Como um roboticista, vejo essas tarefas enfadonhas, sujas e até mesmo perigosas como a área perfeita para robôs. No entanto, há uma escassez de roboticistas que lidam com as mudanças climáticas, devido à falta de conscientização sobre aplicações necessárias e urgentes. Depois de conversar com muitos fundadores da robótica climática em meu blog, Nirva Labs, aqui estão minhas descobertas sobre como você pode encontrar oportunidades para ajudar os robôs a causar impacto nas mudanças climáticas.
O primeiro robô que construí do zero foi o SS MAPR, um barco autônomo para departamentos de água para coletar dados de qualidade de água em várias profundidades. Eles usam esses dados para monitorar a poluição dos rios e controlar as fontes de poluição. Até hoje, continua sendo o projeto mais empolgante em que já trabalhei. Após seis meses de 80 horas semanais e noites sem dormir, o SS MAPR conseguiu terminar sua viagem inaugural com amostras de água e dados coletados no fundo do rio Schuylkill, na Pensilvânia. Esse foi o momento eureka para mim: toda a prototipagem e codificação resultaram em acesso mais rápido e barato aos dados que impulsionam as ações regulatórias. Quero construir mais robôs que melhorem o ambiente em que vivemos.
O SS MAPR se prepara para sua viagem inaugural no rio Schuylkill, na Filadélfia.Sherry Chen
Atordoado pelos incêndios florestais desenfreados depois de me mudar para a área da baía em 2020, comecei o Nirva Labs para escrever sobre oportunidades de robótica climática. Surpreendentemente, muitos fundadores com quem conversei concordaram com a falta de roboticistas em tecnologia climática. Isso era desproporcional ao enorme potencial da robótica para resolver problemas climáticos. Minha experiência pessoal confirmou essas observações. Em todos os eventos de robótica que participei na Bay Area, um dos maiores centros de robótica do mundo, quase não encontrei ninguém trabalhando com clima. Os dados de investimento respaldaram isso – de acordo com o PitchBook, a robótica climática representa menos de 1% do financiamento total de empreendimentos de robótica nos últimos cinco anos.
Por que não há mais roboticistas trabalhando com mudanças climáticas? Depois de conversar com alguns colegas, percebi que, de uma perspectiva superficial, a mudança climática não parece precisar de invenções robóticas – já temos a maioria das soluções em formas não robóticas. Mas isso é exatamente porque a mudança climática precisa da robótica para fazer o trabalho repetitivo: ampliar as soluções existentes para que possamos chegar ao zero líquido a tempo.
Usando robôs para ampliar as soluções climáticas existentes
Para entender por que a robótica é crucial para combater as mudanças climáticas, devemos olhar para um caso análogo: a indústria automotiva. Por muito tempo, os carros foram feitos por humanos. Em 1925, a montagem de um Ford Modelo T exigia uma velocidade média de montagem de 3,76 segundos por peça. Essa foi a norma por quase 40 anos, antes que a General Motors introduzisse um braço robótico para auxiliar na linha de montagem. Hoje, a montagem de um Toyota SUV leva cerca de 2,04 segundos por peça, uma melhoria de 84% em relação a um século atrás – embora o processo de montagem tenha explodido em complexidade.
Este é o ponto ideal para a robótica – liberando os humanos de tarefas repetitivas e aumentando a eficiência. A tecnologia climática está em um estado semelhante ao da indústria automotiva inicial. A maioria dos blocos de construção da solução climática geral já existe (por exemplo, geradores de energia solar e eólica, veículos elétricos, bombas de calor), mas precisam ser implantados em escala rapidamente para passar de 51 bilhões de toneladas de emissões de gases de efeito estufa para zero até 2050. Fazendo o que fazem de melhor, os robôs podem desempenhar um grande papel na aceleração da luta contra a mudança climática, permitindo economias de escala.
Encontrando oportunidades de robótica climática
Existem muitas oportunidades tecnicamente viáveis na robótica climática que podem ter um impacto no clima, mas como você realmente encontra uma? A melhor maneira é aprender e entender profundamente o ciclo de vida de uma solução climática existente e identificar como a automação pode acelerá-la. Mas, para qualquer solução climática, é importante observar seu impacto climático geral: ela está mitigando ou removendo diretamente as emissões de gases de efeito estufa, ajudando-nos a nos adaptar aos impactos das mudanças climáticas ou aprimorando nossa compreensão do clima? O impacto geral envolve não apenas a solução técnica, mas também as forças econômicas e políticas ao seu redor. Portanto, é importante rastrear a solução ao longo de todo o ciclo de vida e obter uma visão completa dos prós e contras.
Oportunidades de robótica climática para energia renovável
O setor de energia renovável é um ótimo lugar para procurar oportunidades de robótica climática. Fontes de energia como solar e eólica já são competitivas em termos de custo em comparação com combustíveis fósseis. Os robôs podem ajudar a eliminar os gargalos que limitam sua expansão.
A partir da fonte da cadeia de valor de energia renovável, os robôs podem ajudar a remover o gargalo de mão-de-obra para a instalação de parques solares e eólicos. Por exemplo, uma das tarefas mais demoradas e perigosas na construção de fazendas solares é o levantamento de peso. A AES, uma gigante da energia, desenvolveu um robô automatizado de construção de fazendas solares para resolver esse problema. O robô pode instalar automaticamente painéis solares em fundações pré-instaladas para liberar os trabalhadores do levantamento. Também é três vezes mais rápido que um ser humano, e o novo layout solar pode gerar o dobro de energia solar dentro da mesma pegada. Este é um ótimo exemplo de como a navegação autônoma ao ar livre e o controle do manipulador de robôs aceleram a transição para energia renovável.
A tecnologia de compensação de movimento do X Laboratory ajuda a aumentar o número de dias que as turbinas eólicas podem ser instaladas independentemente das condições de vento. Laboratório X
A construção de parques eólicos offshore enfrenta um desafio diferente, com instalações limitadas de abril a novembro porque as condições de vento forte no inverno tornam desafiadoras tarefas de alta precisão, como a instalação de pás. A X Laboratory, uma empresa holandesa, desenvolveu uma tecnologia de compensação de movimento para manter um guindaste estável durante o processo de instalação das pás, o que pode aumentar a tolerância à velocidade do vento e, assim, aumentar os dias de instalação durante todo o ano. A equipe está atualmente aprimorando a tecnologia para compensar os distúrbios das ondas, para que a instalação possa ser feita em embarcações flutuantes em vez de embarcações autoelevatórias, que ficam no fundo do mar. Isso poderia dobrar a velocidade de construção. Esta é uma aplicação climática criativa e eficaz de controle robótico robusto.
As instalações de energia renovável precisam de manutenção de rotina para se manterem eficientes. Com sua rápida expansão na última década, houve uma escassez de técnicos de manutenção qualificados. Por exemplo, inspecionar e consertar turbinas eólicas terrestres envolve pendurar uma pessoa 150 metros acima do solo, o que só pode ser feito por técnicos em acesso por corda bem treinados. Muitos operadores de parques eólicos precisam contratar técnicos de fora do estado a um custo alto, o que aumenta o custo total da energia eólica.
Muitas empresas têm usado a automação para resolver esse problema. Empresas como a Unleash estão usando drones para acelerar a inspeção da lâmina, enquanto a Aerones desenvolveu um drone amarrado suportado por um sistema de corda que tem uma carga útil maior e melhor estabilidade. Isso expande o envelope de tarefas de inspeção para limpeza, revestimento e reparos simples. Às vezes, um giro criativo em um robô existente traz um grande impacto.
Os drones conectados da Aerones podem ajudar na manutenção e inspeção de turbinas eólicas.Aerones
E há muito mais oportunidades de robótica em toda a cadeia de valor renovável. As baterias são um importante amortecedor para energia renovável, que varia ao longo do dia. No entanto, há uma escassez de minerais críticos para baterias, como lítio e cobalto. Empresas como a Impossible Metals estão trabalhando em robôs para colher nódulos de minério do fundo do mar para aliviar essa escassez. No outro extremo do ciclo de vida da bateria, tanto a academia (Oak Ridge National Laboratory) quanto a indústria (Posh Robotics) têm desenvolvido robôs para reaproveitar baterias de VEs aposentadas, que ainda têm 80% de capacidade de armazenamento no final de suas vidas e podem ser usado como armazenamento de energia para edifícios. A robótica acelera o processo e reduz a exposição humana a produtos químicos tóxicos e altos níveis de tensão.
Como você pode ajudar
Mantenha-se atualizado sobre o cenário de soluções climáticas
Para uma visão panorâmica das soluções existentes, Como evitar um desastre climático por Bill Gates e Velocidade e Escala de John Doerr são bons livros para começar. O Project Drawdown também compilou uma lista abrangente de soluções climáticas existentes e seus impactos estimados. Mantenha-se atualizado sobre as notícias climáticas seguindo canais como InsideClimateNews. Junte-se a comunidades climáticas on-line, como Work on Climate, para conhecer pessoas com ideias semelhantes e aprender sobre o que estão trabalhando.
Junte-se a um projeto ou empresa de pesquisa de robótica climática
Se você deseja contribuir para resolver as mudanças climáticas de forma mais direta, pode se juntar a uma iniciativa de robótica climática existente. Climate Change AI é uma comunidade ativa de pesquisadores de aprendizado de máquina (ML) que trabalham em soluções climáticas. A ClimateBase tem um grande quadro de empregos em tecnologia climática para aqueles que desejam fazer uma transição de carreira. Para descobrir projetos mais relevantes e como um plug descarado, confira meu blog, Nirva Labs, para cobertura dos fundadores e pesquisadores da robótica climática. Se você é mais um podcaster, Hardware to Save a Planet entrevista pessoas que trabalham em soluções de hardware para mudanças climáticas que não se limitam à robótica.
Comece algo por conta própria
Se você está pronto para mergulhar fundo, comece uma empresa ou projeto de pesquisa por conta própria! Você pode começar entrando em contato com os profissionais do clima e perguntando como ampliar as soluções nas quais estão trabalhando. Tente entender completamente seus pontos problemáticos antes de começar a construir qualquer coisa. Se já existe uma solução de robótica para uma determinada vertical, não desista! Entre em contato com os clientes que já o estão usando e pergunte como eles desejam melhorá-lo. Pergunte também aos clientes que ainda não começaram a usá-lo e entenda o porquê. Normalmente, haverá muitos segmentos de clientes diferentes dentro de uma única vertical, o que significa que uma alternativa melhor ou uma solução diferenciada conquistará a participação de mercado restante.
A mudança climática é a questão mais premente do nosso tempo, e estamos ficando sem tempo. O Acordo de Paris exige que mantenhamos o aquecimento global a não mais de 1,5 °C (2,7 °F). Para atingir essa meta, devemos reduzir nossas emissões em 45% até 2030 e chegar a zero líquido até 2050. Mas ainda estamos longe dessa meta. Enquanto isso, a Lei de Redução da Inflação forneceu impulso para ampliar as soluções climáticas existentes para atingir a meta de redução de carbono.
Roboticistas, não há melhor momento para trabalhar em robótica climática do que agora! Temos o superpoder que nos levou a Marte. Vamos aproveitar esse ótimo ambiente político e usar nossas habilidades para acelerar as soluções climáticas para atingir o zero líquido a tempo!
Sherry Chen é a fundadora do Nirva Labs, uma organização que aumenta a conscientização sobre soluções de robótica climática e incentiva mais engenheiros a ingressarem nesse campo. Ela também foi uma das primeiras funcionárias da Chef Robotics, construindo robôs para tarefas repetitivas em cozinhas comerciais. Anteriormente, ela construiu um barco autônomo premiado para monitoramento da qualidade da água, ensinou um robô Nuro de entrega de última milha a interagir com segurança com pedestres e publicou um artigo sobre planejamento interativo baseado em ML para veículos autônomos enquanto fazia pesquisas no Universidade da Pensilvânia.
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