Autor: Priyanka Dasgupta, 4. rujna 2024.

IEC članak na engleskome jeziku možete pročitati ovdje.

U inovativnom se projektu znanstvenici okreću jednoj od najstarijih skupina živih organizama, gljivama, kako bi riješili problem rasipanja energije. Saznajte kako stručnjaci koriste sustav bioelektričnih senzora iz gljiva kako bi doprinijeli pametnom i održivom načinu života.

Senzori su svuda – od ekrana osjetljivih na dodir na mobilnim telefonima pa do svjetala koja reagiraju na pokret u poslovnim zgradama, od senzora za parkiranje u automobilima do aplikacije pedometra koja prati jeste li prešli svojih 10.000 koraka dnevno.

Međutim, znanstvenici sada razvijaju revolucionarni sustav bioelektričnih senzora koji bi mogao potpuno promijeniti pravila igre – fungalne senzore. U poslјednjih nekoliko godina novi projekt FUNGAR (Fungal Architectures) cilja na korištenje sustava gljiva u pametnim zgradama za kontrolu automatizacije, s namjerom  izgradnje ekološki prihvatljivijih zgrada.

Napredak automatizacije u pametnim zgradama

Projekt predviđa pametan dizajn za pametniji način života. Na komercijalne i stambene zgrade otpada oko 40% primarne potrošnje energije u mnogim zemljama. Ova se energija troši na osvjetljenje, grijanje, ventilaciju, klimatizaciju, kao i za napajаnje dizala, pokretnih stuba, strojeva i uređaja. U pametnim zgradama automatizacija može optimizirati korištenje uređaja, što vodi do značajnih ušteda u potrošnji energije.

Arhitekte, znanstvenici i inženjeri stoga stalno traže načine da proces automatizacije učine učinkovitijim i održivijim. U okviru inovativnog projekta Sveučilišta Zapadne Engleske (UWE Bristol), u suradnji s partnerima iz Danske, Italije i Holandije, žive gljive bit će integrirane u strukturu zgrade. Ideja je iskoristiti prirodne sposobnosti gljiva za detekciju kako bi se kontrolirali različiti povezani uređaji.

Istraživači su ranije eksperimentirali s načinima kako se gljive povezuju u mreže i kako mogu prenositi električne signale. Određene vrste gljiva sposobne su za distribuirano senzorsko i informacijsko procesuiranje, što ih čini potencijalnim kandidatima za primjenu u nekonvencionalnim uređajima za detekciju i računanje.

U projektu FUNGAR inteligentni dizajn koristi fungalnu mrežu kao neku vrstu funkcionalnog računala. Koristi sposobnost gljiva za detektiranje promjena u svjetlosti, detektiranje zagađivača ili promjena u temperaturi i šalju signale računalima na analizu. Na temelju tih podataka, sustav može reagirati podešavanjem svjetala, grijalica i drugih uređaja, što dovodi do značajnih ušteda u potrošnji energije i smanjenja troškova proizvodnje i održavanja.

Ekološki prihvatljiv pristup

Zanimljivo je da se u Europi gljive već koriste kao građevinski materijal, mada obično u osušenom obliku za izradu cigli. Međutim, ovaj je projekt jedan od prvih koji koristi žive gljive u zgradama.

Jedna od najznačajnijih prednosti korištenja gljiva kao računalnog supstrata jeste njihova ekološka prihvatljivost. Kada se prestanu upotrebljavati, gljive se mogu zbrinuti na održiviji način, čineći samu zgradu lakšom za reciklažu na kraju njezinog vijeka trajanja.

Profesor Endrju Adamacki, ravnatelj Centra za nekonvencionalno računalstvo na Sveučilištu Zapadne Engleske u Bristolu, u nedavnom saopćenju za javnost objasnio je svoju viziju: „Ako uspijemo u ovom eksperimentu, cijela će zgrada moći prepoznati razinu osvjetljenja, kemikalije u okolini, nazočnost ljudi i reagirat će na dodir. Djelujući kao ogromno paralelno računalo, zgrada će kontrolirati uređaje u ovisnosti o uvjetima okoline. Primjerice, ako se detektiraju visoke razine zagađenja zraka, moglo bi se upaliti svjetlo za upozorenje ili bi se stanari mogli upozoriti na visoke ili niske temperature. To je naša vizija za alternativnu verziju pametnog doma.”

Potencijal za širenje

Međutim, građevinarstvo nije jedino područje za „preuzimanje” fungalne tehnologije. Tehnologije za nosive elektroničke uređaje u zdravstvenoj zaštiti i za praćenje okoline u pametnim gradovima mogle bi u velikoj mjeri imati koristi od održivih i složenih mogućnosti obrade ove tehnologije.

Međutim, glavni izazov leži u pouzdanom prilagođavanju ove tehnologije za različite primjene. Koji su temperaturni uvjeti potrebni da bi živi sustav funkcionirao? Kako možemo povećati učinkovitost sustava? To su neka od pitanja na koja istraživači nastavljaju tražiti odgovore. S napretkom istraživanja, znanstvenici teže dublje razumjeti komunikaciju među gljivama kako bi stvorili pouzdane i učinkovite sustave.

Standardiziran pristup za uštedu energije

Automatizacija zgrada je ključni način za uštedu energije u urbanim sredinama i za  upravljanje opskrbom i distribucijom energije. Primjerice, promjenom podešavanja temperature grijanja ili hlađenja za samo 2 °C može se uštediti do 10% energije. Dodatne uštede mogu se ostvariti unaprjeđenjem elektrifikacije, ugradnjom sustava osvjetljenja s niskom potrošnjom i korištenjem učinkovitih električnih motora i transformatora.

Dok istraživači pomjeraju granice inovacija, upotreba standardiziranih pristupa i međunarodnih preporuka za optimizaciju postojećih tehnologija može napraviti ogromnu razliku.

Nekoliko tehničkih komiteta Međunarodnog elektrotehničkog povjerenstva (IEC) usredotočuje se na različite aspekte energetske učinkovitosti i automatizacije zgrada. Tehnički komitet IEC TC 8 bavi se aspektima cjelokupnog sustava opskrbe električnom energijom, dok, između ostalog, IEC TC 23 obrađuje proizvode, sustave i rješenja za energetsku učinkovitost i optimalno korištenje električne energije u zgradama. IEC TC 47 razvija standarde za senzore i slične uređaje na koje se takve pametne zgrade oslanjaju. Pored toga, kao dio širokog spektra elektronike koje pokriva, IEC sustav za ocjenu kvalitete (IECQ) omogućuje ocjenu proizvođača senzora i pružatelja srodnih usluga kako bi se vidjelo jesu li usklađeni s dogovorenim međunarodnim standardima.

Zajednički tehnički potkomitet IEC-a i ISO-a, ISO/IEC JTC 1/SC 25, pokriva automatizaciju zgrada, uključujući, primjerice, prikupljanje energije. Nedavno je formiran još jedan zajednički ISO/IEC sustavni komitet sa zadatkom da priprema standarde u području biodigitalne konvergencije. Njegova je uloga, između ostalog, prikupljanje, evaluacija i klasifikacija postojećih standarda relevantnih u ovom području, kao i identificiranje praznina gdje su potrebni novi standardi.

Razvoj istraživanja u području fungalnih senzora predstavlja značajan iskorak u tehnologiji pametnih zgrada. To je korak ka održivijim, učinkovitijim i reaktivnijim okruženjima. Kako istraživanje napreduje, inovacije poput fungalne automatizacije zahtijevat će izradu smjernica međunarodnih standarda utemeljenih na konsenzusu, poput onih koje nudi IEC, kako bi se ponudila učinkovita rješenja za energetsku učinkovitost i smanjenje našeg utjecaja na okoliš.