subiectul transportului este strâns legat de problema energiei. Spre exemplu, folosirea automobilelor electrice în număr mare poate simplifca problema stocării surplusului energetic din surse regenerabile. Bateriile maşinilor pot oferi un mediu de stocare potrivit pentru această energie. Automobilele electrice şi folosirea transportului public vor avea ca efect reducerea emisiilor de CO₂ şi îmbunătăţirea calităţii aerului – factori de importanţă critică pentru un oraş sustenabil. Pentru moment, însă, planificatorii urbani se confruntă cu o altă problemă urgentă: Cum eliminăm problema cotidiană a traficului? Această problemă rămâne încă de actualitate pe măsură ce nevoia de mobilitate este în continuă creştere. Un grad înalt de calitate a vieţii va fi disponibil în acele oraşe care reuşesc să ofere mai multe opţiuni de transport public şi privat. Cheia folosirii tuturor mijloacelor de transport disponibile constă în asigurarea unor conexiuni uşoare între diferitele mijloace de transport şi în disponibilitatea informaţiilor în timp real despre opţiunile de transport pe toate dispozitivele portabile folosite de clienţii potenţiali. Trebuie să fie posibil să răspunzi imediat la întrebarea “Când vine următorul autobuz/ Siemens, Foster + Partners troleibuz/tramvai/metrou/tren?” Şi nu va mai trebui ca un client să-şi facă griji pentru bilete. Sistemele de taxare electronice trebuie să facă uitate biletele tipărite pe hârtie. Un E-ticket din buzunarul tău va putea asigura accesul la o bicicletă electrică de închiriat, precum şi la un garaj sau la staţia de metrou. Călătoriile cu transportul în comun vor fi deduse de pe acest E- ticket, ce va putea fi folosit şi pentru a încărca cu energie un automobil electric. În paralel, transportul individual trebuie să fie cât mai bine gestionat. În prezent au apărut o serie de abordări complet noi în acest domeniu. Spre exemplu, aglomerările din trafic pot fi prevăzute pornind de la datele adunate in timp real de maşinile participante la trafic. Aceste informaţii pot fi trimise spre procesare direct spre dispozitivele de navigare ale altor şoferi, permiţând evitarea din start, în unele cazuri, a aglomerărilor din trafic. Bazele unei reţele inteligente între maşinile aflate în trafic sunt puse prin tehnologia Extended Floating Car Data, ce este în prezent studiată de UE şi de industria automobilistică. Există însă şi nişte modele urbane futuriste, care încearcă să excludă complet automobilele din peisaj. Masdar City, 30 de kilometri est de Abu Dhabi, în Emiratele Arabe Unite, va fi primul oraş din lume în care nu vor mai exista maşini. O reţea vastă de transport subteran rapid bazată pe cabine individuale, un metrou suspendat şi un metrou regional vor asigura mobilitatea necesară locuitorilor acestui oraş, pe ale cărui străzi nu vor putea circula decât pietoni şi biciclişti. Proiectul “Science City”, în care este implicat şi Siemens prin centrul său de cercetare din Orientul Mijlociu, a fost planificat de Fosters + Partners şi va fi alimentat cu energie verde. Apa necesară locuitorilor acestui oraş va fi asigurată prin centrale de desalinizare a apei marine ce vor funcţiona cu energie solară. Masdar City din Emiratele Arabe Unite va fi primul oraş din lume în care nu vor circula maşini. Crystal din Londra: Această clădire cu un grad ridicat de eficienţă va face parte din proiectul Siemens pentru reţele electrice inteligente. Starea oraşului dintr-o privire Locuitorii vor avea un cuvânt greu de spus în ceea ce priveşte implementarea noilor modele. Site-urile de socializare şi telefoanele mobile inteligente i-au familiarizat pe locuitorii oraşelor cu participarea în procesele politice. Din acest motiv, este extrem de important pentru administraţia oraşelor să păstreze contactul cu cetăţenii şi să cunoască parametrii cheie ai dezvoltării oraşelor. Proiectul City Cockpit, dezvoltat de Siemens la Singapore, poate aferi ajutorul necesar în acest domeniu. Primarii şi funcţionarii publici vor putea observa imediat când apar probleme în funcţionarea sistemului de transport public, de aprovizionare cu apă sau energie a oraşului şi vor putea acţiona imediat în consecinţă. Departamentele de poliţie, de pompieri şi de curăţenie publică vor putea fi de asemenea integrate în acest sistem. Această integrare nu va necesita colectarea unor volume separate de date. Ideea de bază este de a pune în corelaţie fluxurile existente de date. Reţelistica, schimbul de informaţii şi procesarea inteligentă a datelor reprezintă cheile pentru o calitate ridicată a vieţii urbane în viitor. i siemens.com/ic siemens.com/pof siemens.com/innovation hi!tech iunie|2012 10 n 11 hi!biz Cities Oraşe în care merită să trăieşti Arnulf Wolfram, şeful noului Sector Infrastructure and Cities de la Siemens, este convins că metropolele în creştere ale lumii pot oferi spaţii locative atractive. Din ce în ce mai mulţi oameni sunt atraşi de oraşe. Este acesta un proces continuu? Populaţia globală creşte şi iar creşte; iar unde se va opri nu putem şti. Din octombrie 2011, populaţia planetei a depăşit oficial 7 miliarde de oameni, iar din 2009, mai mult de jumătate din populaţia lumii trăieşte în mediul urban. Acest număr va continua să crească. Peste 70% din populaţia lumii va trăi în oraşe până la jumătatea acestui secol. Care sunt consecinţele acestui boom urban? Consecinţele sunt diverse şi le simţim cu toţii pe propria piele: smog, trafic aglomerat, căderi ale reţelei electrice în momentele de vârf ale consumului, resurse limitate de apă potabilă. Numărul locuitorilor din mediul urban creşte mult mai rapid decât se dezvoltă infrastructura necesară pentru a-i susţine. Prin contrast, infrastructura prezentului este deseori copleşită de numărul mare de locuitori. Deja încă din prezent, oraşele sunt responsabile de două treimi din consumul global de energie şi produc aproximativ 70% din totalul emisiilor de CO₂. Din acest motiv nu exagerăm dacă susţinem că viitorul planetei noastre se va decide în oraşe. Îşi asumă noile metropole responsabilitatea pentru impactul pe care-l au asupra mediului şi climei? Multe oraşe îşi doresc să fie responsabile. De la Toronto la Londra, de la Wuhan la New York şi de la München la Jakarta, pot Elisabeth Dokaupil Petra Meisel fi identificate numeroase exemple de obiective ambiţioase de reducere a emisiilor de CO2. Totuşi, nu este doar o problemă de responsabilitate “verde”. Calitatea vieţii este din ce în ce mai mult un factor de competiţie între oraşe. Aceste oraşe intră în competiţie unele cu altele atât ca locaţii pentru companii, cât şi ca locuinţe pentru angajaţii acestor companii. Câştigătorul va fi oraşul care va putea să ofere transport rapid atât pentru locuitorii săi cât şi pentru bunuri şi mărfuri, un aer cât mai curat şi care va genera un mediu de viaţă cât mai atractiv. Ce trebuie să facă administraţiile oraşelor pentru a rezolva aceste provocări? Fiecare oraş se confruntă cu propriile sale provocări, ceea ce înseamnă că este nevoie de o sumedenie de abordări pentru rezolvarea acestor probleme. Însă un lucru este cert: tehnologia poate rezolva cele mai importante provocări cu care se “Tehnologia poate rezolva cele mai importante provocări cu care se confruntă oraşele prezentului, de la problema traficului la cea a aprovizionării cu apă potabilă şi cu energie.” confruntă oraşele prezentului. Poate descongestiona traficul, poate reduce smogul, poate organiza aprovizionarea cu apă potabilă şi energie electrică, precum şi problema deşeurilor menajere şi, tot tehnologia poate mări siguranţa locuitorilor. De multe ori oraşele nu ştiu de unde să înceapă, care sunt paşii de urmat şi care este ordinea lor dezirabilă, sau chiar care sunt soluţiile tehnologice pe care le pot aplica. Aici intervine Siemens, prin specialiştii săi de la faţa locului. Ei cunosc problemele oraşului şi colaborează cu reprezentanţii municipalităţii pentru a identifica opţiunile tehnice existente şi ordinea priorităţilor. Ce soluţii specifice sunt disponibile? Tehnologiile moderne sunt factorul cheie pentru un management de succes al oraşelor. Sistemele IT inteligente şi coordonate oferă răspunsuri pentru probleme complexe. Siemens oferă un spectru extrem de larg de produse şi soluţii pentru a ajuta oraşele să rezolve toate aceste probleme. Aceste produse şi soluţii sunt adunate în Sectorul Infrastructure and Cities. Soluţiile noastre pornesc de la analiza problemei, identificarea relaţiilor şi stabilirea priorităţilor de investiţii. Cum poate fi ţinut sub control consumul energetic al oraşelor? Clădirile sunt în prezent responsabile pentru aproximativ 40% din consumul total de energie. Aici putem economisi foarte multă energie. Reţelele inteligente, controlul şi reglarea automată a servicii- Ei trebuie să ajungă la destinaţiile lor mult mai rapid şi fără să polueze la fel de mult ca atunci când merg cu automobilul propriu. Iar aceste deziderate sunt tangibile, cu tehnologia din prezent. Efortul de a cumpăra bilete pentru diferite mijloace de transport poate fi de asemenea mult redus. Cu ajutorul tichetelor electronice, călătoria cu trenul, cu metroul, tramvaiul, automobilul electric sau bicicleta electrică poate fi plătită pe loc. Telefoanele inteligente vor oferi variante de traseu pentru a ajunge la destinaţie şi informaţii în timp real despre sosirea şi plecare diferitelor mijloace de transport. lor oferite în clădiri reprezintă concepte cheie. Din acest motiv, renovările termice nu sunt neapărat necesare. Clădirile noi au la rândul lor un potenţial uriaş de schimbare. Ele vor deveni nişte locuinţe active. Clădirile vor deveni inteligente şi vor ajunge să fie componente active ale sistemului energetic, prin intermediul panourilor fotovoltaice de pe acoperiş şi al abilităţii de a-şi controla propriul consum energetic. Această dezvoltare, alături de extinderea folosirii resurselor energetice regenerabile, ridică o provocare uriaşă asupra modului în care funcţionează reţelele noastre electrice. Din acest motiv, reţelele electrice trebuie să devină mult mai inteligente şi să fie capabile să opereze în două sensuri. Pentru aceasta este nevoie de dispozitive inteligente de măsură: contoarele inteligente. Inteligenţa reţelelor electrice va fi un subiect central de discuţie în viitor. Este posibil să stopăm avalanşa traficului fără a restrânge mobilitatea? Nu poate fi oprită, dar este posibil să o gestionăm într-un mod inteligent şi există alternative reale la automobile. Şi aici, reţeaua joacă un rol important. Viitorul aparţine soluţiilor bazate pe reţele intermodale inteligente şi pe informarea în timp real asupra diferitelor mijloace de transport dipsonibile. Cum vor putea fi locuitorii oraşelor motivaţi să treacă la noul sistem de transport? Vor fi noile soluţii de mobilitate suficiente pentru a reduce blocajele din trafic? Noile soluţii trebuie să fie dublate de o gestionare modernă a traficului. Corelarea şi procesarea inteligentă a datelor din trafic, obţinute din diverse surse vor duce traficul pe drumul cel bun şi vor deschide străzile metropolelor pentru cei care nu vor dori să renunţe la automobile şi pentru serviciile de curierat. Consumul de energie pentru transport poate fi redus în acest mod cu 40%, iar beneficiile pentru mediu, în ceea ce priveşte poluarea aerului şi poluarea sonică, vor fi de asemenea extrem de importante. Însă acest viitor al transportului este posibil doar dacă acceptăm să ne schimbăm o serie de obiceiuri familiare, în special pe cele privind automobilul. Automobilele electrice blocate în trafic nu pot fi o soluţie. Dumneavoastră vedeţi un viitor pozitiv pentru oraşe? Avem oportunitatea să gestionăm dezvoltarea urbană pentru a face viaţa în oraşe cât mai confortabilă cu putinţă. Atunci când sunt folosite tehnologii moderne şi sisteme IT inteligente, oraşele viitorului vor putea să ne ofere exact ceea ce ne dorim de la ele: locuri de muncă, un mediu curat, educaţie, cultură, precum şi servicii medicale şi asistenţă la vârste înaintate. i siemens.com/ic hi!tech iunie|2012 12 n 13 Creşterea verde Protecţia climei stimulează economia şi creează noi locuri de muncă verzi. Dezvoltarea noilor tehnologii măreşte productivitatea şi competitivitatea. Impulsuri sustenabile pentru economia europeană prin impunerea unor reduceri majore ale emisiilor de CO2: vor putea fi create până la şase milioane de noi locuri de muncă. O nouă cale de creştere pentru Europa Obiectivele ambiţioase de protecţie a mediului din statele europene – pot fi ele susţinute de economie? Mulţi experţi se tem de costurile suplimentare şi de migrarea unităţilor de producţie spre ţări sau regiuni în care nu există astfel de reglementări privind protecţia mediului. Însă nu acesta trebuie să fie rezultatul. Un studiu recent realizat la solicitarea Ministerului german al Mediului şi pu- Industry Journal Christina Lehner blicat sub titlul “O nouă cale de creştere pentru Europa” susţine exact opusul. Neutralitatea acestui studiu nu poate fi pusă sub semnul întrebării. El a fost realizat de un grup de oameni de ştiinţă din mai multe ţări. Concluzia acestui studiu este că obiectivul reducerii emisiilor de CO2 cu 30% în loc de 20% până în anul 2020 va avea efectul stimulării pe termen lung a economiei europene. Rata investiţiilor din PIB poate creşte de la 18% la 22% şi pot fi create 6 milioane de noi locuri de muncă. Economia europeană ar creşte cu 620 de miliarde de euro. Modelele aplicate anterior privind relaţia dintre măsurile de protecţie a mediului şi creşterea economică au ţinut cont în primul rând de două aspecte: înlocuirea maşinilor care funcţionează cu combustibili fosili cu unele care funcţionează cu energie din surse regenerabile şi respectiv reducerea consumului de energie. hi!biz Locuri de muncă verzi Ambele măsuri produc costuri suplimentare, ce trebuie acceptate, pentru a evita costurile uriaşe pe termen lung ale schimbărilor climatice provocate de poluare. Aceste modele sunt ilustrate de următoarea ecuaţie: cu cât emisiile de gaze cu efect de seră sunt mai scăzute, cu atât mai mică este creşterea economică. Procese de învăţare şi inovaţii “O nouă cale de creştere pentru Europa” iese din această logică. Simulările anterioare ignoră de obicei efectele economice pe care autorii noului studiu le consideră importante şi care pot produce uneori efecte secundare pozitive. Spre exemplu: procesele de învăţare care rezultă din investiţiile în mediu sau consecinţele dezvoltării tehnologice generale sau din anumite domenii. Investitorii se vor aştepta de asemenea la un profit acceptabil, generând şi mai multă presiune economică şi stimulând dorinţa de inovaţie. Autorii acestui studiu au inclus aceste aspecte în modelul lor şi au presupus că se va forma o buclă perpetuă de feedback pozitiv, ce va duce la o creştere economică verde. Forţele care generează această buclă de feedback pozitiv provin din următorul mecanism: procesul de învăţare din cadrul economiei şi dezvoltarea şi distribuţia de noi tehnologii măresc productivitatea şi competitivitatea, stimulând creşterea, cu un impact pozitiv asupra aşteptărilor investitorilor. Conform autorilor însă, pentru funcţionarea acestui mecanism este nevoie de respectarea unor premise. Credibilitatea joacă un rol extrem de important în acest caz. UE trebuie să reuşească să creeze programe climatice consistente. Spre exemplu, încasările din taxele europene pentru emisii trebuie folosite în mod constructiv pentru măsuri privind reducerea emisiilor în Europa de Est. Măsuri precum scutirile sau reducerile de taxe vor trebui să încurajeze deschiderea spre investiţiile în tehnologii verzi. Oamenii de ştiinţă şi Comisia Europeană au acordat un rol central atât creşterii eficienţei energetice cât şi dezvoltării energiilor regenerabile. Ambele au nevoie de investiţii considerabile, cum ar fi renovarea clădirilor, modernizarea infrastructurii energetice şi mobilitate care să nu polueze. Independent de rezultatele studiului, Comisia Europeană estimează că obiectivul reducerii emisiilor cu cel Protecţia climei şi economia Proiectul AMPERE (Assessment of Climate Change Mitigation Pathways and Evaluation of the Robustness of Mitigation Cost Estimates) a fost creat pentru a evalua mai bine costurile şi consecinţele economice ale protecţiei climatice. El reuneşte echipe de cercetători din 12 ţări şi modelele lor informatice sub coordonarea Institutului pentru Studii asupra Impactului Climatic de la Potsdam (PIK). Studiul “O nouă cale de creştere pentru Europa” a fost realizat de cercetători de la Universitatea Oxford, de la Universitatea Tehnică din Atena, Universitatea Paris 1 Panthéon-Sorbonne şi Forumul Climatic European sub supravegherea lui Carlo Jaeger de la Institutul pentru Studii asupra Impactului Climatic de la Potsdam (PIK). puţin 80% până în 2050 (prin comparaţie cu valorile din 1990) va necesita investiţii de 270 miliarde de euro pe an. Acest preţ foarte ridicat va fi compensat parţial şi se poate ajunge chiar şi la profit. Pe de-o parte, costurile rezultate din pagubele produse mediului vor fi mai mici, iar de cealaltă parte, potenţialul de economisire din consumul de petrol şi gaze naturale poate atinge suma de 320 de miliarde de euro pe an. Simulările create în timpul studiului au demonstrat că dintr-o astfel de investiţie vor avea de câştigat toate sectoarele economiei europene, de la agricultură la industrie şi la sectorul de servicii. Sectorul de construcţii va beneficia mai mult decât toate celelalte, pentru că respectarea obiectivelor privind protecţia mediului va fi direct relaţionată cu optimizarea eficienţei energetice a clădirilor. Chiar şi un stat care va implementa singur aceste obiective de mediu va avea de câştigat Conform autorilor acestui studiu, avantajele economice ale urmăririi unui obiectiv de reducere cu 30% a emisiilor poluante sunt complet independente de existenţa unui acord internaţional în această privinţă, după expirarea primei faze a Protocolului de la Kyoto în 2012. Avantajele vor fi foarte mari chiar şi dacă Europa va păşi singură pe acest drum, iar dacă noile runde ale conferinţelor globale cu privire la mediu vor ridica ştacheta reducerii emisiilor şi mai sus, curba de creştere a economiei europene poate fi mai abruptă chiar decât cea prevăzută de studiu. i www.newgrowthpath.eu siemens.com/sustainability hi!tech iunie|2012 14 n 15 hi!biz Industrie Ultimele câteva procente Printr-un management energetic eficient, specialistul în fibră de celuloză Lenzing AG doreşte să-şi mărească şi mai mult eficienţa energetică, aflată deja la un nivel ridicat. Gottfried Rosenauer, Vicepreşedinte Lenzing AG: “O perspectivă mai detaliată asupra proceselor de producţie”. Lenzing AG Cu venituri de peste 1,7 miliarde de euro şi o cotă de export de peste 90%, producătorul de fibre de celuloză Lenzing AG se numără printre liderii de piaţă în ceea ce priveşte inovaţia şi tehnologiile. Conform acestei companii, complexul din Lenzing, Austria superioară, este locul unde se obţine cea mai mare producţie de fibră de celuloză integrată din lume, iar doar în acest complex lucrează 2.900 de persoane. Lenzing Group are unităţi de producţie pe toate pieţele importante şi dispune de o reţea globală de vânzări şi de birouri de marketing. Elisabeth Dokaupil Producţia de fibre consumă multă energie Tricouri, bluze, lenjerie intimă şi lenjerie de pat, prosoape dar şi bandaje şi multe multe alte obiecte. Viaţa noastră de zi cu zi este plină de obiecte realizate integral sau care conţin fibre produse de Lenzing Group. Aceste fibre pot fi găsite şi în domenii tehnice şi în construcţii şi toate provin din materia primă regenerabilă oferită de păduri – lemnul. “Producerea fibrelor din celuloză este un proces atât de intens din punct de vedere energetic încât ne ocupăm singuri de sursele noastre de energie şi încercăm de decenii să ne optimizăm consumul energetic”, susţine Gottfried Rosenauer, şeful Energy Business Unit de la compania austriacă Lenzing AG (LAG). LAG asigură aproximativ 3.600 GWh pe zi fabricii de producţie din Austria superioară, sub formă de căldură şi electricitate. Doar necesarul anual de energie electrică ajunge la 648 GWh. Volumul combustibililor fosili folosiţi pentru a produce această energie a fost redus sistematic între anii 1995 şi 2009, coborând de la 35% până la 13,5%. În locul combustibililor fosili s-a trecut la folosirea materialelor biogenice, aşa cum sunt scoarţa de copac sau rumeguşul rezultat în urma tăierii lemnului, precum şi reziduurile rezultate din procesul de producţie al celulozei. În cadrul facilităţilor sale, Lenzing AG dispune de cea mai mare centrală de ardere a reziduurilor din Austria, cu o capacitate de 110 MW. “Mulţumită deceniilor în care ne-am optimizat resursele de energie, aproape toate variantele de îmbunătăţire au fost luate în considerare”, explică Gottfried Rosenauer, adăugând că: “În prezent lucrăm sistematic la obţinerea unei perspective şi mai detaliate asupra proceselor de producţie, folosind un sistem de management al energiei bazat pe B.Data de la Siemens, pentru a putea folosi şi ultimele câteva procente” ce altfel s-ar fi pierdut. Acest sistem cuantifică fluxurile de energie electrică, aburi, apă, apă fierbinte, aer comprimat, aer rece, gaze inerte şi vid şi asociază fiecare cantitate de consum cu procesele individuale şi sistemele care folosesc această energie. Aproximativ 2.200 de variabile standardizate sunt monitorizate la fabrica din Lenzing, în acest scop. “Aproape 95% din fluxul de date ajunge automat în sistemul B.Data prin intermediul unui sistem de colectare a datelor în timp real; doar în cazul a 5% dintre aceste valori este necesară introducerea manuală în sistem”, precizează Karl Eder, şeful departamentului Accounting and Optimization de la Lenzing Energy. Descriere grafică a consumului de energie În timp ce soluţiile de management al energiei de care dispuneam, bazate pe tabele şi liste, erau folosite pentru a realiza un tablou lunar al consumului, toate punctele pentru măsurători pot fi în prezent monitorizate şi analizate în timp real, cu o periodicitate de 15 minute. “Acest lucru ne permite să ţinem cont de variabila timp în procesul de optimizare”, subliniază Wolfgang Hemetsberger, specialist în energie în cadrul departamentului Energy Optimization & Quality Ma- Siemens, Lenzing AG/Alois Humer, Lenzing AG/Markus Renner/Electric Arts Printr-un management sistematic al energiei este posibil să răspundem proactiv la modificarea necesarului energetic, mărind eficienţa energetică cu încă 2 – 3%. Wolfgang Hemetsberger, optimizare energetică: “Cu B.Data, putem să ţinem cont de importantul factor timp în procesul de optimizare”. nagement. Reprezentarea consumului de energie în perioade de 15 minute permite realizarea unor reprezentări grafice ce reflectă foarte clar necesarul de energie. “Un aspect important al deciziei în favoarea sistemului B. Data a fost faptul că arhitectura sa relativ deschisă oferă procese simple de modelare, un sistem flexibil de stabilire a variabilelor şi posibilitatea de a realiza noi aplicaţii pornind de la necesităţile practice”, mai explică Karl Eder. Un modul server web a fost introdus pentru schimbul de informaţii cu operatorul sistemului din Lenzing, dar şi pentru utilizarea globală. Acest modul oferă acces la sistemul B. Data prin intranet, cu autorul unui browser de internet standard. Noul sistem oferă transparenţă la nivelul întregii companii. Consumul de energie poate fi stabilit cu claritate pentru fiecare dintre cele 540 de procese existente. “Astfel este posibil să identificăm potenţialul de optimizare mult mai rapid”, subliniază Wolfgang Hemetsberger. Scopul introducerii B. Data este de a mări calitatea datelor disponibile şi de a le verifica integritatea – sarcini extrem de dificile dacă ţinem cont de gradul ridicat de complexitate al acestor procese. Operarea simultană a unor paşi din procesul tehnologic duce deseori la apariţia unor fluctuaţii de până la 30 de tone de aburi pe oră şi la un output electric de 10 MW. Prin observarea fluxului energetic la nivelul de management energetic este posibil să răspundem proactiv la aceste modificări ale volumului necesar, ceea ce face ca producţia de energie să fie şi mai eficientă. Managementul energetic sistematic poate aduce încă 2 - 3% din potenţialul de optimizare total – ceea ce nu este deloc puţin, ţinând cont că se lucrează cu cantităţi de combustibili de ordinul a 12 milioane de gigajouli. Noul software este standardizat cu o arhitectură de sistem deschisă şi răspunde tuturor cerinţelor producătorului de fibre cu privire la sustenabilitate şi viabilitate viitoare. Datorită capacităţilor pluri-lingvistice şi a compatibilităţii web, el poate fi integrat în întregul Lenzing Group. “Pasul următor, ne dorim să echipăm fabricile noastre din Indonezia şi China cu acest software şi apoi toate locaţiile noastre din lume”, a mai adăugat Gottfried Rosenauer. i www.lenzing.com siemens.com/bdata hi!tech iunie|2012 16 n 17 Corespondenţă în drum spre linia de identificare, unde maşini decodifică automat 95% din adrese. Noua libertate de alegere Legătura dintre poşta analogică şi cea digitală devine din ce în ce mai apropiată. Automatizarea logistică accelerează livrarea scrisorilor şi pachetelor. Peste un miliard de scrisori În mod firesc, în prezent sunt expediate mai puţine scrisori decât în urmă cu 10 sau chiar 5 ani, însă în anul 2010 au fost încă expediate peste 1 miliard de scrisori. În acelaşi timp, numărul pachetelor trimise prin poştă a ajuns la valoarea impresionantă de 56 de milioane – în special datorită serviciilor de shopping de pe internet. Pe lângă aceste scrisori şi pachete, serviciile de poştă au mai expediat 4,5 miliarde de scrisori şi materiale promoţionale şi de reclamă, precum şi 770 de milioane de ziare şi reviste. Există încă destul de muncă pentru lucrătorii poştali, în special dacă ne gândim că peste 95% din scrisori ajung la destinatar la doar o zi după ce au fost expediate prin poştă. Astfel rămâne foarte puţin timp de pierdut pe drumul dintre poştă şi cutia poştală a destinatarului, iar concurenţa încearcă să se impună pe o piaţă care Eugen Juen Siemens acum este deschisă. Timpul scurt de expediere a corespondenţei va fi îmbunătăţit şi prin introducerea unor noi maşini de sortare, care vor fi operaţionale din această vară la cinci mari centre de sortare ale Serviciului Poştal Austriac. Noile sisteme realizate de Siemens sunt extrem de flexibile, procesează şi scrisorile de dimensiuni mari, şi datorită unui nivel ridicat de automatizare pot sorta până la 50.000 de scrisori pe oră. Aceste maşini sunt dotate cu o cameră video şi o tehnologie similară celei de recunoaştere a amprentelor, ceea ce face ca imprimarea unui cod de bare şi echipamentele periferice asociate (cum ar fi imprimantele de coduri de bare, cititoarele de coduri de bare , ş.a.m.d.) să nu mai fie necesare. Tehnologia de citire a amprentelor identifică o scrisoare pornind de la felul unic în care arată această scrisoare – timbrul, Christina Lehner expeditorul, adresa. Aceste informaţii fotografice însoţesc fiecare scrisoare de-a lungul întregului proces. Acest sistem reprezintă un progres uriaş pentru că, deocamdată cel puţin, nu există nişte standarde internaţionale pentru codurile de bare, fiind chiar imposibilă trecerea la un alt lanţ logistic, odată cu trecerea frontierei, pentru a păstra acelaşi cod de bare. Desigur că acest lucru se aplică la corespondenţa de orice fel şi de orice dimensiuni: fiecare scrisoare, fiecare colet, are o amprentă distinctă Complet automatizate, chiar şi formatele mari Gradul de automatizare a operaţiunilor poştale creşte constant în întregul lanţ al procesului, începând cu pregătirea corespondenţei şi cu sortarea sa. Aceste dispozitive, denumite Culler Facer Cancellers (CFC), pot procesa şi scrisori în formatul hi!biz Poşta mare, C4, complet automat, ceea ce acoperă încă o breşă de eficienţă a sistemului, pentru că înainte astfel de formate mari trebuiau sortate manual. Sortarea automată funcţionează şi la o scară mult mai mare, cea a coletelor care pot avea dimensiuni şi greutăţi mult mai variabile decât în cazul scrisorilor. Un sistem deosebit de impresionant de sortare a pachetelor este în prezent în stadiu de implementare la Nanjing, din Shanghai. În timpul lucrărilor, factorii poştali se vor deplasa aproximativ 5 kilometri pe diferite niveluri, distribuind corespunzător fiecare pachet individual. Mai există loc de optimizare în cadrul întregului proces automatizat, în cazul ultimului şi penultimului stadiu. Penultimul stadiu: înainte ca poştaşul să-şi înceapă turele, el trebuie să aranjeze în ordine scrisorile, activitate care se face încă manual. Această pregătire a corespondenţei, care reprezintă o mare parte din muncă, poate fi realizată de o maşină. Zi după zi se vor înregistra astfel economii de timp, în special în cazul factorilor poştali care îşi înlocuiesc colegii pe rute cu care nu sunt pe deplin familiarizaţi. În aceste cazuri, o geantă a poştaşului aranjată perfect poate funcţiona şi ca un ghid de încredere care să-l poarte pe poştaş de la o reşedinţă la următoarea. Mulţumită progresului tehnologic, întregul proces poate fi controlat pentru că sistemul poate identifica din start, pentru fiecare colet, fiecare stadiu prin care trebuie să treacă pentru a ajunge la un anumit poştaş, permiţându-i acestuia să-şi pregătească ruta cea mai bună cu putinţă, precum şi o strategie de sortare corespunzătoare. Apoi, mai rămâne un singur pas până la căsuţa poştală. Un pas despre care se poate crede că trebuie făcut pe jos. Swiss Post şi Siemens au creat împreună un nou produs care va schimba pentru totdeauna viitorul serviciului poştal: Trust Ebox, care creează o nouă legătură între scrisorile clasice şi poşta electronică prin aşa-numitul “reverse hybrid mail process”. Inima acestui proces constă în scanarea digitală a plicului, iar o copie a Sistemul TrustEbox face legătura dintre scrisorile clasice şi poşta electronică. Destinatarul primeşte o imagine digitală a plicului şi poate decide dacă doreşte să primească scrisoarea, dacă doreşte să fie distrusă sau deschisă şi scanată, iar conţinutul său să fie transmis prin poşta electronică în format PDF. poșta electronică procesare destinatar transmitere a fotografiei decizie digitalizare scrisori sosite deschidere și scanare punct obligatoriu de depozitare înregistrarea fotografiei scrisorii livrare livrare reciclare filtru de decizie al destinatarului corespondență nedorită acestuia este apoi trimisă destinatarului sub forma unei imagini digitale. Scrisoare, e-mail sau la gunoi Destinatarul – oriunde ar fi în lume şi oricând va dori, atât timp cât se poate conecta la internet – dispune de trei opţiuni: n Scrisoarea poate fi distrusă chiar de la oficiul poştal, fără a fi citită. Acest lucru ajută la evitarea supraîncărcării cutiilor poştale cu materiale promoţionale sau scrisori care nu sunt dorite de destinatari, uşurând şi munca poştaşilor. n Scrisoarea poate fi expediată în mod obişnuit, cu singura diferenţă că adresa la care va fi primită poate fi modificată oricând, ceea ce este foarte practic în cazul vacanţelor sau al oamenilor de afaceri care călătoresc mult. n Scrisoarea poate fi deschisă şi scanată la oficiul poştal şi apoi expediată prin e-mail în format PDF. Sistemul Trust-Ebox foloseşte un Compact Reader Sorter (CRS) de ultimă generaţie, ce poate procesa scrisori de diferite formate, inclusiv formatul C4, şi poate scana partea din faţă a plicului. În plus, fiecare scrisoare primeşte un cod individual după care este identificată în restul procesului poştal, până când ajunge la destinatar. Programul de citire cu care este dotat echipamentul recunoaşte adresa şi o asociază automat destinatarului şi adresei acestuia, salvate în sistem, după care destinatarul poate decide ce se va întâmpla cu scrisoarea, în conformitate cu cele trei variante prezentate mai sus. hi!tech iunie|2012 18 n 19 O analiză a industriei automatizate demonstrează că se consumă cu 50% mai multă energie decât ar fi nevoie în timpul procesului de producţie şi al pauzelor de producţie. Ia o pauză În reţeaua electrică a viitorului, industria trebuie să îndeplinească rolul unui jucător flexibil. Pentru aceasta este nevoie de un manage‑ ment inteligent al energiei – şi de abilitatea de a opri întrerupătorul. Lacune costisitoare de cunoaştere Chiar şi în unităţile industriale moderne, de multe ori nu este cunoscut felul în care volumul total de energie afectată consumului este distribuit între liniile individuale de producţie, utilaje şi ceilalţi consumatori din sistem. Această lacună de cunoştere se poate dovedi foarte costisitoare. Doar prin cunoaşterea consumului de energie la pompe, prese şi compresoare într-o unitate de timp este posibilă creşterea eficienţei fabricii în ansamblu, reducerea costurilor şi a emisiilor de CO2. Astfel, o mai bună informare cu privire la consumul energetic este importantă atât din punct de vedere economic, cât şi din punctul de vedere al protecţiei mediului. Profesorul Frithjof Klasen, de la Universitatea pentru Ştiinţe Aplicate din Koln, încearcă să obţină cât mai multe infor- Industry Journal, Elisabeth Dokaupil maţii despre fluxul energetic în unităţile de producţie dotate cu tehnologie automatizată. Perioada de inactivitate a utilajelor sau de pauză din procesul de producţie apare astfel drept o problemă centrală, pentru că în această perioadă utilajele consumă aproximativ jumătate din energia de care au nevoie în procesul de producţie. Motivul: în multe cazuri, nu este posibilă oprirea completă a utilajelor şi sistemelor de utilaje, din cauza interacţiunilor complexe dintre numeroasele părţi componente, de care trebuie să se ţină cont. Organizaţia Automation Initiative of German Automotive Manufacturers (AIDA) s-a alăturat din acest motiv organizaţiei Profibus a utilizatorilor (PROFIBUS Nutzerorganisation) pentru a dezvolta un standard pentru un management mai bun al energiei, care este un profil de Siemens Christina Lehner eficienţă energetică bazat pe protocolul de comunicare al Profinet, ce conectează sistemele de control dintr-o fabrică, reţeaua de comunicare şi consumatorii de energie. Conform măsurătorilor realizate de experţii în eficienţă energetică de la Koln, noul standard economiseşte aproximativ 70% din energia consumată de un utilaj în stare inactivă, făcând posibilă o economie totală de energie de aproape o treime. “Ţinând cont de multitudinea de utilaje şi de sisteme de care este nevoie pentru a fabrica un vehicul, costurile anuale de energie pot fi reduse cu sume de ordinul milioanelor de euro”, susţine Klasen. Astfel, oprirea individuală a utilajelor şi componentelor reprezintă o cerinţă importantă pentru transformarea fabricilor în nişte microreţele electrice. Acestea hi!biz Eficienţă energetică Cu noul sistem de comunicare Profi, liniile de producţie din fabrici pot fi oprite complet în timpul pauzelor de producţie. sunt surorile mai mici ale reţelelor electrice inteligente ale viitorului. În cadrul acestor reţele inteligente producătorii de energie şi consumatorii deopotrivă, precum şi sistemele de stocare a energiei şi reţelele propriu-zise, sunt conectate unele cu altele pentru a echilibra raportul dintre nevoia de energie şi cantitatea disponibilă. “În viitor, companiile trebuie să se implice într-un management inteligent al energiei” explică Engelbert Lang, Siemens, “pentru că diversificarea şi extinderea surselor de energie regenerabilă vor duce la apariţia unor fluctuaţii mai mari decât în prezent în ceea ce priveşte atât aprovizionarea cu energie cât şi preţul acesteia. Din acest motiv este esenţială obţinerea unei eficienţe economice în ceea ce priveşte consumul energetic. ”În viitor, el crede că va fi necesară oprirea completă a unor părţi sau utilaje ale unei fabrici atunci când costurile electricităţii sunt prea mari. Acest lucru este aplicat deja în câteva cazuri izolate, în scopul evitării supra-încărcării liniilor electrice. “În prezent fabricile sunt optimizate pentru maximum de productivitate. În viitor, Lumină Aer comprimat însă, companiile trebuie să-şi adapteze producţia la energia de care dispun”, susţine Lang. “Multe metode de conservare sunt relativ simple. Dacă electricitatea este prea scumpă, un sistem, aşa cum este cel de ventilaţie sau de climatizare, poate fi oprit pentru o perioadă de timp”, mai adaugă el. Părţi ale liniilor de producţie pot fi de asemenea oprite atunci când subansamblurile la care trebuie să lucreze nu sunt disponibile. Totuşi, pentru ca astfel de scenarii să fie posibile, este nevoie ca tehnologia de automatizare şi aprovizionarea cu energie să fie mai bine integrate în viitor. Cine decide asupra pauzelor? Însă cine decide când şi care anume dintre utilaje trebuie oprit, astfel încât producţia să nu fie afectată? Aceasta va fi o sarcină pentru Manufacturing Execution System (MES), sistem care cunoaşte programul de muncă şi de pauze şi ţine cont de interdependenţele dintre componentele întregii linii de producţie. Controlul inteligent al fabricilor include şi comunicarea constantă cu furnizorul de energie electrică. Sistemul de control până la 70% până la 50% Sisteme de pompare până la 30% Centrală de răcire și instalare de răcire a apei până la 30% Alimentare cu căldură până la 30% Sisteme de ventilaţie până la 25% Economisind energie În cazul companiilor de dimensiuni medii, mari cantităţi de energie sunt irosite, în particular, pe iluminat şi pe aer comprimat. În aceste domenii ale încălzirii, răcirii, ventilaţiei şi pompelor, poate fi economisită o treime din totalul energiei consumate. compară nivelul disponibil de electricitate cu nivelul necesar pentru producţie. Dacă energia este ieftină, spre exemplu, un astfel de sistem poate decide să înceapă anumite procese tehnologice care consumă mai multă energie sau să facă stocuri din anumite subansambluri necesare în procesul de fabricaţie. Adevărata provocare pentru dezvoltatorii acestui sistem constă în scrierea unor algoritmi care să ţină cont de preţul energiei şi de profilul cererii, precum şi de consumul energetic necesar şi de posibilitatea de stocare intermediară a acesteia. În plus, în viitor, electricitatea nu se va deplasa într-o singură direcţie. Multe companii dispun de generatoare electrice pentru urgenţe, ce pot fi interconectate ca nişte centrale electrice virtuale, cu capacităţi de ordinul zecilor de megawaţi. Aceste generatoare pot fi pornite în momente în care necesarul de energie electrică este maxim. În acest model, agenţi intermediari speciali vor controla centralele energetice virtuale şi vor oferi electricitatea obţinută direct distribuitorilor de energie. Acest lucru poate fi aplicat în prezent. Sistemele de stocare a electricităţii sunt de asemenea foarte profitabile pentru companii. Aceste sisteme constau în mare parte din baterii lithium-ion sau redox, în care energia este stocată în rezervoare de doi electroliţi lichizi. Viitorul producţiei eficiente din punct de vedere energetic a început deja. Există produse care oferă transparenţă fluxului energetic şi permit un management efectiv al acestuia. “Powerrate” este un add-on pentru sistemul de automatizare Simatic al Siemens, care înregistrează în detaliu consumul de energie şi permite gestiunea supraîncărcării prin “apăsarea butonului de oprire”. Sistemul de management al energiei B.Data de la Siemens oferă posibilitatea unei supervizări largi, la nivelul întregii companii, a costurilor energetice şi permite o conectare directă la software-ul companiei, aşa cum este SAP. Acest lucru înseamnă că pot fi deja optimizate contractele cu distribuitorii de energie. i siemens.com/automation siemens.com/bdata hi!tech iunie|2012 20 n 21 hi!biz Bunuri Dependenţa este costisitoare Metalele de care este nevoie pentru un număr din ce în ce mai ridicat de produse electronice, care ne domină viaţa de zi cu zi, devin din ce în ce mai greu de găsit şi mai scumpe. Din acest motiv se caută alternative şi se dezvoltă metode de reciclare. De la telefonul mobil la turbina eoliană Telefoanele mobile şi televizoarele LCD nu pot exista fără ele, iar acelaşi lucru este valabil şi pentru motoarele electrice, şi pentru becurile eficiente energetic, şi pentru magneţii permanenţi necesari pentru noua generaţie de turbine eoliene de înaltă eficienţă: minereuri rare. Datorită proprietăţilor deosebite ale acestor materiale, sunt dezvoltate noi şi noi produse, crescând continuu nevoia de astfel de materii prime rare. Din categoria minereurilor rare fac parte metale precum neodim, praseodim şi disprosiu. Atunci când sunt combinate în mod optim, produsul lor energetic, care este măsura energiei magnetice pe care o pot depozita, este de peste 400 kilojouli pe metru cub (kJ/m3). Această valoare este atât de ridicată încât sistemele magnetice ce includ aceste metale pot fi în mod semnificativ mai mici decât cele care folosesc materiale obişnuite, sau la aceleaşi dimensiuni au un magnetism semnificativ mai mare. Includerea lor în categoria de minereuri rare poate induce în eroare, pentru că multe dintre aceste metale, aşa cum este şi neodimul, nu sunt chiar rare. Ele se găsesc în crusta Pământului mai abundent decât plumbul, spre exemplu, însă sunt foarte răspândite în concentraţii mici, fiind descoperite doar câteva depozite mai mari, care să merite să fie exploatate. În prezent, 97% din producţia Pictures of the Future, Industry Journal globală de minereuri rare este dominată de China. “Ne confruntăm cu o problemă a resurselor”, avertizează Dr. Thomas Scheiter, conducătorul domeniului de tehnologie globală “Material Substitution and Recycling” de la Siemens CT. Scăderi semnificative în greutate Minereurile rare fac posibilă funcţionarea turbinelor eoliene cu o singură bobină în loc de două şi cu un singur magnet permanent. Prin comparaţie cu folosirea materialelor convenţionale, aşa cum este fierul sau cuprul, aceste minereuri rare permit scăderi semnificative în greutatea turbinelor. Motoarele electrice trebuie proiectate din start, astfel încât magneţii permanenţi să poată fi separaţi cu uşurinţă din ansamblu, în timpul operaţiei de recilare. Având în vedere faptul că Beijingul joacă un rol din ce în ce mai important în domeniul turbinelor eoliene şi al vehiculelor electrice, va putea să se bazeze mai mult pe propriile sale resurse. Această situaţie constituie un motiv suficient pentru ca experţii în materiale ai Siemens să înceapă căutarea de alternative tehnologice. O opţiune de folosire sustenabilă a minereurilor rare este reciclarea lor din motoarele electrice. Însă este nevoie mai întâi de dezvoltarea unui astfel de proces. Motoarele sfârşesc în cuptoarele topitoriilor, unde minereurile rare se amestecă cu celelalte materiale. În prezent sunt testate o serie de modalităţi de separare a minereurilor valoroase, care sunt de obicei prezente doar în cantităţi foarte mici. Cercetătorii lucrează la modalităţi de a construi aceste produse în aşa fel încât, spre exemplu, magneţii permanenţi să poată fi separaţi cu uşurinţă din motorul în care erau folosiţi. În acelaşi timp se lucrează la procese de îmbogăţire a zgurii de furnal cu materiale cu proprietăţi magnetice din metalul topit, pentru a extrage minereurile rare. Blocaje programate Chiar dacă minereurile rare au primit cea mai mare importanţă, în prezent, dintre materiile prime critice, există şi alte materiale Getty Images/ULTRA.F, Caro/Caro/picturedesk.com, Getty Images/Pete Ryan Creşterea ratelor de colectare Miniştrii mediului din cele 27 de state membre ale UE au căzut de acord asupra necesităţii unor reguli mai stricte privind aruncarea deşeurilor electronice. Ratele de colectare trebuie să crească de la 30% în prezent până la 64% în următorii 8 ani. Conform Comisarului european pentru Mediu, Janez Potočnik, “Este important să considerăm deşeurile electronice drept nişte resurse valoroase. Pierderile din metale nereciclate în Europa ajung la 4 miliarde de euro pe an”. lor cifre. O provocare extrem de importantă pentru specialiştii în reciclare este amestecul complex de materiale din deşeurile electronice. În afară de metalele nobile, obişnuite şi speciale, aceste deşeuri conţin şi toxine, halogeni, plastic, sticlă şi multe alte materiale. Echipamentele IT moderne conţin nu mai puţin de 60 de elemente diferite. care stârnesc îngrijorarea. Metalele reflectoare foarte robuste au devenit o problemă din cauza posibilelor blocaje din procesul de livrare. Printre aceste metale se numără niobiu, wolfram şi molibden, care sunt folosite în tuburile cu raze X şi în întrerupătoare. Aceste materiale trebuie să ofere o înaltă toleranţă la căldură, dar şi un anumit nivel de conductibilitate şi de plasticitate. Blocaje pot apărea în ceea ce priveşte livrările de platină, paladiu, indiu, galliu şi germaniu. Aurul, argintul şi cuprul nu sunt atât de rare, însă şi aici ne putem aştepta la creşteri ale preţurilor de achiziţie. Preţul ridicat al acestor metale a atras deja atenţia hoţilor. Trenurile sunt oprite din ce în ce mai des din cauza cablurilor furate. Însă se pot face bani din reciclarea deşeurilor, chiar şi fără a te situa în afara legii. Metale evaluate la 30 de milioane de euro pot fi găsite în orice groapă tipică de gunoi. 1,5 miliarde de tone de materiale refolosibile sunt aruncate în fiecare an de europeni. Şi în China, 4 tone de aur, 28 de tone de argint şi 6.000 tone de cupru ajung în fiecare an la gunoi. Vor ajunge gropile de gunoi, în viitor, să fie considerate depozite interesante de minereuri rare importante? Cu certitudine. Iar această tendinţă a primit deja un nume: mineritul urban. “Minele” din oraşe oferă chiar mai bune rezultate decât depozitele naturale. Grupul internaţional Umicore, specializat în metale nobile, obţine peste 60% din veniturile sale anuale de 10 miliarde de euro din reciclare – cu o rată anuală de creştere de 42%, conform ultime- Randament ridicat la metale Însă Umicore demonstrează că reciclarea unor astfel de deşeuri poate da rezultate. Compania obţine un randament la metale recuperate ce depăşeşte 95%, în cazul plăcilor cu circuite integrate, al convertorilor catalitici şi al bateriilor lithium ion. Peste 70.000 de tone de metal sunt extrase din reciclare, comparativ cu aproxiamtiv 300.000 de tone din depozite naturale, pe an. Iar reciclarea modernă necesită doar o mică parte din energia necesară mineritului. “Prin comparaţie cu abundenţa în metale rare a depozitelor naturale, plăcile cu circuite integrate ale calculatoarelor sau telefoanelor mobile sunt o adevărată comoară”, susţine Christian Hagelüken de la Umicore Precious Metals Refining. i siemens.com/innovation www.umicore.de siemens.com/pof hi!tech iunie|2012 22 n 23 În cadrul proceselor biotehnice sensibile este întotdeauna bine de ştiut ce se întâmplă cu produsul supus acelui proces. Analiză în timp real Tehnici inovative oferă informaţii despre produse şi procese şi chiar permit aprobarea în timp real. Asigurarea calităţii produsului În majoritatea unităţilor de producţie biotehnice nu sunt create baze de date care să cuprindă informaţii despre ce se întâmplă cu un produs în timpul procesului de producţie. Acest lucru se aplică şi în cazul procesului de uscare prin îngheţare (liofilizare), un pas important în fabricarea multor medicamente. Defectele de produs survenite în timpul operaţiunii de uscare prin îngheţare pot fi depistate doar prin analize ulterioare asupra unor mostre de produs. Dacă schimbările suferite de produs sunt monitorizate continuu în timpul aplicării procedurii de liofilizare, întregul proces poate fi optimizat, pentru a asigura o calitate constantă a produsului final. O serie de metode inovative, aşa cum este Elisabeth Dokaupil, Ursula Grablechner Raman şi spectroscopia NIR (near-infrared), folosite de o echipă de cercetători de la Universitatea din Gent şi de la Siemens, pot oferi o imagine completă a proceselor care se produc în cadrul produsului. Ele oferă o serie de informaţii necesare despre comportamentul şi proprietăţile produsului şi evaluează în acelaşi timp produsul, pentru a identifica devierile nedorite de la proces – un sistem de alertă timpurie care este de o importanţă critică pentru menţinerea procesului sub control şi pentru aprobarea în timp real a calităţii produselor. Folosirea spectroscopiei nu a dat iniţial rezultate în timp real. Pentru a rezolva această problemă, echipamentul de analiză a fost combinat cu soluţia software SIPAT (Siemens Process Analytic Techno- Andi Bruckner, Siemens logy). SIPAT permite colectarea în timp real a datelor analizei şi corelarea lor cu date adiţionale despre proces, pentru a obţine un model care face în mod continuu predicţii cu privire la calitatea produsului. În locul testării aleatorii a produselor finale, care are ca rezultat identificarea parţială a produselor defecte sau improprii, acest proces permite verificarea imediată a calităţii produsului, pe măsură ce acesta trece prin procesul de uscare prin îngheţare. Unele companii au deja în vedere îmbinarea soluţiei lor de tipul PAT cu SIPAT, pentru a putea constata calitatea produsului în timp real. i siemens.com/pharma www.ugent.be/en hi!future Noutăţi Automobile inteligente Nou record cu fotovoltaice Compania Semprius, cu sediul la Durham, Carolina de Nord, SUA, a reuşit să schimbe o treime din energia solară captată direct în energie electrică, prin intermediul unui prototip fotovoltaic. Această reuşită reprezintă o adevărată bornă în industria fotovoltaicelor, ţinând cont că toate modelele existente nu au un randament mai mare de 20% în cazul celor monocristaline şi abia dacă ating 16% în cazul modulelor fotovoltaice policristaline. În aceleaşi condiţii de instalare, noile module cu capacitate mare de concentrare PV pot oferi de două ori mai multă energie electrică pe metru pătrat, în comparaţie cu modulele policristaline obişnuite. Recordul de eficienţă a fost obţinut în cadrul unui proiect comun alături de Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (Spania) şi de Universitatea din Madrid, fiind omologat de Instituto de Energía Solar. Sistemele foto- Un sistem de test compus din 40 de module PV, cu înaltă capacitate de concentrare, obţine mai multă energie din lumina solară. voltaice de înaltă concentrare adună razele solare în nişte celule foarte mici, dar de înaltă performanţă, folosind nişte lentile integrate speciale. i siemens.com/industry Asistenţa la condus, funcţiile de siguranţă şi cele informative ar trebui implementate în cazul automobilelor sub formă de software. Acest lucru ar reduce complexitatea arhitecturilor ICT (Information and Communication Technology) şi ar mări în acelaşi timp capacităţile de performanţă ale vehiculelor. Siemens lucrează în acest domeniu alături de alţi parteneri, în cadrul proiectului (Robust and Reliant Automotive Computing Environment for Future eCars). n siemens.com/innovation Întrerupătoare ultraperformante Ecranele inteligente selectează informaţia Cu ajutorul unei noi invenţii create la Institute for Pervasive Computing, va fi posibilă reducerea suprafluxului de informaţii cu care suntem bombardaţi deseori. Ecranele inteligente “SmartLight” oferă Sistemul detectează atenţia utilizatorului pornind de la postura corpului şi de la expresia feţei. doar informaţia de care utilizatorul are nevoie. Folosind senzori integraţi, aşa cum sunt senzorii de profunzime şi un senzor de distanţă cu ultrasunete, sistemele de afişaj vor reda doar ceea ce ne interesează. “Acest lucru îi permite afişajului să ofere doar conţinutul potrivit pentru o situaţie dată”, explică Prof. Alois Ferscha de la Universitatea Johannes Kepler (JKU). În schimb, conţinutul produs de utilizatori, fie că este vorba de conţinut video, audio sau de fotografii realizate cu telefonul mobil, poate fi încărcat în reţea. i Un nou întrerupător conceput de Siemens operează la voltaje de 1,2 milioane de volţi. Această performanţă este unică în lume. Acest întrerupător are rolul de a mări capacitatea de transmitere a liniilor electrice şi oferă oportunitatea de a transporta un volum mare de energie electrică pe rute relativ puţine. n siemens.com/energy www.jku.at hi!tech iunie|2012 24 n 25 Vin giganţii Turbine eoliene care produc până la 20 megawaţi şi care au o anvergură a rotorului de 200 de metri vor putea fi construite în curând. Aceste centrale pot mări eficienţa electrică şi pot simplifca lanţul logistic. Energia eoliană de pe mare: o poveste de succes Lumea întreagă s-a uitat la ele uimită. În mijlocul apei, lucrătorii au ridicat în primă instanţă un turn de 35 de metri. În vârful acestuia au montat o turbină gigantică. În cele din urmă au instalat trei palete de câte 17 metri lungime fiecare. Eoliana a fost terminată. Unsprezece eoliene, fiecare cu o capacitate de 450 kilowaţi (kW), au fost ridicate în mijlocul mării şi a fost stabilit un nou record: “Vindeby” a devenit prima fermă eoliană comercială marină din lume în 1991, şi pentru un timp a fost şi cea mai mare de acest fel. Ea a fost construită de compania daneză Bonus Energy, ce a fost preluată de Siemens în 2004. În urmă cu peste 20 de ani a fost pusă piatra de temelie pentru fermele eoliene marine, unul dintre cele mai profitabile domenii de afaceri ale sectorului Siemens Energy. În prezent, când sunt ridicate peste 700 astfel de ferme, compania este liderul incontestabil în domeniul fermelor eoliene marine. Daniel Hautmann Siemens În acea perioadă mulţi au crezut că va fi imposibilă instalarea unor turbine mai mari de 450 kW la Vindeby, însă în prezent există turbine eoliene care produc 5, 6 sau chiar 7.5 megawaţi (MW). Turnurile pe care sunt instalate aceste eoliene au înălţimea de 150 de metri, iar anverguri ale rotorului de 120 de metri sunt considerate ceva obişnuit. În prezent, o singură turbină Siemens 6-MW generează mai multă energie electrică decât întreaga fermă eoliană Vindeby Park care a făcut atâta vâlvă în urmă cu 20 de ani în largul coastelor daneze. Însă tehnologia eolienelor continuă să se dezvolte chiar şi dincolo de aceşti uriaşi de 6 MW. În acest caz mărimea contează. Cu cât o eoliană este mai mare şi mai puternică, cu atât randamentul său energetic este mai mare şi devine mai profitabilă economic. În cadrul proiectului european de cercetare UpWind, aproximativ 120 de specialişti au aruncat o privire spre viitor şi au sondat posibilităţile tehnice ale prezentului. Con- cluzia lor: Roţi enorme cu rotoare de peste 200 de metri în diametru şi generatoare de până la 20 MW pot fi construite în prezent. Dimensiunile incredibile ale viitoarei generaţii de eoliene au o motivaţie cât se poate de simplă: multe guverne din lume doresc energie regenerabilă pentru a-şi micşora emisiile de CO2 şi dependenţa de combustibilii folsili. Doar în cazul Uniunii Europene, aproximativ 20% din totalul energiei electrice trebuie să fie produs din surse regenerabile, până în 2020. În acest context fermele eoliene marine joacă un rol extrem de important. Dacă totul va decurge conform scenariului gândit de European Wind Energy Association, până în anul 2030 eolienele din apele de coastă vor aduce un aport de 200 gigawaţi de energie. Aritmetica simplă ne spune că acest lucru înseamnă 40.000 de eoliene de câte 5 MW fiecare sau 10.000 de turbine a câte 20 MW fiecare. În locul unor păduri de eoliene mai mici, viitorul aparţine eolienelor foarte mari. hi!future Energia Eoliană Povestea eolienelor marine a început acum mai bine de 20 de ani. În prezent, această afacere este înfloritoare. “Gândeşte mare!” este motto-ul în acest caz pentru că: n Turbinele mari ocupă mai puţin spaţiu. În locul a patru turbine mai mici, de 5 MW, instalate la distanţe corespunzătoare una faţă de alta, o turbină de 20 de MW din noua clasă de eoliene gigantice ocupă mai puţin spaţiu oferind acelaşi randament. n Factorul meteorologic, unul dintre cei mai importanţi factori în ceea ce priveşte eolienele marine, este mai bine utilizat. n În locul a patru eoliene este nevoie să construieşti şi să conectezi la reţea doar una. Poate deveni adevărat acest vis cu uriaşi? Dar pot fi oare construite turbine eoliene de asemenea dimensiuni? Paletele lungi de 100 de metri pot fi fabricate cu eficienţă din punct de vedere al costurilor? Dar celelalte componente ale turbinei care trebuie să suporte sarcini uriaşe? Peter Hjuler Jensen, director al departamentului pentru energie eoliană de la Institutul danez Risø DTU şi coordonator hi!tech iunie|2012 26 n 27 al proiectului UpWind, este convins că răspunsul este “DA”. Însă aceste eoliene nu vor fi obţinute doar prin mărirea la scară a celor existente, aşa cum ar fi construirea unui turn, a unui generator şi unor palete de patru ori mai mari. Paletele lungi de 60 de metri ar deveni nişte monştri de 240 de metri; greutatea lor creşte de la 30 de tone la 120 de tone. Nacela de aproximativ 350 de tone ar trebui să cântărească peste 1.400 de tone. Astfel, turnul şi fundaţia sa ar trebui să fie de 4 ori mai stabile şi mai rezistente. “Mărirea la scară a conceptelor existente, cu tehnologia din prezent, are nişte limite. Avem nevoie de nişte concepte noi şi/sau de materiale noi”, susţine şi Bert Janssen de la Energy Research Centre din Olanda (ECN) în raportul final al proiectului UpWind. Oamenii de ştiinţă au analizat întregul sistem, de la fundaţie până la vârful paletelor. Ei au constatat că fundaţiile trebuie să devină mai simple şi mai ieftine. Straturile de oţel turnate în forme complicate, care formează un trepied gigantic la baza eolienelor prezentului, sunt mult prea scumpe. O soluţie ar putea fi construcţia unor schelete tubulare din oţel, cu patru picioare. Poate chiar varianta unor platforme plutitoare va fi cea câştigătoare. În orice caz, mai important este răspunsul cu privire la dotarea eolienelor cu Daniel Hautmann Siemens cutie de viteze. Nu doar că aceste cutii de transmisie sunt foarte grele, dar ele rămân şi un călcâi al lui Ahile, provocând o sumedenie de probleme. Siemens şi alţi câţiva producători preferă din acest motiv concepte fără cutii de transmisie pentru eolienele foarte mari. În ultimii ani au apărut pe piaţă o serie de concepte interesante de turbine eoliene, dotate de obicei cu generatoare magnetice permanente. Acestea permit dimensiuni compacte şi o greutate scăzută. Un generator mai compact şi eliminarea cutiilor de transmisie modifică întregul concept al eolienelor. Fundaţia şi turnul devin mai uşor de construit, pentru că trebuie să suporte greutăţi mai mici. Acest lucru are un impact considerabil asupra construcţiei fermelor şi a preţului lor. Paletele noii generaţii de eoliene vor fi nişte adevărate minuni ale tehnicii. Până la 135 de metri lungime, 10 metri adâncime a profilului, 6,5 metri diametru la baza paletei şi o deviaţie în vânt de până la 35 de metri, reprezintă nişte valori colosale. Adăugaţi la toate aceste date şi greutatea imensă a unei singure palete: până la 50 de tone. Fără materiale scumpe, din categoria firbei de carbon, aceste palete nici nu ar putea fi construite, conform cercetătorilor care au participat la proiectul UpWind. Însă indiferent de costuri sau condiţii, de materiale şi de profilul ales, aceste eoliene trebuie să fie Instalarea eolienelor marine necesită folosirea unor vase de asamblare masive, care pot transporta mai multe eoliene deodată. Siemens oferă tehnologie de automatizare pentru ele. hi!future Wind Energy Primul prototip al noii eoliene model SWT-6.0 120 de la Siemens: Capacitate de 6 MW, Rotor cu diametrul de 120 de metri, bazat pe inovativa tehnologie direct drive. Va impune noi standarde în afacerile cu energie eoliană. inteligente. Paletele inteligente sunt dotate cu senzori wireless, elemente piezo sau materiale care reţin forma, oferind un flux continuu de informaţii despre forţele şi stresul la care sunt supuse paletele, pentru a putea răspunde imediat la orice valori măsurate. Flapsurile construite în corpul paletelor, suprafeţe de control, la fel ca în cazul avioanelor, pot mişca paletele pentru a reduce activ vârfurile de încărcare. Chiar şi instrumente optice de măsurare, aşa cum este lidar-ul (Light Detection And Ranging) pot fi instalate pe eoliene pentru a analiza constant vântul cu ajutorul laserului, pe toată suprafaţa paletelor. Atunci când palele de vânt se apropie de eoliană, senzorii pot detecta acest lucru şi paletele pot fi scoase din vânt la timp. Cu aceste măsuri paletele pot fi construite să fie mai uşoare, pentru că marjele de siguranţă pot fi reduse. Dar oare este doar un vis? Nu! “Primele eoliene cu adevărat gigantice ar putea fi instalate până în 2020”, estimează Andreas Reuter, director al Fraunhofer Institute for Wind Energy and System Technology (IWES) din Bremerhaven. Modelele mai mici vor deschide drumul Drumul spre eolienele gigantice trece rapid pe lângă modelele mai mici. În ultimii ani, eoliene cu capacitatea de 5 MW au fost instalate în larg. Numeroşi producători au dobândit astfel experienţă în ceea ce priveşte această clasă de mărime. Lecţiile învăţate sunt folosite acum în următorul stadiu de evoluţie. Recoltarea economică a vântului în mijlocul mării şi transformarea sa în electricitate necesită eoliene speciale ce pot fi instalate în larg – instalaţii masive dar care sunt de greutate cât mai mică şi care sunt uşor disponibile. Primele eoliene din acestă generaţie, în general cu o capacitate între 6 şi 7 MW, sunt în prezent în faza de producţie. Siemens testează în prezent ultimul său prototip la Danish Høvsøre: Unitatea SWT6.0. Această eoliană cu o capacitate de 6 MW reprezintă un proiect special destinat amplasării pe mare, prezentând o serie de inovaţii tehnologice. Casa turbinei dispune de o platformă pentru aterizarea unui elicopter, iar în interiorul ei există suficient spaţiu pentru reparaţii şi operaţiuni de întreţinere. De asemenea, trenul de rulare al eolienei nu are cutie de viteze şi dispune de un generator magnetic permanent. Inginerii care au creat acest proiect au folosit nişte trucuri simple, dar foarte eficiente. În loc ca rotorul să se rotească în interiorul statorului, aşa cum se întâmplă de obicei, în acest caz se mişcă în afara şi în jurul statorului. Acest lucru reduce diametrul “rotorului extern” la doar 4,2 metri, o dimensiune relativ mică şi care face posibilă transportarea sa pe autostrăzile europene. Noul concept oferă de asemenea şi greutate Avantaje: Capul de catarg cântăreşte nu mai puţin de 350 de tone. “Know-how-ul tehnic de care dispunem de trei decenii a fost folosit la dezvoltarea noii eoliene marine. Înainte, turbinele eoliene de capacitate mai mare erau întotdeauna în mod disproporţionat mai grele decât cele mai mici. Eoliana SWT-6.0 distruge această regulă cântărind exact cât o eoliană convenţională din clasa de 2 – 3 MW”, susţine Henrik Stiesdal, CTO al Wind Power Division al Siemens Energy din Brande, Danemarca. Însă acum este momentul ca faptele să ia locul cuvintelor. Şi aşa se va întâmpla: în lunile următoare Siemens va instala o serie preliminară de până la 50 SWT-6.0 eoliene în ferme marine din largul coastelor daneze, germane, britanice şi olandeze. Cunoştinţele dobândite din acest proces vor fi folosite pentru dezvoltarea noii generaţii de eoliene. Henrik Stiesdsal încă este de părere că eolienele cu capacitatea de 20 MW ţin de un viitor mai îndepărtat. “Noi ne aşteptăm ca cele mai mari eoliene din anul 2020 să aibă o capacitate de aproximativ 10 MW şi un diametru al rotorului de 200 de metri”, susţine el. i siemens.com/renewables www.ewea.org hi!tech iunie|2012 28 n 29 hi!future Servicii medicale Înţelegând cum funcţionează organismul Programe de învăţare sunt dezvoltate constant pentru a înţelege cum funcţionează organismul uman în cele mai mici detalii, simplificând procesele de diagnoză şi tratament. Totul pe ecran Medico, un sistem computerizat de asistenţă, va putea în curând să-i ajute pe medici în procesul de diagnoză şi în alegerea unei terapii. El face legătura între cunoaşterea medicală, procesarea imaginilor şi educaţia maşinilor. Acest lucru le va permite medicilor să acceseze mai eficient diferite tipuri de informaţii medicale. În prezent, aceste informaţii sunt foarte eterogene, nefiind puse în corelaţie unele cu altele. Datele folosite provin din proceduri de imagistică medicală, rapoarte şi rezultate de laborator. Programul identifică anomalii în imagini, cataloghează automat datele obţinute şi începe să proceseze comparaţii cu alte imagini din baza sa de date. Medico este un scenariu de aplicaţie din cadrul programului german de cercetare Theseus, în care Siemens colaborează cu parteneri de la University Clinic of Erlangen, German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI), Ludwig Maximilian University din MÜnchen şi compania Fraunhofer. Pictures of the Future, Elisabeth Dokaupil Organele din toate unghiurile O scanare care ilustrează locaţia şi funcţia fiecărei celule din organism ar putea deschide o lume de noi oportunităţi medicale. Spre exemplu, o astfel de scanare ar permite vizualizarea tuturor celulelor inimii sau ale prostatei într-o imagine 3D a respectivului organ, din orice unghi, cu ajutorul unui joystick. Cercetătorii sunt din ce în ce mai aproape de a transpune în practică această idee, cel puţin în anumite zone ale organismului şi la nivelul voxelilor – sau cu alte cuvinte al pixelilor 3D – care reprezintă fiecare aproximativ 100.000 de celule. “Suntem aproape să reuşim identificarea fiecărui voxel individual, rezultat după o scanare”, explică Dr. Shaohua Kevin Zhou, director al programului pentru analiză a imaginilor întregului corp uman, de la Siemens din Princeton, SUA. “În cadrul unei căutări semantice, medicii nu trebuie decât să menţioneze cuvintele tumoare hepatică pentru a vedea imaginile tumorii. Acest sistem va măsura automat dimensiunile tumorii, verificând astfel în timp real felul în care tumoarea răspunde la tratament”, a mai adăugat el. Mulţumită abilităţii lor de a învăţa singure, aceste sisteme pot identifica automat valvele cardiace, ventriculele, cateterele Siemens şi stenturile, punând bazele unor forme de chirurgie, mai puţin invazive şi cu riscuri mult mai reduse pentru pacient. Cu ajutorul algoritmilor capabili să identifice aceleaşi puncte de orientare anatomică din diferite imagini, proceduri precum înlocuirea valvelor aortice devin din ce în ce mai precise. “Noua tehnică se numeşte hibrid bazat pe un model” explică Dr. Răzvan Ionaşec, Siemens. Angiografia tridimensională realizată cu raze-X poate fi extrem de potrivită pentru a observa poziţia cateterului, dar nu pentru a vizualiza ţesutul în care acesta a fost introdus. Însă acest lucru poate fi reuşit cu ajutorul ultrasunetelor. Astfel, o tehnologie de identificare şi urmărire bazată pe învăţare a fost dezvoltată în scopul optimizării analizei imaginilor oferite de angiografii şi scanările intravasculare cu ultrasunete (IVUS). Astfel de instrumente sunt deseori folosite pentru a determina nivelul de depuneri de placă din arterele coronare – cu alte cuvinte depozite care blochează circulaţia sângelui prin arterele inimii. Procesul de educaţie a maşinilor este folosit de asemenea şi pentru pregătirea sistemelor de computer tomograf în sensul identificării ţesuturilor calcifiate în imaginile inimii. Un program special va contribui la cuantificarea nivelului depu- Dr. Shaohua Kevin Zhou, director al programului pentru analiza imaginilor complete ale organismului de la Siemens, în Princeton, SUA. nerilor de calciu în valvele inimii şi în aortă. Oamenii de ştiinţă speră că aceste maşini capabile să înveţe vor fi capabile şi să identifice diferenţele dintre depunerile normale de placă şi cele de placă instabilă, care se pot desprinde, provocând infarctul. Cercetătorii se concentrează tot timpul asupra întregii inimi. Sub titlul Inima Semantică, maşinile capabile să înveţe vor fi folosite pentru a identifica automat toate cele patru valve. Această informaţie va fi apoi integrată în modele ale camerelor inimii, pentru a obţine în cele din urmă un model complet al inimii. Pe acest model complet medicii vor putea simula şi analiza efectele diferitelor tipuri de intervenţii asupra dinamicii sistemului cardiac al pacientului. Mai multe detalii despre valvele inimii Valva mitrală, cea care reglează fluxul de sânge dintre atriumul stâng şi ventriculul drept, trebuie modelată cu un grad ridicat de detaliu. Valva mitrală este mult mai complexă decât valva aortică şi este susţinută de o reţea de tendoane. În timpul suprasolicitării, sau din cauza unor maladii, aceste tendoane se pot rupe, ducând la desprinderea supapelor mitrale, iar consecinţele pot fi mortale. Ca tratament, o supapă mitrală desprinsă poate fi ataşată de cealaltă supapă mitrală sănătoasă printr-o procedură de cateterism. “Deocamdată, însă, ne putem orienta doar cu ajutorul imaginilor fluoroscopice şi trebuie să prindem un mic clips de cele două supape care se mişcă, cu ajutorul unui cateter”, explică Ionasec. Din acest motiv echipa sa lucrează la o abordare care combină imaginile cu rezoluţie submilimetrică, obţinute preoperator prin ultrasunete, cu imaginile obţinute în timpul operaţiei cu ajutorul razelor-X. Şi în acest caz, algoritmul folosit este antrenat pe mii de imagini ale pacienţilor, pentru a recunoaşte şi cele mai fine detalii. De asemenea, se lucrează şi la un scaner digital de diagnoză patologică. Acest instrument va trebui să analizeze cu acurateţe şi eficient din punct de vedere al costurilor, mii de imagini pe secundă, fiecare dintre imagini reprezentând o secţiune de grosimea unei coli de hârtie a unui ţesut suspectat de îmbolnăvire. “În cadrul căutării semantice, medicii vor trebui doar să menţioneze o tumoare hepatică pentru a vedea imagini ale tumorii.” Rezultatele vor fi apoi comparate cu cele obţinute cu ajutorul altor forme de examinare a pacientului. Încă de acum, specialiştii Siemens în analiza imaginilor biomedicale de la Princeton lucrează la prezicerea stadiilor de cancer, din mostre prelevate în timpul biopsiilor de prostată. Deocamdată, sistemele de învăţare au descoperit că felul în care sunt aranjate celulele canceroase şi numărul lor sunt suficiente pentru a identifica stadiul bolii. Multe alte rezultate sunt încă aşteptate în acest domeniu al maşinilor medicale inteligente. i siemens.com/healthcare siemens.de/pof hi!tech iunie|2012 30 n 31 Cum poate fi folositor dioxidul de carbon Instalaţie pilot pentru separarea dioxidului de carbon în termocentrale la termocentrala Staudinger, din apropiere de Hanau, Germania. Dioxidul de carbon nu trebuie să fie neapărat un gaz poluant. Acest gaz este potri‑ vit pentru a hrăni alge – singurele organisme din care poate fi obţinut combustibil şi care nu au nevoie de pământ agricol. Separarea şi folosirea dioxidului de carbon În pofida folosirii din ce în ce mai mult a resurselor energetice regenerabile, mai sunt încă veşti proaste: creşterea la nivel global a concentraţiei de dioxid de carbon din atmosferă nu poate fi stopată. Lupta pentru reducerea emisiilor de CO2 trebuie să continue. Însă procedeul de separare a dioxidului de carbon oferă o perspectivă interesantă, în special pentru zonele în care emisiile de CO2 sunt inevitabile pe termen mediu. Un exemplu este cel al folosirii cărbunilor: arderea cărbunilor pentru a obţine energie produce un nivel ridicat de emisii de CO2, în comparaţie cu arderea petrolului sau a gazelor naturale. Însă: cărbunele este ieftin; zăcămintele de cărbune sunt de asemenea distribuite oarecum uniform la nivelul planetei, sunt frecvente şi sigure pentru cel puţin încă 150 de ani. Procedeul de separare a dioxidului de carbon oferă o rezolvare acestei dileme. Printr-o tehnică de capturare a carbonului post-combustie, brevetată de Siemens, emisiile de CO2 ale unei termocentrale Eugen Juen pot fi reduse cu peste 90%. Acest proces elimină dioxidul de carbon din gazele de ardere ale centralelor electrice care funcţionează cu combustibili fosili. Aminoacizii sunt folosiţi ca solvenţi pentru CO2. Proiectul pilot a fost testat la termocentrala E.ON Staudinger din Germania, în 2009 şi a obţinut rezultate excelente. Gradul ridicat de stabilitate a solvenţilor şi pierderile foarte mici de agenţi solvenţi au avut un impact pozitiv asupra costurilor de operare ale sistemului de separare a dioxidului de carbon. Având în vedere faptul că soluţia de sare şi aminoacizi nu este volatilă, nu există practic emisii de agenţi solvenţi. Spre deosebire de celelalte procedee încercate anterior, acest proces nu necesită o curăţare costisitoare a gazelor de ardere după separarea de CO2. Pe lângă dioxidul de carbon, agentul solvent îndepărtează şi alţi agenţi poluanţi din gazele de ardere. O a doua instalaţie pilot, care va folosi acest sistem, este în prezent în curs de amenajare la termocentrala Tampa Electric şi va deveni operaţională anul viitor. Scopul este de a îmbunătăţi efici- Siemens, Patrick Pleul/dpa/picturedesk.com enţa procesului şi de a coborî şi mai mult preţurile. Un avantaj adiţional al acestei tehnologii: poate fi integrată în termocentralele nou construite, dar şi în cele vechi. Întrebarea care rămâne: ce putem face cu dioxidul de carbon obţinut în acest mod? Refolosirea dioxidului de carbon ca materie primă este mult mai rentabilă decât stocarea sa. Aici putem reveni la mama natură, pentru un exemplu în ceea ce priveşte fotosinteza. Să luăm exemplu de la plante Plantele folosesc energia solară pentru a transforma dioxidul de carbon şi apa din mediul lor în hidrocarburi şi oxigen. Hidrocarburile le oferă plantelor energia vitală de care au nevoie pentru a se dezvolta. Combustibilii, aşa cum îi cunoaştem noi, sunt compuşi ai hidrocarburilor. Din acest motiv putem obţine combustibili din biomasă: biodiesel şi etanol. Combustia acestor substanţe va elibera apoi doar dioxidul de carbon care a fost capturat de natură. Însă biocombustibilii obişnuiţi sunt controversaţi, pentru că producerea lor reduce aria de teren agri- hi!future Dioxidul de carbon col pe care-l folosim pentru plantele alimentare. Algele, pe de altă parte, se pot dovedi a fi centralele energetice perfecte. Algele sunt surse ideale de materie primă pentru producţia de biomasă, biogaz şi biodiesel. Pentru că întregul organism al algelor se implică în procesul de fotosinteză, spre deosebite de plantele terestre, acestea sunt de 5 până la 10 ori mai eficiente în procesul de transformare a energiei solare în biomasă. Ele nu au nevoie decât de soare, apă sărată, nutrienţi şi dioxid de carbon pentru a se dezvolta. Facilităţi care să ofere aceste elemente pot fi construite practic oriunde. Compania energetică germană RWE a construit o unitate pilot la Niederaussem, care produce până la 6 tone de alge pe an, consumând 12 tone de dioxid de carbon. Publicaţia germană Der Spiegel anunţă la rândul său că oamenii de ştiinţă încearcă să obţină alge care nu mai trebuie recoltate; algele produc direct combustibilul de care este nevoie. Gregor Waldstein a fost primul care a încercat să producă biocombustibil în cadrul companiei sale austro-germane Solarfuel. De fapt, tehnologia dezvoltată de el în colaborare cu celebrele institute Fraunhofer IWES şi Centrul pentru Energie Solară şi Cercetare a Hidrogenului din Stuttgart poate face mult mai mult. Producerea sintetică de gaze naturale Simplu spus, Solarfuel foloseşte electricitate din surse regenerabile pentru a produce metan, un gaz natural obţinut sintetic, ce poate fi folosit direct în alimentarea automobilelor ca un combustibil neutru în raport cu mediul, dar poate fi introdus şi în reţelele de gaze naturale sau depozitat în rezervoarele din acest combustibil. Metanul poate fi menţinut vreme îndelungată în astfel de rezervoare, în cazul excesului de energie solară sau eoliană. Energia regenerabilă trebuie Gaze de ardere curățate, cu scurgeri /scăpări de solvent aproape nule să fie folosită pentru a separa molecula de apă în hidrogen şi oxigen, în cadrul procesului de electroliză. Hidrogenul este apoi transformat în metan, CH4, prin reacţia cu dioxidul de carbon. Profactor face un pas înainte prin proiectul său Reg-Store. Microorganismele dintr-un lichid de electroliză, sub un voltaj electric, ar trebui să transforme dioxidul de carbon în etanol sau metan, direct prin procesul de producere a hidrogenului. Simbioza dintre electrochimie şi biologie deschide calea spre producerea unor instalaţii capabile atât să consume dioxidul de carbon, cât şi să stocheze energie. i siemens.com/energy www.solar-fuel.net www.profactor.at Condensator superior Soluţii de compresie a CO2 de la Siemens Cameră de răcire a solventului sărăcit Solvent sărăcit Flux de CO2 cu foarte puţine impurităţi Instalaţia pentru înmulţirea algelor în cadrul unui proiect de cercetare Vattenfall. Nivelul consumului de CO2 al microalgelor este testat. Camera de răcire pentru gazul de ardere Absorbant pentru extragerea CO2 din gazele de ardere Sistem de regenerare a solventului Descompunerea lentă a solventului Descompunerea lentă a solventului Cameră pentru schimbul de căldură al solventului sărăcit/îmbogăţit Reboiler cu consum redus de energie Procesul de capturare post-combustie a dioxidului de carbon de la Siemens pentru centralele energetice cu ciclu combinat, precum şi pentru centralele energetice cu aburi. Solvent îmbogăţit Suflantă pentru gazele de ardere Aburi cu presiune scăzuta de la centrala electrică Gaz de ardere de la centrala de desulfurizare hi!tech iunie|2012 32 n 33 hi!future Cabinetul de război împotriva carbonului Reducere drastică a dioxidului de carbon Jigar Shah, CEO al Institutului american Carbon War Room, este convins că putem elimina jumătate din totalul emisiilor de CO2. Organizaţia finanţată de miliardarul britanic Sir Richard Branson luptă pentru reducerea drastică a emisiilor poluante de CO2 pe întreaga planetă. Organizaţia dumneavoastră se numeşte Carbon War Room. Care este legătura dintre încălzirea globală şi război? Este la fel de periculoasă precum cele două războaie mondiale la un loc. Mai mulţi oameni mor în prezent din cauza catastrofelor naturale decât din cauza războaielor. Prin contrast cu conflictele militare însă, noi ne concentrăm, în cabinetul de război împotriva carbonului, asupra abordărilor pozitive şi constructive de a rezolva această problemă. Am calculat că putem scădea cu 50% volumul emisiilor globale de CO2, folosind tehnologii existente şi într-un mod eficient din punct de vedere al costurilor. De ce nu se reduc emisiile de CO2? În prezent încercăm să răspundem la această întrebare, pentru a putea identifica şi apoi elimina cauzele. Analizăm 25 de industrii – de la sectorul industrial energetic la cel forestier - şi căutăm oportunităţi de a reduce emisiile de CO2. Noi încercăm să gândim la scară mare şi dăm curs doar proiectelor care au potenţialul de a elimina cel puţin o gigatonă de emisii de CO2. Este economia de piaţă sortită eşecului în ceea ce priveşte emisiile de CO2? Exact aşa văd eu problema. Poţi crede că piaţa va selecta mereu varianta cea mai eficientă din punct de vedere al costurilor. Din nefericire, acest lucru nu este adevărat. Cu toţii iubim costurile mici de început. Pentru multe proiecte verzi însă, este necesar ca mai întâi să scoţi din buzunar o sumă foarte mare de bani. Economiile apar abia mai târziu – acest proces este contraintuitiv. Criza economică a făcut ca multe eforturi financiare să fie foarte dificil de realizat. Drept rezultat, afaceri foarte interesante sunt abandonate frecvent. Din acest motiv studiem ce oportunităţi de acţiune avem în acest context. Cabinetul de război împotriva carbonului doreşte să fie un Do Tank, nu un Think Tank. Elementul pivotal al activităţii noastre constă în finanţarea creativă a proiectelor mari de mediu. Cum v-aţi propus să faceţi tehnologia verde profitabilă pentru a fi folosită? Să luăm spre exemplu compania aeriană UPS. Compania care se ocupă de logistică ştie că poate zbura mai eficient pe pilotul automat. Însă ar fi nevoie de investiţii enorme pentru a instala această tehnologie în fiecare avion. Pentru ca să se plătească singură rata împrumutului, conform unor calcule tipice pentru investitori, investiţia ar trebui să conducă direct la o economisire de cel puţin 15% din totalul ei. Însă economia făcută este de fapt mai mică. Partea de finanţare ar necesita apoi o operaţiune financiară în afara bilanţului contabil. Costurile împrumutului şi plata ratelor sunt apoi acoperite, de-a lungul mai multor ani, din combustibilul economisit în miile de zboruri realizate pe pilot automat. În aceste cazuri, noi putem contribui cu expertiza noastră. Ce a reuşit deja să facă organizaţia Carbon War Room? Primul nostru succes major a fost în domeniul transportului naval, care este răspunzător de 3% din totalul emisiilor globale de CO2. Încă din anii 70 – 80 au fost dezvoltate tehnologii care pot reduce nivelul emisiilor navale de CO2 cu 30%, însă armatorii au refuzat să introducă aceste tehnologii. Ei puteau să treacă cu uşurinţă 70% din costurile combustibilului pe seama clienţilor, care nu aveau oportunitatea “Noi am introdus un sistem de evaluare a eficienţei la vase. Clienţii, cei care plătesc de fapt facturile de energie, pot acum alege în cunoştinţă de cauză.” Nele Husmann Siemens Jigar Shah, Carbon War Room: “Elementul principal al activităţii noastre este finanţarea creativă a proiectelor”. de a alege între vase eficiente şi mai puţin eficiente. Ţinând cont de cele aproximativ 60.000 de vase din lume, o reducere de 30% este foarte semnificativă. Din acest motiv am introdus un sistem de evaluare a eficienţei pentru vase, făcând ca totul să fie mai transparent pentru clienţi. Această transparenţă va duce la orientarea preferinţelor clienţilor spre vasele mai eficiente. Economia de piaţă a eşuat în acest caz – a fost nevoie de o organizaţie precum Carbon War Room pentru a pune lucrurile în mişcare. La ce proiecte lucraţi în prezent? În prezent suntem preocupaţi intensiv de eficienţa energetică a clădirilor de birouri. Şi în acest domeniu există deja nişte tehnologii fantastice. Însă, după declanşarea crizei financiare, valoarea proprietăţilor imobiliare s-a prăbuşit, ceea ce face ca procesul de obţinere de finanţări să fie mai dificil, chiar dacă măsurile de modernizare ar aduce beneficii financia- re pe termen lung. Finanţări Pay-as-yougo, care pot fi înregistrate în afara bilanţului contabil, există pentru astfel de cazuri. Totalul investiţiei se ridică la nivelul de un miliard de dolari americani. Împrumuturile sunt plătite din economia de energie realizată. Acesta este elementul central al filosofiei noastre. Orice abordare privind reducerea emisiilor de dioxid de carbon trebuie să fie profitabilă din punct de vedere financiar. În caz contrar, schimbările uriaşe pe care dorim să le aducem nu vor avea nicio şansă de reuşită. Ce se află în spatele programului vostru pentru oraşe neutre, din punct de vedere al emisiilor de CO2? Am dezvoltat conceptul “Green Capital Global Challenge” în urma discuţiilor pe care le-am purtat cu primarul din Vancouver, Gregor Robertson. Vancouver a găzduit Jocurile Olimpide de Iarnă în februarie 2010 şi a reuşit în premieră internaţională să organizeze nişte JO neutre din punct de vedere al emisiilor de CO2, mulţumită hidroenergiei şi standardelor verzi aplicate clădirilor. Acum noi ne propunem să încurajăm oraşele să se implice în competiţia de a deveni primul oraş cu adevărat verde din lume. Ce trebuie să facă oraşele pentru a deveni verzi? Trebuie să se concentreze asupra eficienţei energetice a clădirilor comerciale. Noi venim cu băncile locale, KfW (Reconstruction Credit Institute), precum şi cu fondurile de pensii. Oraşele care participă până în acest moment sunt Vancouver, Toronto, Copenhaga, Londra, Birmingham, New York, Washington şi Chicago. Încă suntem în căutarea unor oraşe interesate în Germania. i www.carbonwarroom.com hi!tech iunie|2012 34 n 35 Noul autobuz electric: nepoluant şi silenţios, cu costuri mici de operare. Autobuzul cu zero emisii Autobuzele electrice dintr-o nouă generaţie reuşesc să impresioneze printr-o autonomie satisfăcătoare, prin costuri mici de operare, dar şi prin păstrarea calităţii aerului în mediul urban. Autobuzul electric fără compromisuri Noua generaţie de autobuze ce urmează să fie folosită pe trasee din centrul Vienei de către compania Wiener Linien este silenţioasă şi nu emite absolut deloc gaze poluante. Siemens a dezvoltat autobuze cu emisii zero pentru trasee, pe străzile înguste din centrul istoric al Vienei. “Tehnologia de fabricare a bateriilor a devenit abia acum suficient de matură pentru a permite o autonomie de drum suficient de mare, fără a necesita reîncărcarea”, explică Franz Proksch, de la Siemens. Între două încărcări, un autobuz poate străbate o distanţă de 120 – 150 de kilometri. Însă la Viena ar putea fi introdus un model care să beneficieze de o staţie de reîncărcare intermediară, pornind de la linia catenară a tramvaiului, care va putea fi folosit fără întrerupere. Elisabeth Dokaupil, Ursula Grablechner “În acest fel ar putea fi obţinută o reducere semnificativă a dimensiunilor bateriei, ceea ce duce la o reducere a greutăţii autobuzului şi oferă şi reduceri ale costurilor, precum şi o perioadă de viaţă crescută pentru baterii”, mai susţine Proksch. Chiar dacă, în prezent, costurile de achiziţionare ale autobuzelor electrice sunt de aproape două ori mai mari decât cele ale autobuzelor diesel, “investiţiile sunt profitabile pentru că se înregistrează costuri de operare cu peste 28% mai reduse decât în cazul autobuzelor convenţionale”, subliniază Proksch. Compararea eficienţei celor două modele de propulsie este de-a dreptul impresionantă. Motorul diesel foloseşte un modest procent de 25% din energia cu care este alimentat, în timp ce motorul electric foloseşte nu mai puţin de 90%. În plus, Siemens motorul electric recuperează până la 50% din energia de tracţiune folosită. Noile autobuze electrice sunt caracterizate de o tehnologie inovativă de alimentare, iar timpul de încărcare al bateriilor lithiumferrite este de 10 – 15 minute pe oră. Manevrabilitatea ridicată reprezintă un alt avantaj al noii generaţii de autobuze electrice. Persoanele în vârstă sau cele cu un nivel scăzut de mobilitate vor aprecia de asemenea funcţia de coborâre a gărzii la sol a acestor autobuze. În mod firesc, autobuzele electrice nu emit dioxid de carbon şi nu fac niciun zgomot iritant. Toate aceste calităţi impun autobuzul electric drept ideal pentru folosirea în mediul urban. i siemens.com/mobility www.wienerlinien.at hi!life Informaţii Monitorizare controlată prin gesturi Noul şi flexibilul OLED oferă 32 de lumeni de lumină pe watt de energie electrică. OLED-urile pe val Cercetătorii de la Osram au obţinut un OLED flexibil şi cu lumină albă, care reuşeşte să fie mai eficient decât o lampă cu halogen, deşi măsoară doar 11/3 centimetri. Acest grad ridicat de eficienţă a fost obţinut în parte printr-un design special al contactelor electrice. O provocare, în ceea ce priveşte obţinerea unor OLED-uri flexibile este protejarea Uleiul de jatropha, obţinut din culturi sustenabile, este combustibilul ideal în locul lemnului, în bucătărie. stratului luminiscent sensibil de influenţa oxigenului şi a umezelii. În locul unei incinte din sticlă, un OLED flexibil este sigilat printr-un proces special. O peliculă de oţel, de grosimea unei foi de hârtie şi cu o mare flexibilitate, înlocuieşte sticla de pe partea din spate. i În timpul unei operaţii, chirurgii vor putea să caute imagini relevante printre radiografiile pacientului, cu simple gesturi ale unei mâini. La baza acestui sistem se află terhnologia Kinect folosită la consolele de jocuri Xbox. O adaptare realizată de Siemens a tehnologiei Kinect le va permite chirurgilor să treacă cu rapiditate de la o imagine la alta, să facă zoom asupra detaliilor interesante pentru operaţie sau să rotească în diferite unghiuri imagini tridimensionale, cu ajutorul unor simple gesturi făcute cu mâna sau cu braţul. n siemens.com/innovation www.osram.com Folosirea uleiului în locul lemnului, în bucătărie Apă potabilă din apă poluată Aproximativ 50 de milioane de oameni gătesc în Indonezia la foc de lemne. Acest lucru duce la dispariţia rapidă a pădurilor din arhipelag. Fermierii indonezieni testează în prezent o maşină de gătit creată de BSH, care funcţionează cu ulei de jatropha. Această plantă este cultivată chiar de ei în cadrul unui nou model de agricultură sustenabilă care reuşeşte să protejeze şi suprafeţele împădurite ale Indoneziei. Acest lucru le uşurează viaţa fermierilor şi reduce impactul antropic asupra pădurilor. Acest proiect este promovat de producătorul de ulei vegetal Waterland, BSH şi de Autoritatea Naţională indoneziană pentru Păduri. În întreaga lume trăiesc aproximativ 900 de milioane de oameni fără acces la surse de apă potabilă. Cu ajutorul sistemelor Skyhydrants de la Siemens, oricine poate transforma apa poluată în apă potabilă cu un grad ridicat de puritate, în orice parte a lumii. Sistemul Skyhydrant nu are nevoie de electricitate şi nici de catalizatori chimici pentru a funcţiona. Acest sistem este uşor de operat şi costă doar 3.500 de dolari, în timp ce produce 10.000 de litri de apă pură pe zi. i www.bshg.com siemens.com/pof n siemens.com/water hi!tech iunie|2012 36 n 37 Pictures of the Future, Elisabeth Dokaupil Christina Lehner hi!life Sisteme de învăţare Managementul complexităţii Maşinile care învaţă pot procesa volume uriaşe de informaţii, pot identifica modele şi elemente comune în volumul de date, îşi dezvoltă propria cunoaştere şi oferă prognoze impresionant de exacte. Aceste maşini ne vor schimba viaţa de zi cu zi. Pe drumul spre inteligenţă Învăţarea din experienţă reprezintă o calitate umană extrem de importantă. Acum am reuşit să înzestrăm şi maşinile cu această calitate prin intermediul programelor de calculator, iar rezultatele sunt de-a dreptul uluitoare. Maşinile au devenit sisteme de învăţare capabile să-şi amintească, să-şi dezvolte independent calităţile, să controleze alte maşini şi dispozitive, să formuleze predicţii sau prognoze şi multe altele. “Învăţarea este poarta spre inteligenţă”, susţine Tomaso Poggio, profesor de ştiinţe cognitive la Artificial Intelligence Laboratory din cadrul Massachusetts Institute of Technology (MIT). Complexitatea şi nivelul de specializare din societatea noastră cresc în mod constant. Maşinile care învaţă reprezintă nişte soluţii excelente pentru procesarea tuturor datelor adunate şi pentru identificarea soluţiilor optime pentru fiecare caz în parte. Din acest motiv, ele reprezintă singura soluţie pentru stăpânirea unor procese de înaltă complexitate. Spre deosebire de procesul de învăţare la oameni, ce oferă mai puţine informaţii folositoare pe măsură ce volumul datelor introduse este mai mare, sistemele artificiale îşi dezvăluie potenţialul extraordinar de abia de la un nivel crescut de complexitate. Aceste sisteme au oferit deja rezultate uimitoare în experimente în care au fost identificate posibile relaţii dintre diferitele părţi ale genomului uman – o problemă imposibil de rezolvat pentru creierul uman. “Odată ce am dispus de software antrenat special în acest domeniu, rezultatele au devenit din ce în ce mai exacte pe măsură ce volumul de date creştea”, explică Dr. Bernhard Schölkopf, director al Max Planck Institute for Intelligent Systems din Tübingen şi Stuttgart. Sistemele de învăţare sunt în special extrem de eficiente în ceea ce priveşte formularea de predicţii sau prognoze. Identificarea celui mai probabil viitor ţine de identificarea paternurilor. Şi oamenii pot face acest lucru, însă eşuează atunci când este vorba despre modele multistratificate. Tehnicile de predicţie dezvoltate în prezent de la Siemens reuşesc să ofere descrieri cu un nivel ridicat de exactitate ale viitorului. De la operaţiile de întreţinere la preţul acţiunilor pe bursă Acestui program de calculator nu-i pasă dacă informaţiile cu care este aprovizionat ţin de performanţa, de comportamentul sau de nevoile de întreţinere ale unui sistem – de la turbine la parcurile de eoliene – sau de tendinţele economice, de la cererea de noi produse, la preţul acţiunilor. Predicţiile formulate de sistemul de învăţare Software Environment for Neural Networks (SENN), un sistem de modelare multidimensional şi nonliniar, oferă deja hi!tech iunie|2012 38 n 39 suport companiei Siemens în ceea ce priveşte achiziţiile de electricitate în Germania, dar şi în ceea ce priveşte achiziţiile de cupru de pe pieţele internaţionale. Dr. Hans Georg Zimmermann, un om de ştiinţă de la Siemens care a contribuit la formularea principiilor matematice după care funcţionează peste 60 de sisteme industriale de predicţie, se bazează pe exemplul reţelelor neuronale. “Aceste sisteme se iau la întrecere cu aplicaţiile reale, indiferent de cât de multidimensională sau neliniară poate fi o problemă fundamentală. În plus, ele reprezintă un cadru elegant pentru modelarea unor structuri temporare”, mai explică el. Într-un studiu recent privind estimarea cererii pentru 16 modele diferite de produse de acelaşi tip, echipa lui Zimmermann a folosit modelul de predicţie SENN prin comparaţie cu un model liniar de predicţie. Evaluările realizate cu ajutorul SENN au fost în mod seminificativ mai exacte decât cele realizate de modelul liniar. “Astfel de estimări ale cererii pot contribui în mod esenţial la optimizarea lanţului logistic de aprovizionare şi la reducerea costurilor”, a mai subliniat Zimmermann. Estimarea randamentului parcurilor eoliene este de asemenea din ce în ce mai importantă, în contextul diversificării şi creşterii volumului de energie electrică obţinută din surse regenerabile. Furnizorii de energie trebuie să poată evalua corect volumul de energie furnizat. Echipa lui Zimmermann a dezvoltat o reţea neurală în acest scop, pornind de la parametrii cheie ai obţinerii de energie electrică din energie eoliană. Senzorii adună date cu privire la viteza vântului, turbulenţe, temperatură şi presiune. În diferite stadii, acest software identifică relaţiile dintre variabilele de input şi output-ul unui parc eolian şi apoi reglează Pictures of the Future, Elisabeth Dokaupil o serie de parametri, aşa cum ar fi unghiul de atac al paletelor turbinei, pentru a optimiza randamentul energetic. Datorită faptului că acest sistem câştigă din ce în ce mai multă experienţă pe măsură ce operează, în timp, el ajunge să îmbunătăţească substanţial randamentul sistemului monitorizat. Modele similare sunt dezvoltate în prezent pentru sistemele fotovoltaice. Abordarea tipică pentru măsurarea incertitudinii într-un sistem dinamic este de a alcătui o evaluare de risc plecând de la diferenţa dintre predicţiile oferite de sistem şi ceea ce se întâmplă în realitate. Zimmermann şi echipa sa propun o abordare alternativă. Incertitudinea unei predicţii este cuantificată prin analiza distribuţiei gradului de posibilitate al diferitelor scenarii. În locul unei singure evoluţii viitoare, acest model oferă o serie de scenarii ce pot fi analizate. Sprijinind oraşele să facă investiţii Tehnicile moderne de estimare sau predicţie oferă o sumedenie de alte aplicaţii. Ele pot contribui la luarea unor decizii complexe. Un exemplu ar fi deciziile de investiţii ale oraşelor sau regiunilor în elemente de infrastructură – drumuri, aeroporturi, aprovizionarea cu apă şi energie electrică. Siemens foloseşte acest potenţial pentru a determina avantajele pe termen lung ale unor noi locaţii, înainte de a construi noi fabrici. În viitor probabil că vom putea descărca de pe internet aplicaţii care vor monitoriza funcţiile şi modul în care funcţionează casele noastre, maşinile, dar şi lanţurile de distribuţie ale companiilor, şi vom reuşi să ne optimizăm viaţa, de la nutriţie şi fitness, până la luarea celor mai bune decizii financiare. Aceste tehnologii rafinate de estimare şi predicţie reprezintă însă doar o parte a posibilităţilor care se deschid prin procesul Christina Lehner de învăţare al maşinilor. Roboţi inteligenţi pot prelua sarcini complexe de întreţinere şi monitorizare a diferitelor echipamente. Mici maşini zburătoare, asemănătoare elicopterelor dar denumite quadcoptere, pot fi folosite pentru o varietate foarte mare de sarcini. Cu ajutorul laserelor ele pot scana pereţi, geamuri şi în general orice fel de structuri greu accesibile, sortând apoi datele culese în funcţie de culoare, contrast sau formă. Ele pot zbura pe rute predefinite, identificând şi evitând obstacole şi desenându-şi o reprezentare topografică 3D fidelă a mediului în care operează. Quadcopterele au fost dezvoltate în cadrul proiectului “Fly & Inspect” de o echipă condusă de Yakup Genc de la Universitatea Princeton şi de Nicholas Roy de la MIT. Noile maşinării zburătoare vor fi folosite pentru a crea imagini digitale 3D ale unor interioare complexe, aşa cum ar fi zonele de depozitare a bagajelor în aeroporturi, fabrici sau instalaţii industriale. Informaţiile obţinute de la quadcoptere vor putea fi folosite pentru operaţiuni de întreţinere, de extindere şi de inspecţie a acestor incinte greu accesibile. Micuţele elicoptere pot fi folosite şi pentru a identifica şi a localiza cu precizie defectele apărute după exploatare în cazul turbinelor eoliene sau al stâlpilor de înaltă tensiune. Aceste dispozitive au fost deja folosite pentru a inspecta mari complexe industriale, unde au creat hărţi digitale detaliate ale acestora, hărţi folosite pentru acţiuni de modernizare. Provocarea vederii După aproape 50 de ani, vederea maşinilor rămâne una dintre cele mai mari provocări pentru inteligenţa artificială. Însă, pas cu pas, grupuri de cercetare, aşa cum este cel de la Siemens, fac progrese pe calea învă- hi!life Learning Systems ţării maşinilor cum să vadă. În prezent se lucrează la sisteme care să recunoască nişte modele complexe, aşa cum ar fi anumite instalaţii tehnologice, fabrici, clădiri, străzi şi alte elemente de infrastructură, din fotografiile realizate din satelit. De asemenea, sunt dezvoltate sisteme de recunoaştere a obiectelor suspecte din bagaje şi containere de pe aeroporturi, dar şi sisteme care vor putea interpreta luminile unui semafor sau vor putea să ofere numărul exact al persoanelor aflate într-o anumită locaţie. Şi în aceste cazuri cuvântul magic este “învăţare”. Specialiştii IT alimentează aceste programe cu sute de mii de imagini ale obiectelor, din diferite unghiuri, iar algoritmi inteligenţi învaţă să identifice fiecare trăsătură a acestor obiecte. Această tehnologie este utilă şi pentru recunoaşterea plăcuţelor de înmatriculare ale maşinilor şi perceperea taxelor de drum, precum şi pentru recunoaşterea în trafic a transporturilor speciale cu grad ridicat de risc. Sistemele învaţă normalitatea Tehnologia de vedere şi recunoaştere a mai făcut un pas înainte. Proiectul Outlier îşi propune să determine ceea ce este normal dintr-o imagine. În acest caz, programul de analiză învaţă în timp ce operează. El observă timp îndelungat o anumită secţiune a imaginii înregistrate, aşa cum ar fi o intersecţie sau o staţie de metrou aglomerată, şi determină apoi ceea ce este normal din punct de vedere statistic, pornind de la observaţii. Sistemele de învăţare progresează şi în domeniul maşinilor-unelte, aşa cum sunt forezele de mare putere sau strungurile. Un nou program face posibilă optimizarea continuă a performanţei maşinilor-unelte pornind de la interpretarea unor date preluate de senzori, aşa cum sunt cei de vibraţii, viteză de rotaţie, temperatură sau cuplu de forţă. Aceste maşini-unelte nu mai trebuie să fie scoase din producţie pentru a fi testate. Noul program are şi rolul de a adapta parametrii atunci când sunt modificate comenzile de operare. În domeniul serviciilor, maşinile care învaţă vor duce la apariţia unor schimbări revoluţionare. În loc să aşteptăm ca nişte dispozitive scumpe să se defecteze pentru a le repara, un nou software poate identifica din timp primele semne de defecţiune şi va formula predicţii cu privire la perioada de timp în care respectivul dispozitiv va deveni inoperabil, permiţând remedierea acestor probleme din timp, cu costuri mult mai reduse şi fără afectarea gravă a productivităţii. În viitor am putea să descărcăm de pe internet aplicaţii de optimizare a funcţiilor îndeplinite de locuinţele și automobilele noastre, de optimizare a companiilor sau a lanţului de aprovizionare pentru acestea. Încă nerezolvat: Ce se întâmplă? În general maşinile care învaţă pot aduce progrese în orice domeniu tehnologic: medicină, energie, automatizare, aplicaţii de securitate sau de estimare a evoluţiilor pe piaţa bursieră. Există însă şi nişte probleme fundamentale care nu pot fi rezolvate, cel puţin deocamdată, aşa cum ar fi interpretarea a ceea ce se întâmplă cu oamenii dintr-o fotografie de la o petrecere. “Cred că aceasta va fi una dintre cele mai mari provocări intelectuale pentru maşini”, susţine Poggio. “Există sisteme, aşa cum este Watson de la IBM, care găsesc răspunsuri la probleme complexe. Există sisteme care pot număra oamenii sau automobilele dintr-o imagine. Dar să înţeleagă ce se întâmplă în acea imagine? Probabil că va mai fi nevoie de încă 20 de ani de încercări până sistemele artificiale vor fi capabile şi de acest lucru”, a mai adăugat el. i siemens.com/innovation siemens.com/pof www.is.mpg.de hi!tech iunie|2012 40 n 41 Geomagnetica este folosită pentru a studia zone mari din oraş. Detaliile sunt evidenţiate de radarul de sol, care face secţiuni virtuale în sol. Marele teatru Viaţa în aglomerările urbane din trecut În calitate de coordonator al săpăturilor arheologice de la Efes, Dr. Sabine Ladstätter, director al Institutului Arheologic din Austria, se bazează cu succes pe tehnologiile moderne combinate cu o abordare arheologică clasică Care era importanţa oraşului Efes în vechime? În secolul II d.Hr., Efes era o metropolă antică cu aproximativ 200.000 de locuitori, însă nu a fost construit la fel cum a fost Roma. Ulterior oraşul a devenit un centru al lumii creştine. Există o lungă listă de sfinţi care au trăit în Efes. Aici putem cerceta cum decurgea viaţa oamenilor într-un mare oraş din antichitate. Acest lucru mă atrage pe mine ca arheolog. Ce face ca oraşul Efes să fie interesant pentru ştiinţă? Deocamdată am reuşit să excavăm doar aproximativ 15% din oraş. În acelaşi timp şi loc, putem face arheologie folosind metode consacrate, dar şi dezvoltând noi metodologii. În timpul verii urmez 4 luni de cercetare pe teren, la Efes, pe un sit unde sunt activi peste 200 de oameni de ştiinţă din 17 ţări. Avem de asemenea şi 60 de angajaţi din zona Efes, regiune în care şantierul nostru arheologic este cea mai importantă sursă de locuri de muncă. Elisabeth Dokaupil Niki Gail, ZAMG Ce tehnici folosiţi în investigaţiile arheologice? Geomagnetismul este folosit pentru a examina arii vaste ale structurii oraşului. Însă detaliile sunt mai greu de distins acolo unde au fost clădiri din cărămidă. Şi acesta este şi cazul oraşului Efes. În colaborare cu Institutul Central austriac pentru Meteorologie şi Geodinamică (Austrian Central Institute for Meteorology and Geodynamics - ZAMG) folosim un radar de sol. Acest instrument ne permite să identificăm rămăşiţele de ziduri sau mozaicuri străvechi aflate la diferite adâncimi şi să facem nişte secţiuni virtuale în sol care să corespundă anumitor orizonturi temporale. Arheologii folosesc o tehnologie care este folosită şi în construcţia de tuneluri şi pentru analiza gheţarilor. Profităm de progresele tehnologice din alte domenii. Unde şi cu ce rezultate au fost folosite astfel de metode geofizice? Încă din anul 2000, aproximativ 53 de hectare au fost cercetate cu ajutorul geomag- netismului, iar alte 22 de hectare cu radarul de sol. Au fost realizate măsurători în diferite locaţii ale oraşului antic, în aşezarea din epoca bronzului de la ÇukuriÇi Höyük şi în diferite părţi din Artemision. La sud de Templul lui Domitian a fost descoperit, pe o terasă, un centru public cu multiple structuri monumentale. În cadrul Templului lui Domitian, măsurătorile radar ne-au oferit datele necesare pentru excavarea unei clădiri mari cu mozaicuri pe podea, datând din perioada de la sfârşitul Antichităţii. În prezent sunt concentraţi asupra necropolei, unde trebuie să se mai afle încă morminte şi clădiri funerare intacte. Ce efecte au tehnologiile geofizice asupra muncii de arheolog? Munca de arheolog s-a schimbat fundamental odată cu apariţia noilor tehnologii. Înainte trebuia să demarăm săpături mai mult sau mai puţin la noroc pentru a găsi vestigii istorice; acum înregistrăm caracteristicile unor zone întinse din oraşele hi!life Efes istorice pe calculator. Astfel reducem costurile şi nu mai muncim în zadar. Noile tehnologii uşurează şi procesul de conservare şi protejare a siturilor arheologice importante în timpul executării unor alte proiecte, aşa cum ar fi construcţia de drumuri. În plus, analiza unei zone din punct de vedere arheologic se poate face în prezent în timp foarte scurt. Ce sarcini le revin arheologilor după folosirea tehnologiilor geofizice? Munca arheologului ţine de clasificarea temporală, începând de la construcţie, urmată de perioada de folosire, până la distrugerea eventuală a unui obiectiv. Aţi aflat deja cum trăia populaţia din Efesul antic? Aşa-numita “casă din pantă” deschide o fereastră spre modul de viaţă al localnicilor din clasa socială superioară, care trăiau în locuinţe decorate cu mozaicuri pe pereţi şi podele, mozaicuri ce sunt protejate în prezent prin nişte acoperişuri speciale. Un alt proiect arheologic caută informaţii despre viaţa oamenilor de rând care trăiau la marginea oraşului. Este clar că oamenii munceau acolo unde locuiau. Pornind de la aceste părţi ale oraşului, putem observa cum a funcţionat un oraş mare în urmă cu multe secole, în special în ceea ce priveşte chestiuni precum aprovizionarea cu apă sau gestionarea deşeurilor menajere. De asemenea, este interesant şi modul în care oraşul făcea faţă seismelor, în secolul III d.Hr. Spre exemplu, cunoaştem că unele încăperi şi incinte aveau pereţii şi podeaua căptuşite cu moloz provenit de la cutremurele anterioare, pentru a evita efortul de a transporta acest moloz în altă parte. Ce ne spun investigaţiile despre mediul din Efes? Efes s-a luptat secole la rând cu ameninţarea seismelor şi cu problema colmatării portului. Romanii au construit un port artificial şi un canal spre mare. Prin despădurire şi aşezarea pe o pantă montană, ei au contribuit fără să ştie la erodarea solului şi au accelerat procesul de colmatare a portului. Regiunile din interiorul ţărmului erau cultivate de romani cu măslini, cereale şi viţă de vie. Solul din jurul oraşului Efes era bogat în resurse naturale, în special în metale. Ce părere aveţi, ca arheolog, despre folosirea în prezent, pentru evenimente, a amfiteatrului din Efes? În mod firesc, niciun arheolog nu este fericit să vadă că săpăturile sale sunt folosite în acest scop. Însă pentru politicieni şi experţii în turism astfel de săpături pot reprezenta o oportunitate atractivă, iar în prezent acest fenomen a căpătat amploare la nivel internaţional. Una dintre condiţiile pentru folosirea amfiteatrului este de a nu se utiliza amplificatoare de sunet, pentru că vibraţiile pot slăbi coeziunea dintre pietre. Numărul maxim de spectatori admişi la o reprezentaţie este de 2.500, ceea ce reprezintă doar o zecime din capacitatea vechiului teatru. Prietenii Efesului Societatea Friends of Ephesos a preluat sarcina de a-i sprijini şi asista pe arheologi în munca lor de conservare şi protejare a valoroasei moşteniri culturale pentru posteritate. Ai vrea să fii şi tu implicat? Atunci alătură-te Societăţii Prietenii Efesului. n www.ephesos.at n [email protected] Templul lui Domiţian Puteţi reconstitui felul în care arăta peisajul din jurul oraşului Efes? Paleografia este disciplina care poate oferi un răspuns la această întrebare. Prin forare obţinem biotopi din diferite perioade de timp, ce pot conţine chiar şi urme de polen. De aici putem afla ce tipuri de vegetaţie au crescut în această regiune de-a lungul diferitelor perioade de timp. hi!tech 01|12 42 n 43 Ia li e n i â m e d e p n a l o v Şoferii îşi pot da scaunul pe spate şi se pot relaxa pe autostradă: maşina conduce pentru voi. Ia mâinile de pe volan mai sigur, mai confortabil şi cu un impact de mediu mai scăzut. Nu mai este mult de mers Oricine conduce pe o autostradă într-o maşină modernă, echipată cu noile sisteme de asistenţă pentru şofer, înţelege că nu mai avem mult până când automobilul se va conduce singur, fără niciun fel de ajutor din partea şoferului. Funcţiile de control al vitezei şi al distanţei faţă de automobilul din faţă pot acţiona sistemul de frânare până la oprirea completă a vehiculului, dacă este necesar, sau pot accelera din nou cu rapiditate (teoretic până la 250 km/h) când drumul este liber din nou. Reflexul natural de a apăsa pe pedala de frână este uitat rapid. Sistemul de menţinere a direcţiei ţine maşina pe banda corectă şi virează alături de şofer, aproape imperceptibil, în curbele largi pe care le face autostrada – sau împotriva şoferului, în cazul în care acesta deviază de pe banda pe care circulă din neatenţie. Însă, în cazul în care şoferul îşi ia mâinile de pe volan, aceste sisteme se Markus Honsig BMW, Mercedes opresc instantaneu, nu înainte de a emite un semnal de avertizare prin care îi reaminteşte şoferului că trebuie să preia controlul maşinii. Pe măsură ce aceste sisteme vor deveni mai bine relaţionate, vor ajunge să evalueze mai bine şi situaţii mai complexe de pe drum. Cu sistemul de navigaţie din ce în ce mai exact, automobilul propriu va înţelege spre exemplu dacă maşina din faţă încetineşte doar pentru că iese de pe autostradă şi nu are intenţia să oprească, acţionând astfel frâna doar puţin, pentru a menţine distanţa faţă de autoturismul din faţă. Pe de altă parte, va fi activat sistemul de frânare de urgenţă pentru situaţiile în care o coliziune nu mai poate fi evitată, însă poate fi micşorat impactul. Maşinile moderne pot să citească şi semnele de circulaţie, parchează aproape automat şi schimbă perfect vitezele. Lista poate continua. Însă, pentru a ajunge la o concluzie, maşina care se conduce sin- gură nu trebuie inventată de la zero, ci este nevoie doar să fie finalizată. Maşinile noastre devin din ce în ce mai inteligente şi este doar o chestiune de timp şi de reglementări care ţin de legi şi de domeniul asigurărilor, până va putea să se conducă mai mult sau mai puţin singură. Două exemple recente demonstrează potenţialul inteligenţei artificiale pe străzi. Audi a trimis un bolid TT fără pilot pe legendarul Pike’s Peak din Colorado – 20 de kilometri şi 156 de curbe pe o suprafaţă variată de şosea. Bolidul sport nu doar că a terminat traseul fără niciun incident, dar a reuşit acest lucru şi într-un interval de timp mai mult decât respectabil. Conform Audi, această performanţă nu a necesitat un nivel tehnologic semnificativ mai ridicat decât cel prezent într-un laptop. În traficul din Berlin În toamna anului trecut, un model de Passat, preparat special de cercetători de la hi!life Automobile Camerele video şi senzorii se asigură că acest Audi “vede” în aproape toate direcţiile şi îi poate oferi şoferului un nivel ridicat de asistenţă. Freie Universität din Berlin, a navigat independent prin traficul din Berlin, descurcându-se de minune în intersecţiile semaforizate, schimbând cu uşurinţă banda de mers şi oprind la trecerile de pietoni. Desigur, în astfel de teste pe străzi publice, un pilot experimentat este oricând gata să preia controlul volanului, în caz de urgenţă. Însă ne apropiem de un moment de cotitură şi în acest domeniu. În SUA, în statul Nevada, a fost adoptată vara trecută o lege care permite circulaţia automobilelor autonome pe drumurile publice. Iar tehnologiile auto sunt din ce în ce mai dezvoltate. La mijlocul anului trecut Volkswagen a prezentat sistemul “Temporary Auto Pilot”, pasul evolutiv logic al sistemelor de asistenţă actuale, pilot automat ce poate conduce automobilul pe autostradă cu o viteză maximă de 130 km/h şi este construit pe o platformă tehnică aproape gata pentru a fi folosită în producţia de serie: dispune de radar şi senzori cu ultrasunete pentru a măsura distanţa, de senzori video pentru a recunoaşte imagini şi de senzori pe volan. De asemenea, în cadrul acestui sistem de pilot automat este inclus un scanner cu laser şi un orizont electronic - cu alte cuvinte, sistemul înregistrează informaţii detaliate despre drum, alegând cel mai bun traseu în mers, adaptând viteza la diferitele condiţii din trafic şi angajându-se pe traiectoriile cele mai bune în curbe. BMW face un pas înainte cu prototipul unui automobil din Seria 5 care nu doar că acţionează independent acceleraţia şi frâna, dar face singur şi depăşirile. Bolidul bavarez high-tech este pe cât de politicos, pe atât de inteligent: lasă loc pentru maşinile care intră pe autostradă, părăsind banda din dreapta dacă este posibil. Prin cel mai recent bolid al lor, F 125, rivalii de la Mercedes au prezentat un sistem similar care trece singur de pe o bandă pe alta şi poate realiza şi depăşiri în cazul în care este activat de către şofer. Prototipul eT! de la Volkswagen îşi poate urma discret proprietarul, de la distanţă. A fost conceput special pentru serviciile poştale şi de curierat, pentru ca angajaţii să economisească timp când merg din uşă în uşă, distribuind corespondenţă sau colete. Cursul a fost stabilit: în prezent, când sistemele moderne de asistenţă stăpânesc deja perfect controlul maşinii în mişcare înainte (frânare şi accelerare), şi controlul în lateral, cu alte cuvinte virarea, ar trebui să fie monitorizată şi controlată computerizat din ce în ce mai mult. Cerinţele tehnice pentru acest lucru au fost atinse de multă vreme prin rotirea electromagnetică a volanului. Spre exemplu, cele mai noi generaţii ESP nu mai stabilizează maşina doar cu ajutorul frânelor activate pe fiecare roată în mod diferit, ci şi prin acţionarea discretă a volanului. Acţionarea semiautomată sau automată a volanului reprezintă încă, din motive lesne de înţeles, o provocare majoră, ce implică adunarea şi analizarea de date, necesită instalarea de noi senzori, de noi programe de control şi de o mai mare putere de calcul. Şofatul este un proces complex, care necesită un nivel ridicat de atenţie, experienţă, precum şi de înţelegere a manevrelor şi a intenţiilor celorlalţi participanţi la trafic – biciclişti, pietoni şi şoferi deopotrivă. Mercedes a anunţat lansarea unui nou senzor video pentru următorul model S Class, ce va purta denu-mirea “6D Vision”. Noul senzor va analiza constant traficul cu ajutorul unei camere video stereoscopice, el poate recunoaşte cu claritate chiar şi biciclişti şi pietoni şi le poate evalua direcţiile de deplasare. Acest senzor se apropie deja destul de mult de tipul de reacţie umană. Cu o singură diferenţă, desigur notabilă: timpul de răspuns al sistemului “6D Vision” este de 200 de milisecunde, cu mult, mult mai rapid decât poate un om să pună piciorul pe frână. O întrebare încă rămâne: De ce atât de mult efort? Primul răspuns: oamenii sunt în general nişte şoferi foarte slabi. Ei reacţionează foarte încet, sau reacţionează exagerat relativ la pericolul depistat în trafic, obosesc uşor şi-şi pierd atenţia. Pentru a creşte siguranţa pe drumurile publice şi pentru a reduce numărul accidentelor, viitorul trebuie să aparţină sistemelor dinamice de conducere a maşinii, care au capacitatea de a reacţiona mai rapid decât orice persoană. i autonomos.inf.fu-berlin.de hi!tech 01|12 44 n 45 hi!life Seniori Seniorul smart Conectaţi în reţele, activi şi mobili – aşa pot trăi seniorii în viitorul apropiat. Asistenţa medicală este organizată pe Internet. Sigur şi independent Speranţa noastră de viaţă este în creştere. Oamenii nu doar că înaintează în vârstă, ei doresc şi să se bucure de o calitate ridicată a vieţii, de independenţă, de siguranţă şi de mobilitate, cât mai mult timp cu putinţă. Aceste lucruri devin posibile cu ajutorul unor sisteme de asistenţă pentru seniori denumite generic Ambient Assisted Living (AAL). Proiectul de cercetare SmartSenior adună informaţii şi dezvoltă tehnologiile de comunicaţii necesare pentru organizarea tuturor acestor servicii dedicate seniorilor. Din cadrul acestor servicii fac parte soluţiile de securitate în locuinţă, asistenţa de urgenţă, sistemele de reţele sociale şi serviciile de telemedicină, printre altele. Principala provocare cu care se confruntă specialiştii implicaţi în acest proiect este legată de standardizarea şi integrarea diferitelor sisteme, de la televizoare inteligente şi telefoane inteligente la aplicaţii domestice şi aplicaţii pentru autoturisme. Nouă subproiecte sunt implementate de 28 de companii partenere şi organizaţii de cercetare sau din domeniul industrial, printre care şi Siemens, sub coordonarea Deutsche Telekom Laboratories (T-Labs). Un test al acestor sisteme va demonstra dacă diferitele tehnologii vor funcţiona bine împreună, dar şi modul în care aceste sisteme vor fi recepţionate de bătrâni. Un număr de 35 de apartamente din Potsdam vor fi echipate cu conexiuni de internet de mare viteză, un hub de date AAL Home Gateway şi cu senzori de incintă. “În aproximativ o săptămână aceste sisteme trebuie să înveţe obiceiurile de viaţă ale locatarilor, pornind de la datele furnizate de senzori”, explică Karsten Raddatz de la Universitatea Tehnică din Berlin. Dacă un senior pleacă de acasă şi lasă deschisă o fereastră pe care de obicei o închide, va primi imediat un mesaj pe telefonul mobil inteligent. Datele privind mobilitatea persoanelor implicate sunt de asemenea extrem de valoroase. Spre exemplu: Un locatar se duce la baie în fiecare dimineaţă, la ora 3, dar nu revine în dormitor în interval de maxim 10 minute, aşa cum face de obicei. Sistemul identifică situaţia drept anormală şi transmite imediat un semnal de alarmă către centrul de asistenţă, de unde un operator va încerca să-l contacteze telefonic pe bătrân. În cazul în care seniorul nu răspunde nici la telefon, este anunţat un centru medical de urgenţă. Croit pe măsură Opţiunile pentru configurarea individuală şi soluţiile modulare sunt extrem de importante, subliniază Michael Balasch, directorul departamentului Research & Innovation de la T-Labs şi coordonatorul principal al consorţiului SmartSenior, pentru că: “nu există un profil unic al persoanei în vârstă”. Mulţi dintre seniori se deplasează singuri şi pot folosi această platformă pentru a păstra legătura cu cei dragi, şi aleg să-şi simplifice viaţa apelând la diferite servicii. Alţi bătrâni se confruntă cu riscul de căzături sau de atacuri cardiace sau cerebrale, şi au nevoie de anumite funcţii de securitate în particular. Un sistem interactiv pentru prevenirea căderilor va fi testat de asemenea în cadrul acestui program pilot. In plus, personalul medical sau personalul din cadrul altor servicii de urgenţă (pompieri, poliţie) va putea evalua situaţia - prin intermediul unor conexiuni video, înainte de a sosi la faţa locului – doar dacă utilizatorul va autoriza folosirea acestei funcţii. Siemens dezvoltă în prezent un ceas de mână care măsoară distanţele parcurse de persoana care-l poartă, precum şi semnele vitale ale acesteia, transmiţând toate aceste date Toate părţile componente trebuie să interacţioneze pentru seniorul smart – informaţia poate fi recepţionată şi prin intermediul unui webpad sau smartphone. Pictures of the Future Siemens Datele culese de senzori privind tensiunea arterială sunt transmise direct spre un medic prin intermediul sistemului Med-I-Box. Dacă este necesar, medicul îl poate contacta personal pe pacient. printr-un sistem wireless spre AAL Home Gateway. În viitor, aplicaţiile de telemedicină îi vor scuti pe seniori de multe drumuri spre medic. “O vizită medicală prin telemedicină se desfăşoară la fel ca o vizită la medic sau o vizită a medicului la domiciliu”, explică Dr. Martin Schultz, director al Telemedicine Center Charité (TMCC) din Berlin-Mitte. Medicul îl întreabă pe pacient ce probleme are şi-l roagă să precizeze simptomele. Datele medicale ale pacientului existente deja în sistemul medical, la care se adaugă şi informaţiile trimise în timp real de senzori privind pulsul, tem- peratura, tensiunea, ritmul cardiac şi ritmul respirator, sunt toate vizibile în cadrul portalului SmartSenior: “Aceste date sunt vizualizate diferit de către medic şi pacient”, mai precizează Schultz. Fişa electronică a pacientului trebuie să conţină toate aceste date. Telemedicina poate fi o soluţie şi pentru seniorii din zonele rurale, unde sunt mai puţini medici. În cazul unei urgenţe, un medic poate oferi instrucţiuni de prim ajutor direct pacientului, care poate să-şi stabilizeze sau să-şi amelioreze starea până la sosirea echipei de intervenţie în regim de urgenţă. Prevenirea accidentelor de maşină Colectarea şi transmiterea datelor medicale, aşa cum este gradul de saturaţie în oxigen al sângelui, mobilitatea, ritmul cardiac şi cel respirator, oferă şi alte avantaje. Aceste date pot preveni producerea de accidente de maşină. În cadrul proiectului SmartSenior, BMW dezvoltă un sistem de asistenţă la frânare de urgenţă, care se acţionează automat în cazul în care şoferul îşi pierde cunoştinţa din cauza unui infarct, spre exemplu. Grupul de cercetare lucrează şi la o serie de măsuri de prevenire şi reabilitare a persoanelor care sunt predispuse la căzături şi la atacuri cerebrale. Fiecare a treia persoană în vârstă de peste 65 de ani cade cel puţin o dată pe an, în timp ce în rândul seniorilor de peste 80 de ani acest procent este de peste 80%. Tranziţia de la reabilitarea din mediul spitalicesc la continuarea reabilitării la domiciliu este deseori o problemă pentru bătrâni, pentru că aceştia ajung să-şi piardă motivaţia şi nu mai respectă programul de recuperare recomandat de medic. “Oamenii trebuie să continue programele intensive de recuperare perioade mai lungi”, explică Michael Balasch. “Cu un sistem de recuperare interactiv, programul terapeutic poate fi continuat şi la domiciliul pacientului, sub directa observaţie a unui specialist, fără ca pacientul să-şi piardă motivaţia”, mai adaugă el. Pe lângă creşterea calităţii vieţii seniorilor şi păstrarea independenţei lor, AAL, are ca rezultat şi scăderea cheltuielilor pentru spitale, reducând presiunea exercitată asupra bugetului alocat pentru sănătate. Publicul larg, şi seniorii în particular, au fost încântaţi de prezentarea acestui sistem făcută la ediţia de anul trecut a CeBIT. Cei mai în vârstă nu sunt tehnofobi, ba chiar mai degrabă sunt tehnofili. i siemens.com/pof www.aal-europe.eu hi!tech 01|12 46 n 47 hi!life 3D Ochelarii 3D activi comunică cu televizoarele 3D cu ajutorul luminii în spectrul infraroşu emise de LED-urile IR din monitor. Componente IR puternice pentru ochelarii 3D activi sunt produse de Osram. Şah cu fotografie în câmp luminos digital: face posibilă vederea 3D fără a avea nevoie de ochelari. Cea de-a treia dimensiune Filmele şi programele de televiziune în 3D sunt posibile doar cu ajutorul ochelarilor speciali – sau cel puţin aşa era. Cadrele plenoptice (în câmp luminos) pot aduce o revoluţie în acest domeniu. Lentilele prismatice pun 3D-ul direct în televizor După succesul iniţial din cinematografe, tehnologia 3D a fost prezentată drept viitorul sistemelor de home cinema. Însă după aceea a devenit clar pentru mulţi că nu este tocmai plăcut să stea în faţa televizorului cu o pereche de ochelari pe ochi. În prezent, televiziunea în trei dimensiuni poate fi urmărită şi fără ochelari. Televizorul are o suprafaţă specială, formată din mici lentile prismatice care deformează fiecare pixel în parte ce formează imaginea, transmiţând astfel, în mod simultan, perspective diferite ale aceleiaşi imagini pentru ochiul drept şi cel stâng, perspective ce sunt apoi suprapuse de creierul privitorului, creându-se un efect tridimensional. Dezavantajul acestor ecrane “autostereoscopice”: telespectatorii sunt limitaţi la un câmp vizual foarte îngust. Din acest motiv, experţii consideră că telefoanele mobile reprezintă cea mai potrivită piaţă pentru această tehnologie. În prezent este posibil să ne bucurăm de imagini 3D de înaltă calitate cu ochelarii special concepuţi în acest scop. Televizoarele 3D, care sunt însoţite de aceşti ochelari Christian Pressler speciali, emit cele două imagini necesare pentru formarea perspectivei 3D într-o succesiune rapidă – de cel puţin 60 de ori pe secundă, câte o imagine pentru fiecare ochi. Pentru a se asigura că fiecare ochi percepe doar imaginea pe care trebuie să o perceapă, o lentilă a ochelarilor devine opacă, în timp ce cealaltă permite trecerea luminii dinspre televizor. Un transmiţător cu infraroşu menţine ochelarii sincronizaţi cu alternarea imaginilor de pe televizor. Aceştia sunt ochelarii 3D activi sau shutter glasses. De cealaltă parte, televizoarele 3D ce folosesc tehnologie de polarizare apelează la două lungimi de undă diferite ale undei luminoase. Astfel, ochelarii permit trecerea luminii polarizate orizontal printr-o lentilă şi respectiv a luminii polarizate vertical prin cealaltă lentilă. Televizorul 3D emite două imagini diferite în acelaşi timp şi nu în alternanţă rapidă ca în cazul primei tehnologii descrise. Există desigur dezavantaje şi în acest caz. Rezoluţia imaginii este înjumătăţită din moment ce jumătate dintre pixeli trebuie să formeze imaginea pentru orizontală, iar cealaltă jumătate pe cea verticală. Pe de altă parte, ochelarii po- LG, OSRAM-Pressebild, Stanford Light Field Archive/Andrew Adams larizaţi sunt mai ieftini decât ceilalţi. Se pare atunci că nu ne putem bucura de imagini 3D fără ochelari. Situaţia nu stă chiar aşa, susţin cercetătorii de la Universitatea Johannes Kepler (JKU) din Linz. Aici, experţii în calculatoare au dezvoltat o metodă de procesare a câmpurilor de lumină. Noi camere video folosesc nişte elemente optice speciale (aşa cum sunt matricele de microlentile) pentru a obţine informaţia cu privire la direcţia luminii. Coordonatele tipice ale imaginilor bidimensionale sunt suplimentate cu coordonate bidimensionale de direcţie. Rezultatul este o imagine reprezentată în patru dimensiuni. În cadrul generaţiei următoare de tehnologii pentru ecrane, câmpurile de lumină permit reprezentarea de conţinut tridimensional pentru oricât de mulţi privitori şi fără a avea nevoie de ochelari 3D. Însă înainte ca acest lucru să fie posibil, este necesară post-procesarea digitală a câmpurilor de lumină, la fel cum sunt post-procesate imaginile 2D în prezent. i www.jku.at/cg www.osram.com hi!tech 01|12 48 Restaurând viaţa dedesubtul apei şi deasupra ei. Răspunsurile Siemens ajută la menţinerea resurselor de apă curate şi productive pentru generaţiile viitoare. În partea de Est a Statelor Unite, golful Chesapeake se întinde pe 320 km, iar comunităţile sale sunt casa a milioane de oameni. În fiecare zi, Siemens contribuie la reutilizarea apei de care aceştia depind. Acelaşi lucru îl facem în toată lumea. În Beijing, reciclăm apa pentru Satul Olimpic. În Australia, ajutăm industria să refolosească apele uzate. Iar în Singapore, potolim setea oamenilor. Într-o lume care are nevoie de mai multă apă, zi după zi, angajaţii Siemens creează răspunsuri care vor dura ani de-acum încolo. siemens.com /answers Lumea de mâine are nevoie de răspunsurile noastre astăzi. De aceea le construim chiar acum, alături de clienţi din toată lumea. Din acest motiv, proiectăm tehnologia noastră astfel încât să dureze pe termen lung şi să consume mai puţine resurse. De aceea, îi ajutăm pe clienţii noştri să-şi reducă amprenta de CO2. Şi acesta este motivul pentru care deschidem noi drumuri cu unul dintre cele mai vaste portofolii verzi din lume. Drept urmare, am fost nominalizaţi ca cei mai buni în sectorul nostru de afaceri în cadrul Indexului de sustenabilitate Dow Jones. Şi recunoscuţi drept compania de top de către Carbon Disclosure project, cea mai mare bază de date independentă cu informaţii despre schimbarea climatică. Cu toate acestea, nu am pretinde niciodată că avem toate răspunsurile. De aceea, suntem prezenţi în 190 de ţări. Mii de oraşe. Zeci de mii de companii. În sectoarele energie, industrie, infrastructură şi sănătate. Lucrăm cu lumea de astăzi pentru a crea răspunsuri durabile pentru lumea de mâine. siemens.com /answers
Similar documents
A VIA`A - Viata Libera
faţă de trimestrul doi din acest an este mai mare decât cea anticipată de analişti. Aceştia prognozau un avans de unu la sută. Ei susţin că sectorul agricol, exporturile, dar şi sectorul industrial...
More information