Tree Tech：将电子产品纳入环境保护

科技行业与环境的关系并不总是和谐的。有些人可能会说这是一种轻描淡写的说法，我们当然可以从过去和不幸的是，从现在找到技术发展对人类社会和生态系统健康产生负面影响的例子。电子行业也未能摆脱这一趋势，目前的担忧包括管理电子垃圾、减轻太阳能电池板中有害材料的影响，以及降低半导体制造的毒性和可持续性。

 

图中的树木测量仪测量季节性树木生长模式、降雨后的膨胀和随后的干燥，以及每天的吸水周期。图片由《加拿大森林研究杂志》提供

 

幸运的是，工程师们往往喜欢寻找解决方案，尽管科技行业也造成了环境问题，但新的电子系统也为解决环境问题提供了机会。在这篇文章中，我们将研究三种高科技方法来保护被广泛认为对地球整体健康和活力至关重要的生物，即树木。

 

气候智能林业

物联网时代在我们的家庭、办公室和工业设施中引入了许多离散传感器，收集和处理数据以提高系统的效率。将这一概念应用于林地管理，产生了一种被称为气候智能林业（CSF）的做法，Torresan等人将其定义为“可持续适应性森林管理的一个新兴分支，旨在提高森林适应和缓解气候变化的潜力。”，CSF旨在更有效地促进健康、多产和生物多样性的森林。

CSF系统中的无线传感器网络结合了各种传感技术，这些技术协同工作，定期向环境科学家和森林管理者提供信息。CSF传感器包括雨量计、热敏电阻和用于测量土壤湿度、土壤气体排放、树叶质量、树叶温度、树液流量和生长速率的专用设备或系统。

 

如图所示，CSF涉及多种协同工作的先进技术。图片由《加拿大森林研究杂志》提供

 

尽管理论上很有希望，但CSF需要先进的技术、复杂的数据管理，以及将电子设备广泛部署到不总是有利于可靠操作的地区和条件中。我的工程师的直觉告诉我，小故障、故障和性能不足将频繁发生，严重威胁到CSF的可行性，特别是在公司层面做出决策时，财务可持续性往往必须优先于生态可持续性。尽管如此，森林监测技术已经取得了长足的进步，至少一些CSF专家更乐观：“数据丰富的气候智能林业的可能性似乎即将实现。”

 

倾听威胁

Infineon和Rainforest Connection之间的合作产生了森林保护技术，这让我觉得是真正的创新。随着媒体对气候变化和其他相当复杂或抽象的环境问题的报道，人们很容易忘记，树木往往面临着更直接、更直接的危险，比如人类使用电锯。

幸运的是，对于那些试图保护森林免受非法砍伐的人来说，链锯并不是什么秘密工具。相反，它们的噪音非常大，工程师们正在利用它们特有的噪音。英飞凌的Guardian系统将太阳能声音传感器与人工智能相结合，可以检测和定位非法使用链锯的情况，以便护林员进行干预。基于Guardian的保护项目在25个国家很活跃，这令人印象深刻，但与护林员谈谈该系统的实际操作，以及它是如何成功地使他们能够安全、迅速地拦截非法侵入的伐木者，这将是一件有趣的事。

 

虽然我不认为有人会把Guardian的太阳能电池板误认为是一种大型热带花卉，但我很欣赏将这项技术在视觉上融入雨林景观的尝试。图片由英飞凌提供

 

在目前不是非法木材采伐目标的地区，这种设备的成本可能很难证明是合理的，或者成为在伐木工人意识到可能性对他们不利后，不太可能成为目标，但英飞凌已经先发制人：同样的硬件可以捕捉各种森林动物的录音，从而帮助科学家监测生物多样性和濒危物种的数量。

 

树的可穿戴设备？

德国初创公司Treesense正在利用其团队在林业科学、数据科学和电气工程方面的专业知识，开发他们称之为树木可穿戴设备的产品。与迄今为止讨论的用于大规模森林管理或保护的系统不同，Treesense努力将电子树木监测扩展到城市、苗圃、果园，甚至你的后院。

Treesense设计了一款名为Pulse的无线传感器产品，以及一款用于管理和可视化传感器数据的基于云的应用程序。脉冲安装在树干的外表面，在那里它监测树木木质部的含水量，以促进优化灌溉，并对树木的健康状况提供一些见解。

 

这张图显示了为什么普通人和树木专家可以安装和使用Treesense Pulse设备，它被描述为树木的可穿戴设备。（博克在德语中是树皮的意思。）图片由特雷森塞提供

 

多个Pulse单元可以集成到需要协调、高效的树木管理的大型市政或商业项目中。

 

寻求平衡

我预计，无论是小型还是大型工程公司对绿色技术和树木技术的投资都将稳步增长。然而，据我估计，电子行业不会很快放弃所有对环境有问题的做法和材料不能鉴于缺乏可行的替代方案，现在或很快放弃它们。

因此，在这一点上，也许我们最好的选择是在生态危害和生态保护之间寻求更大的平衡，许多科学家和工程师已经在这样做了。