Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Startup innoverer ved at udvikle IoT-teknologi til skovbrugssektoren

Efterhånden som træet vokser, enheden fanger ændringer i diameter og overfører data til en webbaseret platform. Kredit:FAPESP

Siden starten i 2016, Brasiliansk startup Treevia, baseret i Sao Jose dos Campos, São Paulo stat, har udviklet et fjerntliggende skovovervågningssystem ved navn SmartForest, som bruger elektroniske sensorer til at overvåge skovvækst i realtid. Systemet giver skovforvaltere de data, der er nødvendige for at tage skovopgørelser ved hjælp af fjernindsamling og bruger matematiske og statistiske metoder til at estimere skovvækst, kvalitet og sundhed.

Data såsom træets diameter og højde indsamles typisk manuelt ved hjælp af prøvetagningsteknikker. Arbejdsstyrken, der udfører denne service, lider under lave tekniske kvalifikationer og høj omsætning. Arbejdet er trættende, og ulykker såsom fald eller angreb fra giftige dyr er ikke sjældne.

"En stor virksomhed kan have 150 til 160 medarbejdere bare for at udføre denne overvågning en gang om året, " siger Gasparoto. "I en eukalyptusplantage, hvor træer fældes hvert sjette år eller deromkring, for eksempel, kun fem manuelle dataindsamlingsoperationer udføres i gennemsnit, " siger skovingeniør og Treevia CEO Esthevan Augusto Goes Gasparoto.

Metodikken udviklet af Treevia er baseret på konceptet Internet of Things (IoT). "Systemet bruger trådløse sensorer, der 'omfavner' træet som et bælte. Efterhånden som træet vokser, enheden udvider sig, at fange ændringerne i diameter og overføre dataene til en webbaseret platform, " forklarer han. "Hvis arbejdet er automatiseret, et enkelt besøg på siden er nok, bare for at installere udstyret, og vi kan indsamle skovvækstdata hver dag."

Ud over data indsamlet fra træer, systemet udtrækker data fra satellitbilleder. "Det er et perfekt ægteskab. Systemet kombinerer de jordbaserede beviser indsamlet af IoT-sensorer med satellitdata for at sikre fuldstændig ende-til-ende dækning af skoven, eliminering af fejl på grund af den menneskelige faktor, " siger Gasparoto.

Alle disse data analyseres derefter ved hjælp af maskinlæring og big data-teknikker, gør det muligt at generere rapporter, som skovforvaltere kan basere deres beslutninger på.

Ifølge Gasparoto, systemet medfører fordele i alle faser af produktionscyklussen. Ud over en reduktion i lønomkostningerne, analyserne genereret af SmartForest gør det muligt for ledere at træffe mere selvsikre og effektive beslutninger om skovforvaltning på en kortere tidsramme.

"I skovindustrien i dag, Trævæksten overvåges højst én gang om året, " siger han. "Hvis væksten er mindre end forventet, det ideelle tidspunkt at gribe ind i en skov, påføring af gødning, for eksempel, kan allerede være savnet. Så, skoven vil aldrig igen nå maksimal produktivitet."

Sammenlignende analyse af jævnaldrende skovarealer, tilføjer han, viser, at systemet kan identificere en 23% forskel mellem områder med hensyn til vækstrate inden for en enkelt måned. Med disse oplysninger, skovejeren kan gribe ind i forvaltningen i jagten på gevinster, at genoprette produktiviteten eller justere økonomiske afkastforventninger, derved undgår fremtidige negative overraskelser.

Gasparoto forventer at se løsningen anvendt i stor skala i skovbrugssektoren i 2019, med projektets afslutning. Efter at have bevist den tekniske gennemførlighed af SmartForest i PIPE Stage 1-projektet, partnerne er nu i fase 2 med henblik på den fulde udvikling af teknologien.

Global pioner

For Gasparoto, skovovervågningssystemet udviklet af Treevia er innovativt selv på globalt plan. "Arbejdet med design og undersøgelser til grundlæggelsen af ​​virksomheden begyndte i 2014, mens min forretningspartner Emily og jeg lavede en del af vores masterforskning på University of British Columbia i Canada, " husker han. "Canada er et af de mest avancerede lande og et benchmark inden for skovvidenskab. Alligevel, vi indså, at de metoder og procedurer, der blev brugt til at indsamle data i marken, var de samme som dem, der blev brugt i Brasilien. Stort set intet har ændret sig i de sidste 200 år. Dette førte til erkendelsen af, at de teknologiske mangler og dermed muligheden for innovation på dette område af skovvidenskab var globale."

I 2015 kandidatstuderende og fremtidige forretningspartnere vendte tilbage fra Canada til Brasilien. De sendte SmartForest-projektet til PIPE uden at starte en virksomhed. I samme periode, de vandt Banco Santanders iværksætterpris, konkurrerer med mere end 25, 000 projekter. "Vi vandt prisen, og på samme tid, vi blev udvalgt til PIPE. Så, vi etablerede firmaet, " siger Gasparoto.

"Santander-prisen gav os omkring 100 BRL, 000, som vi brugte til at vedligeholde virksomhedens faste omkostninger og driftsudgifter. Vi investerede PIPE-midlerne [omkring 200 BRL, 000] i F&U og studielegater."

Firmaet blev formelt etableret i 2016. Det blev inkuberet på Nexus i São José dos Campos Technology Park, São Paulo stat, Brasilien. Samme år, dets grundlæggere deltog i to trænings- og udviklingsprogrammer udbudt af FAPESP:det andet træningsprogram for højteknologiske iværksættere, samt Leaders in Innovation Fellowships (LIF), som blev udviklet i samarbejde med Storbritanniens Royal Academy og Newton Fund. I 2017 firmaet deltog i Creative Startups-acceleratorprogrammet, der tilbydes af Samsung. Dets PIPE Stage 2-projekt blev godkendt kort efter.

Treevia har ekspanderet og opererer nu fra sine egne kontorer, men den holder kontakten med sin inkubator. "Vi brugte to år på at lære enormt meget i inkubatoren, " siger Gasparato. "Nexus spillede også en nøglerolle i at hjælpe os med at opnå modenhed. Vi er stadig forbundet med teknologiparken São José dos Campos. Og vi er en del af "Parahyba Valley' opstarts- og innovationsøkosystem."

Treevias projekt afventer akkreditering af to af Brasiliens største skovvirksomheder, hvor proof-of-concept-tests har haft lovende resultater. "For eksempel, vi validerede det ideelle tryk til at fastgøre sensorer til træer uden at beskadige dem over tid, batteri holdbarhed, sensorhus uigennemtrængelighed, dataindsamlings præcision og opløsning, osv. Med foreløbige resultater fra kun få måneder, det lykkedes os at generere mere information om skoven, end traditionelle metoder ville have produceret gennem hele produktionscyklussen, der varer cirka seks år, " siger Gasparoto.

I slutningen af ​​PIPE-projektet, virksomhedens mål er at nå det indenlandske og globale marked. Efter at have vundet en international pris for innovation inden for skovforvaltning, Treevias ejere er sikre på, at de kan nå dette mål. Ved udgangen af ​​2017 Esthevan Gasparoto rejste til Tyskland for at modtage Blue Sky Young Researchers &Innovation Award fra International Council of Forest &Paper Associations (ICFPA), branchens førende brancheorganisation, repræsenterer 28 lande.