Pictures of the Future

Transcription

1 Pictures of the Future Revistă pentru Cercetare și Inovare Toamna Soluţii pentru lumea de mâine Calitatea vieţii în orașe Să îmbunătăţim calitatea vieţii în zonele urbane Educaţia mașinilor Deschizând porţile inteligenţei Folosirea eficientă a resurselor Eliberarea creșterii economice de materiile prime

2 Pictures of the Future Editorial Oraşele sunt precum nişte magneţi. Ele exercită o puternică atracţie asupra oamenilor. Mai mult de jumătate din populaţia lumii trăieşte în prezent în mediul urban. Conform estimărilor ONU, populaţia urbană a planetei va creşte cu aproximativ 3 miliarde de locuitori până în anul 2050 iar această creştere va avea loc aproape exclusiv în ţările în curs de dezvoltare din prezent şi în ţările cu economii emergente. Mai mult decât atât, aproximativ jumătate din venitul economic total, la nivel mondial, este deja generat în cele mai mari 600 de oraşe ale planetei, iar această tendinţă este din ce în ce mai accentuată. La o primă vedere, extinderea zonelor urbane avea nevoie şi de reţele electrice inteligente, care vor contribui la mai buna coordonare a cererii de energie şi a energiei folosite - cu alte cuvinte, vor controla întregul lanţ pornind de la obţinerea energiei electrice până la distribuţie şi consum într-o manieră economică şi sustenabilă (p. 15, 96, 104). Uriaşa diferenţă dintre poziţiile de start şi cerinţele oraşelor este ilustrată de către rezultatele Indexul Verde al Oraşelor (Green City Indices GCI) care a fost realizat în numele companiei Siemens de către Economist Intelligence Unit (p. 8) dar şi de către o comparaţie între oraşe precum Jakarta (p. 30) şi Londra (p. 15). În Jakarta îmbunătăţirea condiţiilor de Cum putem să îmbunătăţim viaţa din oraşe? Roland Busch este CEO al Siemens Infrastructure & Cities, sector înfiinţat la 1 octombrie El este de asemenea şi membru al Consiliului de Conducere al Siemens AG. Coperta: Oraşele viitorului vor fi caracterizate de o mai mare densitate a populaţiei, de o folosire mai mare a sistemelor de transport public şi a sistemelor de transport integrate, printre care şi maşini electrice. Deja multe oraşe investesc în reţele de staţii de reîncărcare (paginile 15 şi 22). este un fenomen pozitiv. Aceste centre urbane îi aduc pe oameni aproape unii de alţii şi stimulează creativitatea şi interacţiunile economice. Oamenii sunt atraşi de oraşe pentru că în mediul urban găsesc locuri de muncă, copiii şi tinerii au acces la educaţie şi la servicii medicale. În ţările în curs de dezvoltare şi în economiile emergente în particular, viaţa în mediul urban le oferă oamenilor un număr considerabil mai mare de oportunităţi şi un venit mai bun, prin comparaţie cu viaţa în mediul rural. Totuşi, de multe ori locuitorii oraşelor obţin aceste avantaje în schimbul unor compromisuri considerabile în ceea ce priveşte calitatea vieţii. Traficul aglomerat, condiţiile de viaţă care nu lasă foarte mult spaţiu personal, poluarea aerului şi poluarea fonică reprezintă doar o parte dintre problemele cu care se confruntă locuitorii oraşelor din întreaga lume. Mai mult decât atât, în multe locuri, sistemele de transport în comun sau chiar apa curentă sunt nişte mărfuri rare. Prin urmare, transformarea oraşelor în locuri în care oamenii se pot bucura de un standard ridicat de viaţă reprezintă una dintre cele mai importante provocări ale secolului XXI. Această provocare este acceptată la nivelul de decizie politică, de către strategi, dar şi de companii aşa cum este Siemens. Din acest motiv am înfiinţat un nou sector de activitate în cadrul companiei, sector în care combinăm părţi esenţiale din portofoliul nostru pentru a putea oferi, din ce în ce mai consistent, soluţii de infrastructură sustenabile şi de ansamblu pentru clienţii noştri din mediul urban. Noi facem acest lucru pentru că toate oraşele au un numitor comun. Pentru a se putea dezvolta sustenabil au nevoie de mai mult decât de trenuri: un sistem de transport public, sisteme de control al traficului şi staţii de alimentare pentru vehiculele electrice. Au nevoie de concepte de mobilitate (p. 22) care să integreze toate aceste elemente cu eficienţă. Un exemplu al unui astfel de concept este descris în cadrul secţiunii Calitatea vieţii în oraşe (p ) din această ediţie a revistei Pictures of the Future. O abordare similară trebuie luată în considerare în ceea ce priveşte energia. Oraşele şi regiunile aflate în plină dezvoltare au nevoie de mai mult decât de electrocentrale, linii de înaltă tensiune şi centrale de distribuţie. În viitor aceste oraşe şi regiuni vor viaţă a multora dintre locuitori este prioritară, la fel ca şi o serie de măsuri de infrastructură de bază, precum asigurarea surselor de apă, rezolvarea problemei deşeurilor menajere şi construcţia primei linii de metrou din oraş. Prin contrast, la Londra există o nevoie urgentă de a moderniza sistemul de transport subteran, ce are o vechime de aproape 150 de ani, dar şi de a extinde transportul public local pentru a putea face faţă unui număr din ce în ce mai mare de pasageri. Aici, tehnologia Siemens contribuie la rezolvarea acestor probleme, ce apasă infrastructura urbană. Autobuzele hibride şi vehiculele electrice contribuie la îmbunătăţirea parametrilor de calitate a aerului în capitala britanică. O parte din energia electrică a metropolei provine acum de la ferme eoliene amplasate de-a lungul coastei sudice a Angliei, energie generată de turbine realizate de Siemens. Bineînţeles, folosirea chibzuită a resurselor este un subiect important în general şi nu doar în cazul oraşelor. Dezvoltarea economică rapidă în ţări aşa cum este China (p. 40), India (p. 33) sau Brazilia (p. 104) a dus la o creştere uriaşă a consumului de resurse şi de energie. O tendinţă importantă în cadrul ţărilor cu economii emergente este creşterea numărului de persoane care devin parte a aşa-numitei clase de mijloc, standard de viaţă caracterizat de un nivel mai ridicat al cererii pentru confort, produse de consum şi mobilitate. Creşterea sustenabilă este prin urmare subiectul aflat la ordinea zilei. O parte din soluţiile pe care le oferim în acest domeniu este prezentată pe larg în secţiunea Folosirea eficientă a resurselor (p ) din această revistă. Printre aceste soluţii se numără eficientizarea sistemelor de aprovizionare cu energie (p. 96), găsirea unor alternative pentru materiile prime rare (p. 100), optimizarea proceselor de reciclare (p. 88) şi protecţia mediului. Printre produsele aduse în discuţie se numără maşinile de spălat vase (p. 90), computerele tomograf (p. 86) şi topitoriile (p. 81). Atingerea unei creşteri care să conserve resursele şi îmbunătăţirea calităţii vieţii în oraşe reprezintă, fără nicio îndoială, două dintre cele mai importante provocări ale secolului XXI. Siemens este determinată să răspundă acestor două probleme existenţiale pentru a ne asigura că lumea noastră rămâne un loc atractiv pentru a trăi. 2 Pictures of the Future Toamna 2011

3 Pictures of the Future Cuprins Calitatea vieţii în oraşe Învăţarea cu ajutorul maşinilor Folosirea eficientă a resurselor 110 Scenariul 2040 Lumi îndepărtate 112 Tendinţe Construind o viaţă mai bună 115 Londra Mai bune decât măturile 118 Noul sediu al Siemens Un concept prinde contur 120 Concepte de vehicule Construieşte-ţi propriul tren 121 Traficul la Tel Aviv Calea rapidă spre preţuri dinamice 122 Mobilitate în reţea Flexibilitate în mişcare 124 Proiectul SmartSenior Soluţii inteligente 128 Comunicaţii Independent, dar online 130 Jakarta Viaţa în Marele Durian Asiatic 133 Dezvoltarea urbană în India Infrastructuri pentru fiecare 134 Interviu cu Dr. Joan Clos, Director al Programului ONU pentru aşezări umane (HABITAT) despre motivele pentru care oraşele devin nişte vectori pozitivi ai schimbării 136 Reciclarea deşeurilor în Bolivia De la gunoaie la bani 137 Chioşcul cu apă potabilă Soluţii mobile pentru o lume însetată 138 Fapte şi previziuni Dezechilibrele economice se măresc în oraşele de pretutindeni 140 Contracte de energie în China Formula câştigătoare 141 Interviu cu Pablo Vaggione Un expert în dezvoltare urbană sustenabilă explică cum oraşele pot obţine mai mult, consumând mai puţin 142 Emiratele Arabe Unite O oază pentru tratamente medicale de primă clasă Din cuprins: 148 Scenariul 2035 Profetul Invizibil 151 Tendinţe Înfloritor pe seama complexităţii 152 Reţele neurale Ştiinţa predicţiei 154 Cum învaţă reţelele neurale De la sisteme biologice la maşini, cheia este învăţarea 157 Aplicaţii medicale Corp de cunoaştere 161 Fapte şi previziuni Un univers de aplicaţii pentru sistemele care învaţă1 162 Interviu cu Prof. Bernhard Schölkopf Directorul noului Institut Max Planck pentru Sisteme Inteligente explică de ce sistemele de învăţare se dezvoltă pe baza datelor 164 Aplicaţii de securitate Inspectorii zburători 167 Recunoaşterea optică a inscripţiilor Vă citim cu uşurinţă 168 Interviu cu Prof. Tomaso Poggio Un cercetător de top din cadrul MIT consideră învăţarea drept poarta spre inteligenţă 170 Aplicaţii industriale Optimizare la locul de muncă 184 Pe scurt Noutăţi din Laboratoarele Siemens 186 Traficul feroviar Conectaţi la transportul public 187 Aviaţie Electricitatea în aer 188 Indexul Verde al O raşelor din America de Nord Iar câştigătorii sunt 176 Scenariul 2035 Mai puţin înseamnă mai mult 178 Tendinţe Limitele creşterii 181 Analize de mediu Când este verdele cu adevărat verde? 182 Fapte şi previziuni Eliberarea creșterii economice de consumul de materii prime 184 Interviu: Dr. Mathis Wackernagel De ce ne pierdem bunăstarea 186 Dezvoltare sustenabilă Un sistem de referinţă pentru eficienţă 188 Trenurile reciclării O cale rapidă spre o a doua viaţă 190 Aplicaţii casnice Campionii economiei de energie 192 Designul palelor Săbiile de vânt: Lupta pentru o viaţă mai lungă 192 Pompele de căldură Atingând Pământul 194 Producţia virtuală Cursa spre lumea reală 196 Turbinele cu gaz cu ciclu combinat O centrală de energie ce impune recorduri 198 Optimizarea lanţului de aprovizionare 1 Ajutând furnizorii 100 Materii prime Pregătind alternative 102 Tratarea apei Staţia de epurare a apei din spatele casei 104 Inovaţii în Brazilia Zahăr, petrol şi minţile inventive 106 Interviu: Brito Cruz şi Ozires Silva Cercetare şi dezvoltare în Brazilia 108 Producţia de petrol şi de gaze Chemarea adâncurilor 111 Interviu cu Carlos Tadeu da Costa Fraga, Petrobras La fântânile inovaţiei 112 Uleiul vegetal în Indonezia Revoluţia din bucătărie 189 Indexul Verde al oraşelor din Germania Oraşe prietene cu mediul 144 Servicii medicale în pădurea tropicală Clinica de sub palmieri 174 Recunoaşterea gesturilor în blocul operator Pe mâini bune 114 Feedback 115 Preview Pictures of the Future Toamna

4 Pictures of the Future Pe scurt Adio CO 2 Un proiect pilot realizat de Siemens şi E.ON demonstrează că poluarea cu CO2 realizată de termocentrale poate fi redusă substanţial. Peste 90% din dioxidul de carbon din gazele arse de la termocentrala cu cărbune Staudinger, din apropiere de Hanau, Germania, a fost îndepărtat în cadrul unei demonstraţii, folosindu-se un detergent obţinut din sarea dizolvată a unui aminoacid, substanţă ce nu dăunează mediului. Acest detergent este capabil să înglobeze moleculele de CO2 şi apoi le eliberează mai târziu. Testul realizat la o instalaţie pilot de la această termocentrală, instalaţie ce funcţionează din 2009, a demonstrat şi că această tehnologie inovativă reduce eficienţa termocentralei cu doar 6% - cu mult mai puţin decât era de aşteptat. Sistemul de separare, care poate fi de asemenea adaptat la centralele electrice existente, va fi supus testelor într-un proiect mai mare, în SUA, la sfârşitul anului O turbină Siemens de 6 MW fără cutie de viteze cântăreşte aproape la fel ca o unitate de 3 MW cu cutie de viteze. Turbinele eoliene cu transfer direct de energie reduc costurile SWT este al treilea model de turbină eoliană conceput de Siemens care funcţionează fără cutie de viteze. În locul cutiei de viteze această unitate dispune de un sistem inovativ de funcţionare directă. În prezent sunt realizate o serie de teste extinse pe un prototip instalat în apropierea coastei daneze. Producţia la scară largă a acestei unităţi deosebit de uşoare urmează să înceapă în Până acum, turbinele eoliene de mare putere de generare erau în mod disproporţionat mai grele decât turbinele cu o putere mai mică de generare. Prin contrast, modelul SWT cântăreşte la fel de mult ca o turbină convenţională din clasa de 2 până la 3 megawaţi (MW). Mai mult decât atât, folosirea unei tehnologii de construcţie foarte robustă are ca efect reducerea cheltuielilor asociate turbinei, turnului şi fundaţiei pe care aceasta este amplasată. Acest lucru va avea la rândul său ca efect reducerea preţului pentru energia electrică generată de turbinele eoliene. Experţi din cadrul Siemens Wind Power din Danemarca au dezvoltat turbine de 6 MW special pentru condiţiile aspre de pe mare, din apropierea coastelor. Spre exemplu, un design ingenios, dar simplu a avut ca rezultat reducerea substanţială a numărului de părţi rotative din cadrul sistemului. Acest design micşorează riscul defecţiunilor, iar metodele complexe de diagnoză măresc durata de funcţionare a sistemului. Turbinele eoliene instalate pe mare trebuie să facă faţă vântului puternic şi capriciilor vremii timp de aproximativ 20 de ani. Operaţiunile de mentenanţă trebuie să fie ţinute la un nivel minim absolut în această perioadă, pentru că intervenţiile tehnice pentru repararea unei turbine eoliene amplasate pe mare sunt de aproximativ zece ori mai scumpe decât cele pentru repararea unei turbine eoliene instalate pe ţărm. Până în prezent Siemens a instalat peste 700 de turbine în apele europene, instalaţii ce generează împreună peste MW. Instalaţie pilot de separare a dioxidului de carbon din apropiere de Hanau Taipei 101 a reuşit să-şi reducă cheltuielile cu energia electrică cu până la de dolari pe an. 4 Pictures of the Future Toamna 2011

5 Siemens testează un software pentru o reţea electrică ce se autoorganizează. Reţelele electrice inteligente sisteme din care toată lumea câştigă Siemens şi compania energetică Allgäuer Überlandwerk (AÜW) din Kempten, Germania, testează o reţea electrică inteligentă în colaborare cu Universitatea RWTH Aachen şi cu Universitatea de Ştiinţe Aplicate din Kempten. Proiectul comun Integrarea energiei din surse regenerabile şi a mobilităţii electrice (Integration of Renewable Energy and Electric Mobility - Irene), ce este programat să se desfăşoare timp de 2 ani, este finanţat de Ministerul german pentru Economie şi Tehnologie. Obiectivul acestui proiect este integrarea inteligentă şi operarea numeroaselor unităţi fotovoltaice, turbine eoliene şi facilităţi de obţinere a biogazului ce au fost incluse de AÜW în reţea. Un sistem energetic automatizat care se organizează singur, realizat de Siemens, face acest lucru posibil. Mulţumită programelor de calculator dezvoltate recent de companie, va fi posibil să îmbunătăţim etapele de planning şi coordonare a distribuţiei de energie şi astfel, reţeaua va opera mai eficient (vezi p. 70). În cadrul acestui proiect va fi realizată o infrastructură de încărcare pentru vehiculele electrice, ce vor putea folosi electricitate produsă în mod ecologic, spre exemplu de la unităţi fotovoltaice. Aceste vehicule pot fi folosite în viitor ca unităţi de stocare pentru electricitate. Spre exemplu, în calitate de componente ale reţelei inteligente, ele vor păstra surplusul de electricitate şi vor apela la el în perioadele de vârf de consum. Companiile participante consideră că din acest proiect nu au decât de câştigat. Consumatorii vor economisi bani pentru că-şi vor schimba obiceiurile legate de consum, iar producătorii de energie vor putea să-şi vândă electricitatea mai eficient. Conexiunea franceză Siemens construieşte staţii de convertizoare electrice pentru un sistem de transmitere directă a curentului de mare voltaj (HVDC) cu o capacitate record de de megawaţi (MW). Începând din 2013, noua tehnologie HVDC Plus va transmite MW sub forma de current continuu pe o distanţă de 65 de kilometri, prin subteran. Acest sistem, ce a fost finanţat în parte şi de către Uniunea Europeană, va uni reţelele electrice franceze şi spaniole. În prezent, reţelele electrice ale celor două ţări sunt legate doar la nivelul reţelelor de capacitate mică. Reţelele electrice vor trebui să fie reînnoite substanţial în Europa, pentru a putea fi folosită mai multă energie din surse regenerabile, în viitor. În cazul în care se doreşte trasmiterea unor mari cantităţi de electricitate pe distanţe lungi prin subteran sau prin mediul subacvatic, şi nu prin liniile aeriene de înaltă tensiune, alternarea curentului nu este o soluţie, pentru că se produc faze de încărcare şi descărcare cu pierderi mari, din cauza capacitanţei cablurilor. Prin contrast, într-un sistem HVDC, pierderile de reţea sunt cu 30% - 40% mai mici decât într-un sistem trifazic comparabil. Tehnologia Siemens va permite ca două cabluri să transmită MW fiecare la 320 kilovolţi, tensiunea electrică maximă suportată de cablurile electrice din prezent. Prin comparaţie cu sistemele anterioare, staţiile de convertizoare HVDC Plus au mult mai multe de oferit. Pe lângă faptul că sunt mult mai flexibile şi rezistente, sunt de asemenea şi mai puţin expuse la defecţiuni. Pierderi foarte mici: un transformator de 800-kV pentru sistemul de transmitere HVDC din China Rezultate la înălţime Turnul Taipei 101 a primit certificarea LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) de platină, fiind recunoscut drept cea mai înaltă clădire ecologică din lume. Acest turn consumă cu 30% mai puţină energie comparativ cu alte structuri convenţionale. Lumina şi aerul condiţionat sunt oprite automat în camerele şi birourile în care nu se află nimeni, în timp ce gheaţa produsă, consumând electricitate ieftină, în timpul nopţii, este folosită pentru a răci clădirea pe timpul zilei. Datorită acestor caracteristici, dar şi altora de acest fel, emisiile de CO2 ale acestui turn au fost reduse cu aproximativ de tone pe an. Siemens a jucat un rol important în această poveste de succes, oferind consultanţa pentru certificarea LEED. Compania Siemens a instalat echipamente de construcţie, de siguranţă şi soluţii de iluminare în turnul Taipei 101, în O combinaţie strălucitoare Osram şi 2DO-Design au creat un corp de iluminat care combină diodele organice (OLED) cu cele convenţionale (LED). Corpul de iluminat Airabesc este compus din 11 panouri rectangulare OLED cu mici LED-uri montate între ele. Panourile OLED multistrat, ce sunt de 100 de ori mai subţiri decât un fir de păr, sunt alcătuite din material organic depus pe suport de sticlă cu ajutorul vaporilor. Panourile OLED sunt excepţionale prin faptul că emit lumină pe întreaga lor suprafaţă. Corpul de iluminat Airabesc combină diodele LED şi OLED Pictures of the Future Toamna

6 Pictures of the Future Traficul feroviar Siemens dezvoltă o nouă generaţie de tehnologii de control pentru căile ferate. O masă multitouch poate ajuta la optimizarea sistemelor de transport. (stânga: Gara Centrală din Hamburg) Conectaţi la transportul public O tehnologie de management feroviar futuristă, ce poate contribui la optimizarea circulaţiei trenurilor. Specialiştii examinează felul în care tehnologia poate fi folosită pentru a combina informaţiile de la toate sistemele de transport public. Luni de dimineaţă, oră de vârf. Centrul oraşului Berlin este încărcat de trafic, iar centrul metropolitan de control al traficului funcţionează la capacitatea maximă. Reprezentanţii autorităţii pentru transport public, şefii de staţii şi planificatorii nu-şi permit niciun moment de respiro în încercarea de a menţine traficul fluent. Atenţia lor este concentrată asupra unui ecran asemănător unei mese, amplasat în mijlocul centrului de control, locul unde pot monitoriza informaţiile de care dispun, pe un display cu touch-screen. Datele de care dispun recompun la secundă situaţia de pe străzi, bulevarde şi liniile feroviare. Angajaţii controlează intervalele dintre garnituri, optimizează timpii de parcurs sau pe cei de staţionare în staţii prin simple atingeri cu degetul sau gesturi. Ei suplimentează anumite garnituri sau pregătesc schimbarea traseului altora. Displayul recunoaşte până la 32 de comenzi, prin atingere cu degetul în mod simultan. Operatorii pot folosi aceste comenzi pentru a folosi funcţia de zoom pe anumite secţiuni ale reţelei feroviare, pentru a bloca anumite porţiuni sau pentru a corela datele obţinute, totul în timp real, cât ai clipi din ochi. Aceasta este viziunea noastră asupra unei noi generaţii de tehnologii pentru controlul traficului, tehnologii adaptate nevoii de mobilitate a viitorului, susţine Kim- Markus Rosenthal, designer al interfeţei de utilizare la Siemens Rail Automation. Această tehnologie este încă în stadiul incipient. În 2010 specialiştii de la Siemens Rail Automation, din Braunschweig, Germania, au prezentat un prototip al unei staţii de control uşor de utilizat, în cadrul târgului InnoTrans Trade Show pentru tehnologie de transport, din Berlin. Siemens dezvoltă în prezent această nouă generaţie de tehnologii de control pentru transportul feroviar, iar o parte importantă a acestor noi tehnologii este o masă interactivă ce oferă posibilitatea de a supraveghea în timp real întreaga reţea de transport. Acest dispozitiv combină o serie de funcţii precum posibilitatea de a programa lucrări de întreţinere sau reparaţii. Prin acest prototip al tehnologiilor viitoare dorim să arătăm felul în care poate fi optimizată cooperarea dintre procesele din ce în ce mai complexe ce se desfăşoară în centrele de control, susţine Gerd Tasler, manager de produs pentru sistemele de control al operaţiunilor. În prezent, fiecare grup individual operatorii de tren, planificatorii de trasee şi intersecţii şi personalul de întreţinere folosesc tehnologii de control în mod individual, conform cu fişa postului. Însă pentru a putea garanta mobilitatea în anii ce vor urma, va fi extrem de important să se reuşească coordonarea diferitelor procese dintre liniile de autobuz, liniile de metrou şi cele de tramvai, contribuind astfel la reducerea timpului de transfer şi la eliminarea rapidă şi sigură a oricăror eventuale disfuncţionalităţi (p. 22). În prezent, o comparaţie rapidă între timpul de plecare şi timpul de aşteptare este aproape imposibilă. Indiferent dacă este vorba de autobuze sau de trenuri, fiecare reţea dispune de un sistem de control separat şi propriile centre de management al traficului. Iar angajaţii de la aceste centre nu au decât capacitatea de a superviza activitatea ce se desfăşoară în propriile lor domenii. Obiectivul nostru este de a face ca informaţiile despre situaţia traficului într-o regiune să fie disponibile tuturor participanţilor, în acelaşi timp, mai adaugă Rosenthal. Planificatorii doresc de asemenea să reducă influenţele de ordin ierarhic asupra informaţiilor. Deşi structurile organizaţionale impun responsabilităţi clare, ele pot afecta capacitatea de a răspunde rapid la evenimente neprevăzute. Dacă o defecţiune întrerupe transportul pe o anumită rută, deseori se produc lungi întârzieri. Noul sistem va reduce aceste întârzieri pentru că le va oferi tuturor celor implicaţi în controlul sistemelor de transport o imagine clară şi completă asupra situaţiei produse şi asupra deciziilor luate de colegii de la celelalte departamente, explică Rosenthal. Totul într-un singur loc (One Place). Elementul central al noului sistem este un program de calculator care combină informaţiile de la staţiile de lucru individuale în cadrul unui centru de control comun, cu o interfaţă uniformă. Acest element este bazat pe o tehnologie de control care îmbină funcţii importante de administrare. Ca şi până acum, lucrătorii îşi îndeplinesc în primul rând atribuţiile ce le revin prin fişa postului, însă factorii de decizie pot accesa întregul sistem de transport prin intermediul unui uriaş ecran multitouch. Astfel, deciziile importante pot fi luate rapid şi prin colaborare. Această tehnologie face posibilă şi integrarea altor funcţii automate, ce pot prelua o parte din munca de rutină a angajaţilor, mai susţine şi Tasler. Spre exemplu, aceste funcţii pot optimiza perioadele de călătorie, timpul de aşteptare în staţii şi intervalele dintre garnituri şi pot compensa rapid şi eficient eventualele devieri neprevăzute de la program. În astfel de cazuri un calculator determină ordinea garniturilor pe o linie. A fost nevoie de o echipă interdisciplinară pentru a rezolva o problemă atât de complexă, mai susţine Rosenthal. Noi ne-am folosit cunoştinţele din domeniul tehnologiei pentru căi ferate, iar Centrul Aerospaţial german a contribuit cu expertiza sa în domeniul ergonomiei software. Institutul pentru Design de Transport ne-a sfătuit cu privire la partea de hardware, iar Studioul B12 ne-a oferit o serie de idei creative pentru conceperea elementelor interactive şi realizarea interfeţei grafice. În prezent lucrăm la optimizarea acestui sistem. Folosind această masă multitouch, spre exemplu, procesele sunt analizate în detaliu prin discuţii cu clienţii. Sperăm să aplicăm rezultatele pentru a dezvolta şi alte aplicaţii destinate tehnologiilor de control, mai adaugă Rosenthal. Este nevoie de dezvoltarea interfeţelor cu sisteme de control provenite de la celelalte mijloace de transport. Apoi sistemul va fi testat practic, alături de clienţii ce vor fi selectaţi pentru acest proces. Hans Schürmann 6 Pictures of the Future Toamna 2011

7 Planorul cu motor DA36E-Star are o propulsie electrică hibridă. Un motor electric acţionează elicea, în timp ce bateriile avionului sunt încărcate de un mic motor cu combustie Pictures of the Future Aviaţie Electricitatea în aer Siemens, EADS şi Diamond Aircraft au creat primul avion din lume echipat cu un motor electric hibrid în serie. Rezultatul obţinut conferă mai puţin zgomot, un mai mic consum de combustibil şi emisii de CO2 reduse La o primă vedere, acest avion unic nu reuşeşte să facă cine ştie ce impresie. De la exterior, planorul cu motor DA36 E-Star arată la fel ca şi aparatele de zbor convenţionale, de acelaşi tip, planoarele cu motor HK36 Super Dimona. Însă un cunoscător ar fi remarcat imediat o diferenţă importantă încă de la primul zbor de încercare al acestui planor cu două locuri, zbor ce a avut loc la 8 iunie 2011 în estul Austriei, de pe aeroportul Wiener Neustadt. Zborul s-a desfăşurat în linişte şi fără a se simţi în aer obişnuitul miros al combustibililor pentru avioane. Şi aceasta pentru că planorul cu motor DA36E-Star este primul avion cu motor hibrid electric din lume şi nu foloseşte combustia internă absolut deloc în cursul manevrelor de decolare şi aterizare. Un motor electric Siemens cu o capacitate de 70 de kilowaţi (kw) activează elicea, preluându-şi energia de la baterii montate pe aripi. Odată ce acest planor cu motor atinge altitudinea de croazieră, pilotul comută pe un mic motor cu combustie internă cu puterea de 30 kw. Singurul scop al acestui motor rotativ este de a oferi energie motorului electric prin intermediul unui generator care reîncarcă simultan bateriile amplasate pe aripi. Poate părea un sistem foarte complicat, dar are nişte beneficii semnificative. Prin comparaţie cu cele mai eficiente tehnologii aflate în prezent în folosire, avioanele cu motoare electrice au un consum de combustibil şi emisii de noxe mai reduse cu 25% explică Dr. Frank Anton, iniţiatorul programului de dezvoltare a avioanelor electrice din cadrul Siemens Corporate Technology. În plus, nu există zgomot şi emisii poluante în timpul manevrelor de decolare şi aterizare. Cum economisim energie folosind motoare electrice? În cazul aparatelor de zbor convenţionale, motoarele şi turbinele sunt concepute pentru a oferi maximum de putere, putere de care este însă nevoie doar în timpul decolării şi pentru ascensiunea spre plafonul de zbor, mai explică Anton. Odată ce altitudinea de croazieră a fost atinsă mai este nevoie de aproximativ 60% din această putere, adaugă el. Motoarele convenţionale sunt astfel nu doar prea mari şi prea grele, dar de obicei funcţionează doar cu încărcături parţiale, ceea ce este foarte ineficient aşa că risipesc o mare parte din energia ce poate fi obţinută din combustibil. Decolarea electrică. Nimic nu se compară cu ceea ce se întâmplă cu planorul cu motor hibrid creat de Siemens alături de EADS şi de producătorul austriac Diamond Aircraft. Motorul electric al aparatului de zbor DA36E-Star operează cu o eficienţă apropiată de 100% la o plajă foarte variată de încărcături. După decolare şi ascensiunea spre plafonul de zbor cu ajutorul bateriilor, motorul rotativ preia funcţia de a asigura puterea de propulsie şi poate funcţiona continuu cu o eficienţă maximă de operare dacă în anumite intervale de zbor generează mai multă putere decât ar fi nevoie, surplusul poate fi stocat cu uşurinţă în baterii. Energia rezultată din arderea combustibilului este astfel folosită cu maximum de eficienţă. Cu acest concept hibrid am reuşit să separăm generarea de energie şi propulsia, astfel încât le putem optimiza pe amândouă în mod independent una faţă de cealaltă, susţine Anton. În trecut, elementele componente pentru un avion electric erau prea grele pentru a permite dezvoltarea acestei tehnologii. Însă, în condiţiile dezvoltării automobilelor electrice, fabricanţii de motoare, de baterii şi părţi electronice au făcut progrese uriaşe, progrese de care profită în prezent şi industria aviatică. Anul 2011 este anul zborului electric, subliniază Anton. În afară de planorul cu motor Diamond, aparatul de zbor e-genius a avut zborul de încercare în mai E-genius este un aparat de zbor cu propulsie complet electrică, realizat de Universitatea din Stuttgart, alături de EADS şi Airbus. Avionul cu două locuri are un motor electric cu o putere de 60 kw şi baterii cu o capacitate de stocare de 56 kw-h. Astfel echipat, avionul e-genius a reuşit în luna iunie un zbor pe o distanţă de 341 de kilometri, cu un consum de energie echivalent cu doar 4 litri de benzină. Şi, în afară de planorul cu motor DA36 E-Star, Le Bourget a prezentat şi prototipul Cri Cri, un avion miniatural alimentat de 4 motoare electrice ce a fost creat de EADS, Aero Composites Saintonage şi de Green Cri-Cri Association. Aparatul de zbor Cri Cri are nevoie doar de energie electrică pentru a zbura cu o viteză de 110 km/h timp de 30 de minute. Pentru producătorii de avioane, aparatele de zbor electrice reprezintă o alternativă intere- Pictures of the Future Toamna

8 santă pentru că ajută la reducerea impactului negativ al zborurilor asupra mediului 2.2% din volumul total al emisiilor de CO2 provocate de oameni provine de la motoarele avioanelor. Cu prototipurile noastre am reuşit să obţinem un bilet de intrare pentru zborurile electrice, susţine Peter Jänker, coordonatorul echipei EADS ce este implicată în domeniu. Însă elementele componente trebuie să devină chiar şi mai uşoare, adaugă el. Un bun exemplu în acest sens sunt bateriile. Cele mai bune baterii lithium-ion din prezent au capacitatea de 200 waţi/oră (Wh) de energie electrică pe kilogram, în timp ce combustibilul folosit în aviaţie are capacitatea de Wh, energie din care este utilizată doar aproximativ 50% din cauza slabei eficienţe a turbinelor. Noile baterii lithium-sulfur ar putea ajunge la capacitatea de Wh peste câţiva ani, dar în prezent capacitatea lor este de 350 Wh/kg. Un design nou şi cu greutate redusă. Şi motoarele trebuie să fie făcute mai uşoare, având în vedere că sistemele de propulsie electrice din prezent au un output de cel mult 1,5 kilowaţi (kw) pe kilogram. Obiectivul nostru este să atingem 10 kw/kg susţine Anton, posesorul unei licenţe de pilot de avion şi un temerar practicant de acrobaţii aeriene. Deja am ajuns cu un important pas mai aproape de a atinge această ţintă după ce experţii de la Siemens Drive Technologies au creat un motor cu un output de 6.4 kw/kg, de patru ori mai puternic decât motoarele electrice din prezent. O greutate mai redusă se obţine prin aplicarea unui vast spectru de măsuri. Componentele mecanice nu trebuie făcute din metal, ci din fibră de carbon. Mai mult decât atât, ţinând cont de numărul mare de poli din motorul electric, câmpul magnetic generat trebuie să se extindă pe distanţe reduse. Astfel, inginerii au nevoie de mai puţin material magnetic, care este relativ greu, dar nu contribuie cu nimic la propulsie. Cu acest design patentat, Siemens deschide un nou capitol în dezvoltarea motoarelor electrice, susţine şi Swen Gediga de la Siemens Drive Technologies. Pe termen lung, aceste inovaţii pot marca începutul unui nou capitol în aviaţie, pentru că zborurile electrice fac posibilă separarea spaţială a producerii de energie de propulsie. Spre exemplu, greutatea totală a motorului cu combustie, a generatorului şi a bateriilor reprezintă aproximativ 80% din greutatea sistemului de propulsie al acestui avion şi toate aceste elemente pot fi instalate în fuselaj. Motoarele electrice cu greutate mică, ce reprezintă restul de 20% din greutatea sistemului de propulsie, vor fi instalate pe aripile aparatului de zbor. Aşa că nu vor mai fi niciun fel de turbine grele care să atârne de aripi. În schimb, pe aripi putem monta o serie de motoare electrice rotative cu elice, iar o parte dintre ele va fi folosită doar pentru decolare. Acest sistem ar aduce o importantă reducere a consumului de energie în timpul zborului, a mai explicat Anton. Christian Buck Pictures of the Future Indexul Verde al Oraşelor din America de Nord Iar câştigătorii sunt Conform U.S. and Canada Green City Index, în America de Nord se află o serie de oraşe foarte prietenoase cu mediul. În ceea ce priveşte infrastructura sistemului de alimentare cu apă, calitatea aerului şi reciclarea, aceste oraşe întrec chiar şi multe oraşe europene. Însă este loc şi de alte îmbunătăţiri în ceea ce priveşte folosirea resurselor, emisiile de CO2 şi transportul public. Principalele proiecte Obiective verzi: În 2005 primarul oraşului Seattle a lansat acordul U.S. Conference of Mayors Climate Protection Agreement, document conform căruia fiecare oraş urma să-şi reducă emisiile de CO 2 pentru a fi conforme cu prevederile Protocolului de la Kyoto. Mai mult de de primari au semnat până în prezent acest acord. Paradisuri verzi: Pentru a îmbunătăţi calitatea aerului şi calitatea vieţii la New York, 1 milion de copaci vor fi plantaţi în următorii 10 ani de către municipalitate, organizaţii private şi grupuri de cetăţeni. Electricitate verde: În 2010 cel mai mare parc solar din SUA a fost construit la Chicago. Cele peste de panouri solare ale acestui parc asigură câte 10 megawaţi de electricitate pentru de locuinţe. Transporturi verzi: În cadrul unuia dintre cele mai mari proiecte de dezvoltare a sistemului de transport din istoria SUA, oraşul Denver a investit peste 1 miliard de euro în extinderea reţelei sale de transport public. Siemens a oferit 55 de garnituri uşoare în cadrul acestui proiect. Până în 2017, în cadrul acestui proiect vor fi investiţi încă 4,6 miliarde de euro pentru a tripla lungimea reţelei feroviare uşoare şi pentru îmbunătăţirea sistemului Bus Rapid Transit al oraşului. În fiecare vară Aspen Ideas Festival (Festivalul Ideilor de la Aspen) atrage numeroşi vizitatori într-un oraş ce este mai bine cunoscut drept staţiune turistică de iarnă. Scopul acestui festival? Construcţia unui viitor mai bun. La sfârşitul lunii iunie 2011 am prezentat aici Indexul Verde al Oraşelor din SUA şi Canada. Studiul a fost solicitat de Siemens şi realizat de Economist Intelligence Unit (EIU). Studiul constă în compararea a 27 de oraşe din SUA şi Canada conform unei grile împărţite pe 9 categorii: emisiile de CO 2, energie, folosirea terenului, clădiri, transport, apă, deşeuri, calitatea aerului şi respectarea mediului. Studii similare au mai fost deja realizate în Europa, Asia şi America Latină (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2010, p. 17 şi Primăvară 2011, p. 9). Oraşele americane sunt deseori prezentate drept nişte uriaşe găuri negre pentru resurse, afectate de extinderea urbană şi de lipsa preocupărilor pentru protecţia mediului. Însă acest stereotip nu se mai aplică şi în prezent. Primarii din prezent au înţeles că este nevoie să acţioneze şi lucrează deja pentru a crea premisele unui viitor sustenabil, susţine Alison Taylor, Chief Sustainability Officer la Siemens pentru America de Nord şi de Sud. Desigur, o parte dintre aceste oraşe se află abia la început, în timp ce altele au progresat deja foarte mult, a mai adăugat ea. Conform acestui Index, San Francisco este cel mai verde oraş, urmat de Vancouver, New York, Seattle şi Denver. În mod surprinzător, toate aceste oraşe diferă substanţial între ele în ceea ce priveşte dimensiunile, numărul de locuitori, densitatea populaţiei, venitul anual şi totuşi toate s-au descurcat foarte bine. Spre e- xemplu, New York are 12 milioane de locuitori, 8 Pictures of the Future Toamna 2011

9 San Francisco este cel mai verde oraş din America de Nord, urmat de Vancouver şi New York. Multe alte oraşe nu dispun de un sistem extensiv de tranzit public. 23% în Europa şi respectiv 35% în America Latină. De asemenea, în ceea ce priveşte rata de reciclare de 26% a oraşelor nord-americane, aceasta este cu aproximativ o treime mai mare decât cea a oraşelor europene, conform European Green City Index. Însă, în pofida acestor poveşti de succes, mai sunt necesare încă multe lucruri în special în ceea ce priveşte consumul de resurse, emisiile de CO 2 şi sistemele de transport. Spre exemplu, un american consumă în medie 590 de litri de apă pe zi, de peste două ori mai mult decât persoanele din Europa, Asia sau America Latină. Oraşele canadiene incluse în acest Index produc în medie, anual, 8 tone de CO 2 pe cap de locuitor. Oraşele americane din Index generează în medie aproximativ de două ori mai mult, reuşind însă să se plaseze sub media naţională a SUA, care, conform Băncii Mondiale, este de 20 de tone de CO 2 pe an, pe cap de locuitor, dar cu mult peste media europeană şi asiatică de aproximativ 5 tone de CO 2 anual pe cap de locuitor. Vestea cea bună este că 21 dintre cele 27 de oraşe incluse în Index şi-au fixat propriile obiective privind reducerea emisiilor de CO 2 în viitorul apropiat. Navetiştii şi densitatea urbană. O mare parte a problemelor sistemului de transport îşi au originea în extinderea urbană. Pentru a evita aceste probleme, oraşul ideal ar trebui să fie o combinaţie între o densitate mare a populaţiei, o abundenţă a spaţiilor verzi şi distanţe scurte între locul de muncă şi locurile de recreere. Aceasta este o descriere în care ar putea fi inclus New York-ul, metropolă în care trăiesc aproximativ de locuitori pe kilometrul pătrat (km 2 ). De asemenea, la New York, spaţiile verzi reprezintă aproximativ o cincime din aria metropolitană. Totuşi, majoritatea oraşelor din Index sunt prin comparaţie slab populate, cu doar de locuitori pe km 2. În Europa densitatea este de locuitori pe km 2, iar în Asia de de locuitori pe km 2. În SUA mulţi oameni trăiesc în suburbii şi îşi folosesc des maşinile personale. Doar unul din zece americani şi unul din patru canadieni se duc la muncă folosind sistemul de transport public, bicicleta sau mergând pe jos. În Europa 60% dintre locuitorii oraşelor nu folosesc maşina personală pentru a merge la muncă. Canada dispune deja de un bun sistem de de transport public, astfel încât pe fiecare kilometru pătrat se află amplasate aproximativ 1,5 kilometri de linii de autobuz, de metrou ş.a.m.d. Această densitate a facilităţilor de transport public pe kilometru pătrat este de aproape 3 ori mai mare decât cea întâlnită în oraşele americane. Alte semnale pozitive vin de la rezultatele excelente în domeniul administraţiei verzi, foarte apropiată în America de Nord de nivelul atins în Europa. Aproape toate oraşele din Index au numit un ofiţer pe probleme de sustenabilitate şi au dezvoltat politici de mediu vaste. ONGurile sunt de asemenea puternic implicate în aceste eforturi. Un exemplu important este U.S. Green Building Council, o organizaţie nonprofit cu sediul la Washington ce a dezvoltat standardul LEED pentru clădiri, standard ce este folosit în prezent peste tot în lume. Karen Stelzner în timp ce Boston sau Seattle au puţin peste Iar în timp ce la Vancouver se înregistrează un produs intern brut de aproape de dolari pe cap de locuitor, celelalte oraşe ajung până la aproape de dolari. Totuşi, toate aceste oraşe au un lucru important în comun un ambiţios plan de mediu. Spre exemplu, municipalitatea din San Francisco a ales să colaboreze îndeaproape cu sectorul privat şi a implementat o serie de legi stricte privind reciclarea. Câştigurile sunt enorme. Iar ce este interesant este că până şi oraşele plasate mai jos în acest Index au înregistrat câştiguri enorme: Atlanta este plasat pe locul 21 în clasamentul general, dar are cel mai ridicat număr de clădiri certificate LEED (Leadership in Energy & Environmental Design). Miami (locul 22 la general) se află pe locul 2 în ceea ce priveşte emisiile reduse de dioxid de carbon, datorită energiei verzi generate de centralele sale. Detroit, oraşul aflat pe ultimul loc în clasamentul cuprins de acest Index, dispune de unul dintre cele mai verzi sisteme de transport public, mai bun decât sistemele de transport din New York sau din Seattle. Pe ansamblu, oraşele nord-americane s-au plasat bine în acest clasament, comparativ cu oraşele din alte părţi ale lumii, în special mulţumită măsurilor privind îmbunătăţirea calităţii aerului, a sistemelor de eliminare a deşeurilor, reciclare, şi infrastructură a alimentării cu apă, susţine Tony Nash, şeful EIU. Spre exemplu, pierderile de apă din reţea din cauza scurgerilor sunt de doar 13%, un procent substanţial mai mic decât cel de 22% înregistrat în Asia, Oraşele germane sunt printre cele mai verzi oraşe ale Europei Aproximativ 74% dintre germani trăiesc în zone metropolitane. În Indexul Oraşelor Verzi din Germania (German Green City Index) au fost analizate 12 oraşe, iar rezultatele indică faptul că deceniile de creştere a gradului de conştientizare publică cu privire la problemele de mediu, dar şi factorii de decizie politică care sprijină dezvoltarea sustenabilă a oraşelor, au un impact benefic, pe termen lung. Zece dintre cele 12 oraşe studiate au obţinut per total rezultate mai bune decât alte oraşe europene, conform Indexului Verde al Oraşelor din Europa pe anul Ambiţioasele reglementări privind reducerea consumului de energie al clădirilor şi politicile proactive din domeniul transporturilor s-au dovedit extrem de eficiente. Şi, chiar dacă sistemele de transport public din Germania sunt excepţional de bine echipate, aproximativ jumătate dintre toţi cei care fac naveta pentru a merge la muncă folosesc maşina personală. München şi Berlin (foto) sunt exemple pozitive pentru că aproximativ 40% dintre locuitorii acestor oraşe folosesc sistemele de transport public pentru a merge la serviciu, în timp ce alţi 17% folosesc biciclete sau merg pe jos. Economisirea apei reprezintă încă un domeniu de excelenţă pentru Germania. Comparativ cu media consumatorului european, consumatorul german foloseşte de două ori mai puţină apă. Mai mult decât atât, politicile privind reducerea volumului de deşeuri şi încurajarea reciclării sunt foarte răspândite în Germania. La Leipzig, spre exemplu, rata de reciclare a atins 81% - fiind cea mai ridicată din Europa. De cealaltă parte, oraşele germane produc un volum neobişnuit de mare de emisii de CO 2 din cauza gradului ridicat de industrializare şi al dependenţei de energia electrică obţinută în termocentrale, prin arderea cărbunelui. În medie un german produce 9,8 tone de CO 2 pe an, de aproape două ori mai mult decât media europeană (5,2 tone). Totuşi, în prezent multe oraşe germane şi-au fixat o serie de obiective ambiţioase privind reducerea acestor emisii. München, spre exemplu, şi-a propus să reducă la jumătate emisiile de CO 2 pe cap de locuitor până în Nicole Elflein Pictures of the Future Toamna

10 Din sumar: 15 Drumul spre secolul XXI Peisajele urbane sunt în schimbare, la fel ca şi modurile în care oamenii trăiesc şi muncesc. Siemens deschide drumul în această direcţie. Compania plănuieşte să-şi transforme cartierul general în cea mai eficientă clădire din punct de vedere energetic din lume. Paginile 15, 18, 20, Noi concepte de transport Pentru a fluidiza traficul într-o serie de oraşe precum Tel Aviv, sistemele de transport public şi soluţiile eficiente pentru traficul rutier sunt esenţiale. În viitor ne vom deplasa mai repede, mai eficient şi mai ecologic. Viziunea: Cu ajutorul sistemelor inteligente, diferitele moduri de transport vor fi interconectate. Paginile 20, 22 şi Soluţii inteligente pentru persoanele în vârstă Sisteme de asistenţă concepute special pentru a răspunde nevoilor persoanelor în vârstă îi pot ajuta pe bătrâni să trăiască în mod independent pentru perioade de timp mai lungi. Un raport despre un proiect pilot desfăşurat la Berlin. 30 În culise Ce reprezintă calitatea vieţii pentru oamenii din ţările în curs de dezvoltare şi pentru pieţele emergente? Indiferent de continent, fie Asia, Africa sau America Latină, totul depinde de aceste puncte de vedere. Paginile 30, 33, 34, 36, 38, 40 şi O oază pentru asistenţa medicală de primă clasă Asistenţa medicală de primă clasă reprezintă o parte esenţială a vieţii fiecărui individ. La Tawam Molecular Imaging Centre, din Emiratele Arabe Unite, pacienţii pot experimenta deja viitorul serviciilor medicale în regiunea Golfului petrece o zi în armonioasa oază verde în care Într-o metropolă chineză cu populaţia de 25 de milioane de locuitori, tânărul Li părăseşte partea ultramodernă a oraşului pentru a-şi trăieşte bunicul său, Jun Yang, la 40 de kilometri distanţă. Pe drumul spre această enclavă liniştită, Li foloseşte mai multe mijloace de transport ce sunt interconectate unul cu celălalt. Pe tableta sa PC flexibilă el găseşte cu uşurinţă drumul către acest paradis al calmului şi serenităţii. Calitatea vieţii urbane Scenariu 2040 Lumi diferite Un megacity chinezesc în anul Li îşi vizitează bunicul, pe Jun, care trăieşte într-o oază de pace la marginea acestei metropole ultramoderne cu o populaţie de 25 de milioane de locuitori. Două lumi coexistă în paralel, în acelaşi oraş viteza se întâlneşte cu liniştea şi modul de viaţă concentrat spre viitor se întâlneşte cu cel ancorat în prezent. 10 Pictures of the Future Toamna 2011

11 Li se relaxează într-o pădure tropicală şi bea o ceaşcă de ceai. Trilurile a nenumărate păsări exotice intră în rezonanţă prin vegetaţia deasă ce-l înconjoară şi interferează discret cu o simfonie de Mozart ce se aude în fundal. Un fluture uriaş se aşează pe tableta subţire ca o foaie de hârtie pe care Li o ţine în poală ca pe un ziar. Tânărul om de afaceri izgoneşte fluturele cu un gest absent şi apoi revine concentrat asupra listei sale de contacte online. Puţin timp mai târziu este deranjat din nou când un chelner în uniformă apare, oferindu-i produse de patiserie. Li refuză oferta şi îşi atinge uşor ta- bleta cu vârful degetului. Dispozitivul se conectează automat la smartphone-ul chelnerului şi plăteşte nota consumaţiei în doar câteva secunde, lăsând şi un comision generos. Mulţumesc foarte mult domnule răspunde chelnerul, un expat din Europa, înclinându-se adânc. Li suspină. I-ar fi plăcut să-şi continue munca aici, la cafeneaua din grădina tropicală de la etajul 50 al Turnului Tigru (Tiger Tower), dar trebuie să se întâlnească cu bunicul său de modă veche care trăieşte într-un cartier izolat, localizat la 40 de kilometri de centrul metropolei de 25 de milioane de locuitori. Li se ridică, îşi rulează cu rutină tableta şi urmează calea atent semnalizată printre plante către ieşire. O uşă discretă, între două tufe de hibiscus, îl conduce spre un lift din sticlă amplasat pe exteriorul Turnului Tigru (Tiger Tower) ce-i oferă o panoramă a lumii de afară. Zgârie norii se înalţă către cer până la linia orizontului. O parte dintre ei sunt acoperiţi cu vegetaţie ce seamănă cu un covor viu, în timp ce alţii au grădini pe acoperiş. Între clădiri, nenumărate maşini se deplasează pe o uriaşă reţea rutieră, în timp ce deasupra lor trenurile suspendate se grăbesc spre destinaţii pe un eşafodaj delicat. Li lasă în Pictures of the Future Toamna

12 urma sa iluzia perfectă a unei grădini exotice şi păşeşte în lift. Îşi desfăşoară tableta, aruncă o privire spre furnicarul de dedesubt şi simte din nou că pulsul i se accelerează. Scoate un oftat de uşurare revine încet la viteza sa de acţiune normală. În timp ce Li priveşte în jos prin peretele de sticlă al liftului, lăsând ca tableta sa să calculeze care este cea mai rapidă rută spre destinaţie, bunicul Jun este aşezat confortabil în faţa micuţei sale case din lemn. În arşiţa prânzului vântul nu adie deloc la fel cum pare că şi timpul a stat pe loc în micuţa enclavă în care locuieşte. Aici, printre tradiţionalele case cu un etaj, mici grădini şi alei înguste, o oază de pace şi armonie s-a aşternut de la sine. În ultimii 100 de ani cartierul nu s-a schimbat mai deloc, în timp ce metropola din jur a crescut constant, într-un ritm rapid. De-a lungul anilor, planificatorii oraşului şi-au concentrat atenţia asupra expansiunii părţilor moderne ale metropolei şi probabil că nu au rămas suficienţi care să se implice la dezvoltarea acestui micuţ cartier. În ceea ce-l priveşte, Jun crede că autorităţile municipale au uitat pur şi simplu de colecţia de bătrâne colibe dar tot răul spre bine, este el convins. Până la urmă el nu doreşte să aibă prea mult Două lumi distincte într-un megacity cu 25 de milioane de locuitori: una caracterizată de viteză, cealaltă de linişte de-a face cu lumea de afară. În interiorul casei sale ceainicul începe să fluiere. Jun clipeşte mulţumit în soare, îşi aprinde o ţigară şi trage un fum înainte de a dispărea înăuntru. Are timp atât de mult timp. În timp ce Jun fumează şi apa din ceainicul său dă în clocot, răbdarea lui Li este pusă la încercare. A rămas blocat în trafic pentru jumătate de oră, chiar dacă aplicaţia sa pentru călătorie i-a indicat cel mai scurt drum spre casa bunicului său. Programul l-a direcţionat iniţial spre cea mai apropiată staţie a trenului pe pernă magnetică. Li a stat pe un loc confortabil şi s-a folosit de timpul petrecut în tren pentru a susţine o mică conferinţă video cu ajutorul tabletei sale de încredere. La fel ca majoritatea celor de vârsta sa, Li ştie cum arată în mod tradiţional un birou doar din cărţile de istorie. În lumea sa graniţele dintre muncă şi timp liber sunt fluide; pentru tinerii din metropolă, flexibilitatea şi conectarea la reţea reprezintă de mult timp un aspect esenţial al vieţii de zi cu zi. Urmând instrucţiunile ce i-au fost oferite de tabletă, Li a coborât din tren şi s-a urcat pe o bicicletă electrică ce i-a fost închiriată direct de către o aplicaţie de pe tabletă. S-a bucurat de o cursă relaxantă prin parcul oraşului, departe de traficul şoselelor de centură. La ieşirea din parc îl aşteaptă o maşină electrică închiriată de asemenea pentru el, pentru a conduce pe ultimii kilometri care-l despart de casa bunicului. Conform aplicaţiei sale de călătorie, acesta ar fi trebuit să fie cel mai rapid mijloc de transport pentru a ajunge la destinaţie, şi asta pentru că municipalitatea a uitat, evident, să construiască o staţie de metrou care să deservească vechiul cartier. În timp ce planifica ruta de acces, programul de calculator nu a prevăzut accidentul provocat de un câine comunitar chiar pe drumul ales spre destinaţie. Plictisit, Li comută pe pilot automat şi lasă computerul de bord să se ocupe independent de desele opriri şi porniri din trafic. Ar dori să profite de întârziere pentru a mai munci puţin. Carpe diem (trăieşte clipa) murmură el în timp ce-şi desfăşoară din nou tableta. Între timp, la câţiva kilometri distanţă, Jun a reuşit în sfârşit să-şi prepare un ceainic cu ceai proaspăt. Îşi toarnă o ceaşcă pentru el şi se aşează pe o bancă în faţa casei. Jun de abia aşteaptă să-şi vadă nepotul pentru care îşi face griji pentru că munceşte prea mult şi este prea stresat, ceea ce ar putea să-i afecteze sănătatea. În mod ironic, Li este cel care l-a convins să folosească un asistent medical digital, pe care-l poartă acum constant la încheietura mâinii, ca pe un ceas. Acest dispozitiv îi monitorizează în timp real pulsul, tensiunea şi alţi parametri medicali şi îl alertează automat pe medicul lui Jun la primul semn de risc pentru sănătatea bătrânului. Jun s-a ridicat în picioare şi îşi duce o mâna la ochi pentru a se proteja de soare. O maşină electrică scoate un zbârnâit uşor pe măsură ce se apropie, pe stradă. Pe scaunul din faţă se află nepotul său, preocupat să scrie pe tableta sa, în timp ce pilotul automat parchează maşina. Li se uită nervos în jurul său. Are senzaţia că cineva a apăsat pe o pedală invizibilă de frână. Doar cu puţin timp în urmă era în furnicarul marelui oraş, iar acum se află într-o lume bizar de liniştită. Pentru el, această lume decelerată şi tăcută pare extrem de opresivă. Îşi adună gândurile şi îşi salută bunicul care îl conduce spre bancă şi îi oferă o ceaşcă de ceai. Arăţi cam palid, remarcă Jun după o vreme. Poate ar trebui să te muţi cu mine şi să laşi în urmă goana asta nebună din oraş. Li soarbe ceaiul fierbinte şi se simte cuprins de transpiraţie. Îşi aprinde o ţigară de la Jun şi trage din ea în grabă. Cu tot stresul pe care trebuie să-l suporţi, fumatul este de două ori mai nesănătos, îi atrage atenţia bătrânul Jun. Zâmbind misterios el adaugă: Am un cadou pentru tine şi îi trece peste încheietură brăţara asistentului său medical. Cred că tu trebuie să porţi asta. Sunt convins că ai mai multă nevoie de ea decât am eu. Florian Martini La sfârşitul lui octombrie 2011 ONU a salutat naşterea locuitorului planetei cu numărul 7 miliarde. Această persoană s-a născut, conform previziunilor, într-o ţară în curs de dezvoltare, cu o piaţă emergentă şi în mediul urban. Nimic neobişnuit, pentru că în aceste ţări este concentrată în prezent majoritatea populaţiei planetei, iar mai mult de jumătate dintre oameni trăiesc de asemenea în mediul urban. Dr. Babatunde Osotimehin este directorul Fondului ONU pentru Populaţie (United Nations Population Fund - UNFPA). Programul conceput de ea, 7 miliarde de acţiuni, este menit să atragă atenţia asupra problemelor asociate creşterii continue a populaţiei globului. Una dintre cele mai importante provocări ale acestei creşteri a populaţiei este legată de extinderea urbanizării. Lumea va fi curând casa a 7 miliarde de oameni, dintre care 1.8 miliarde au vârsta cuprinsă între 10 şi 24 de ani. Mulţi dintre aceşti tineri vor încerca să-şi aleagă drumul profesional în marile oraşe, care încă nu sunt pregătite să răspundă tuturor nevoilor lor, susţinea Dr. Osotimehin. Iată de ce trebuie să promovăm abordări inteligente în ceea ce priveşte planningul urban, abordări care să asigure oraşelor posibilitatea de a oferi un mediu de siguranţă, precum şi acces la servicii medicale, educaţie şi locuri de muncă, a mai adăugat ea. 12 Pictures of the Future Toamna 2011

13 Fie că este vorba de Shanghai, de Houston sau de Frankfurt, oraşele nu sunt doar centre economice, ci şi în primul rând locuri în care din ce în ce mai mulţi oameni aleg să trăiască. Calitatea vieţii urbane Tendinţe Construind o viaţă mai bună Oraşele sunt precum nişte magneţi. Ele îi atrag pe oamenii aflaţi în căutarea unei mai bune educaţii,unor slujbe şi oportunităţi mai bune. Urbanizarea continuă ascunde însă şi pericole, iar o mai bună calitate a vieţii pentru majoritatea rezidenţilor poate fi atinsă doar dacă oraşele investesc în mod suficient şi inteligent în infrastructură. Chiar dacă la fel ca Osotimehin locuitorul planetei cu numărul 7 miliarde s-ar fi născut într-un mic sat, era foarte probabil ca el să fi migrat spre mediul urban într-o zi. Şi asta pentru că zonele urbane sunt mult mai atractive atunci când se pune problema educaţiei şi a oportunităţilor de locuri de muncă, dar şi pentru distracţie şi servicii medicale. Locuitorii din mediul urban au în medie o educaţie mai bună şi de asemenea câştigă mai mulţi bani decât oamenii care trăiesc în mediul rural. Dar sunt ei mai fericiţi? Cât de atractivă este calitatea vieţii lor? Şi chiar se bucură ei de viaţa în oraşe? Fiecare are propriul său fel subiectiv de a se raporta la calitatea vieţii, susţine planificatorul urban Pablo Vaggione (vezi p. 41). Părerile despre calitatea vieţii sunt diferite în cadrul aceleiaşi ţări şi chiar în cadrul diferitelor oraşe, mai adaugă urbanistul. Aşteptările unei persoane cu privire la oraşul în care trăieşte depind de mai mulţi factori. Să luăm spre exemplu oraşe foarte diferite precum Londra şi Mumbai. Un student poate să aprecieze viaţa în aglomeratul centru londonez, dar o familie cu trei copii ar fugi din cauza chiriilor mult prea mari, din cauza lipsei locurilor de joacă amenajate şi a slabei calităţi a aerului. Ei ar opta probabil să se mute în suburbii. De cealaltă parte, locuitorii mahalalelor sărace din Mumbai şi-ar dori acces la apă curentă şi o linie de autobuz directă care să-i ducă spre locurile de muncă. Angajatorii lor, din clasa de mijloc indiană aflată în creştere, dispun deja de astfel de facilităţi de bază şi ar putea fi mai interesaţi să se mute mai aproape de zone urbane în care sunt şcoli mai bune pentru copiii lor. Exodul rural. Mumbai şi Londra oferă nişte exemple bune cu privire la provocările extrem de diferite cu care se confruntă marile oraşe. În prezent doar aproximativ o treime dintre indieni trăiesc în mediul urban, însă aceste oraşe, fie că este vorba de Mumbai, Kolkata sau de Chennai, generează mai mult de două treimi din economia Indiei. Iar în condiţiile în care un număr uriaş de oameni părăsesc mediul rural, până în 2030 rezidenţii din mediul urban vor reprezenta probabil aproximativ jumătate din populaţia Indiei. Astfel, problemele principale sunt lipsa unui program eficient de planificare urbană şi insuficientele investiţii în infrastructură, fie că este vorba de dezvoltarea liniilor de metrou sau de construirea de noi staţii de tratare a apei, condiţii în care o mare parte din potenţialul de dezvoltare al oraşelor indiene poate rămâne neexploatată (vezi p. 33). Exploatarea cât mai extinsă a acestor oportunităţi de creştere este crucială, în caz contrar generarea fondurilor necesare pentru a dezvolta şi mai mult infrastructura, în viitor, va fi imposibilă. Situaţia este complet diferită la Londra, oraşul în care s-a construit prima linie de metrou din lume în secolul XIX, iar o bună parte din sistemul de conducte de apă şi de canalizare datează din perioada reginei Victoria. Londra a reprezentat mereu un model de infrastructură pe care alte mari oraşe au încercat să-l urmeze şi totuşi, în ultimele decenii, investiţiile nu se mai ridică la nivelul nevoilor oraşului. Astfel, metropola de pe Tamisa trebuie să răspundă provocărilor secolului XXI cu un nucleu de infrastructură ce este mai vechi de un secol (vezi p. 15). Londra nu este singurul oraş care se confruntă cu această problemă - multe oraşe din cadrul unor state puternic industrializate sunt în situaţii similare. În locul investiţiilor în infrastructura de bază, ele au nevoie de o modernizare inteligentă şi de îmbunătăţiri selective. Tel Aviv, spre exemplu, dispune de un sistem automat de colectare a taxelor rutiere, ce ajustează preţurile în funcţie de volumul traficului un element ce măreşte considerabil eficienţa infrastructurii rutiere (vezi p. 21). Experienţa adunată până în prezent demonstrează că oraşele au cel mai mult de câştigat atunci când aplică soluţii holiste şi nu atunci când aleg să izoleze o parte din problemele cu care se confruntă şi să le rezolve separat. Această concluzie este confirmată de Pictures of the Future Toamna

14 provocările reprezentate de Megacity un studiu din perspectiva părţilor interesate. Spre exemplu, oferind totul, de la vehicule electrice rentabile până la tramvaie cu podeaua joasă (vezi p. 20), planificarea integrată a traficului şi a transportului poate contribui la interconectarea eficientă a transportului public şi a transportului personal, pentru a răspunde nevoilor de mobilitate ale societăţii moderne (vezi p. 22). Ca şi Londra, multe oraşe din SUA şi Canada şi-au dezvoltat infrastructura încă din stadii relativ incipiente ale evoluţiei lor dar avantajul pe care l-au deţinut s-a transformat într-un handicap, pentru că multe dintre elementele lor de infrastructură, linii de metrou, poduri Oamenii încep să înţeleagă că oraşele pot reprezenta o forţă pozitivă pentru schimbare. sau segmente ale reţelei electrice sunt învechite şi perimate. Structurile acestor aşezări oglindesc de asemenea viziunile de planificare urbană ale trecutului. Spre exemplu, centrul acestor oraşe este de multe ori înconjurat de multe zone rezidenţiale în suburbii, care oferă spaţii verzi, dar la care se poate ajunge doar cu maşina. Această situaţie poate îmbunătăţi în mod superficial calitatea vieţii pentru unii, dar există un preţ de plătit sub forma consumului de energie, după cum demonstrează Indexul Oraşelor Verzi din SUA şi Canada. Conform acestui in- zonele mai puţin populate sunt nevoiţi să le străbată la volanul maşinilor (vezi p. 8). Cu alte cuvinte, locuitorii din mediul urban se descurcă cu mai puţină energie. Această comparaţie ilustrează faptul că urbanizarea poate genera prin ea însăşi un beneficiu pentru mediu. În anii 70 expertul canadian în urbanism Jane Jacobs a oferit viziunea unei metropole verzi în care oamenii trăiesc foarte aproape unii de alţii în zgârie-nori şi trebuie să parcurgă distanţe foarte mici până la locurile de muncă, evitând astfel consumul e- nergetic intens şi poluarea ce însoţeşte cultura automobilului din suburbii. Dacă majoritatea oamenilor ar fi de acord să trăiască într-un mediu urban atât de aglomerat este o altă discuţie. Profesorul Edward Glaeser de la Universitatea Harvard are o abordare provocatoare a acestui subiect în cartea sa, Triumph of the City (Triumful Oraşului), în care subliniază: Dacă iubeşti natura, stai departe de ea. Această maximă reuşeşte să explice parţial de ce New York-ul dens populat s-a plasat atât de bine în Indexul Verde al Oraşelor din SUA şi Canada, ocupând locul trei după San Francisco şi Vancouver. Districtele urbane şi apa. Aceste oraşe afişează deja o tendinţă ce ar putea duce la scăderea traficului urban în viitor dezvoltarea unor noi forme de a interacţiona în cadrul programului de muncă, cum ar fi videoconferinţele ce au devenit posibile datorită dezvoltării tehnologiilor de comunicaţii (vezi p.28). Foarte mulţi oameni consideră că posibilitatea de a decide mai mult sau mai puţin unde îşi desfăşoară activitatea profesională reprezintă situaţia va fi chiar gravă, cartiere întregi trebuie să fie abandonate. Urbanizarea este considerată de prea mult timp drept un proces negativ, ce trebuie stopat sau încetinit. Însă acest lucru nu este posibil. Acum oamenii încep să înţeleagă că oraşele pot reprezenta un lucru bun. Acestea pot chiar să îndeplinească un rol important în combaterea procesului de încălzire globală şi în promovarea dezvoltării socio-economice, susţine Dr. Joan Clos, Director al Programului ONU pentru Aşezări Umane (United Nations Human Settlements Programme - UNHABITAT), (vezi p. 34). Urbanizarea reprezintă mai mult decât un fenomen abstract. Ea reprezintă şi suma poveştilor oamenilor care trăiesc în oraşe, pentru a putea să-şi canalizeze creativitatea şi productivitatea alături de alţii. Nu este vorba doar despre clădiri, străzi, linii de metrou, sistem de canalizare şi apă potabilă sau parcuri. Aceste elemente nu sunt suficiente pentru a crea un oraş. Aşa cum spune Glaeser, trebuie să scăpăm de tendinţa de a vedea oraşele drept clădirile din ele şi să ne amintim că un oraş adevărat este construit din carne şi oase şi nu din beton. În ceea ce-l priveşte pe locuitorul planetei cu numărul 7 miliarde, un lucru este deja sigur. Speranţa lui de viaţă este mai mare decât a generaţiilor dinaintea sa. Mai mult decât atât, dorinţa oamenilor în vârstă de a continua să trăiască independent, în casele lor, va fi asigurată în multe cazuri cu ajutorul senzorilor şi a tehnologiei comunicaţiilor. Faptul că un astfel de scenariu este posibil este demonstrat de testul Smart Senior realizat la Berlin (vezi p. 24). Este de asemenea foarte probabil ca Planificarea urbană integrată contribuie la îmbunătăţirea calităţii vieţii în oraşe fie că este vorba de autobuzele hibride din Londra, fie că este vorba de calitatea excelentă a serviciilor medicale oferite la Al-Ain în EAU. dex, ce a fost prezentat la Festivalul Ideilor de la Aspen (Aspen Ideas Festival) în iunie 2011 de către Economist Intelligence Unit, oraşele europene generează anual aproximativ 5 tone de CO 2 pe cap de locuitor, în timp ce oraşele din SUA generează aproximativ 16 tone. Alte zone produc emisii chiar şi mai mari de dioxid de carbon. Spre exemplu, în regiunile rurale ale SUA nivelul mediu al emisiilor de CO 2 a- nuale pe cap de locuitor este de aproximativ 20 de tone. Această situaţie este în primul rând efectul distanţelor mari pe care locuitorii din o îmbunătăţire a calităţii vieţii. Şi totuşi poluarea mediului rămâne cea mai importantă problemă cu care se confruntă oraşele de pretutindeni. Schimbarea climatică se poate dovedi extrem de costisitoare în special pentru oraşele din zonele de coastă. Spre e- xemplu, aproximativ 20% din suprafaţa de teren pe care este construit oraşul Jakarta se află sub nivelul mării. Prin urmare, va fi nevoie de înălţarea digurilor existente sau de construcţia unui nou sistem de diguri, în cazul în care va creşte nivelul mării. Iar în cazul în care nivelul de educaţie al următoarei generaţii să fie mai ridicat decât al părinţilor lor, la fel ca şi venitul. Majoritatea acestor tendinţe vor prinde contur în oraşe, iar una dintre cele mai mari provocări ale secolului XXI va fi să transformăm mediul urban într-un loc în care să merite să trăieşti pe scurt, într-un loc în care oamenii să se bucure de o înaltă calitate a vieţii. Andreas Kleinschmidt 14 Pictures of the Future Toamna 2010

15 Calitatea vieţii în oraşe Infrastructura Londrei În pofida slabei calităţi a aerului, oameni din toate colţurile lumii vin la Londra. Vehiculele electrice silenţioase şi electricitatea produsă folosind forţa vântului vor face acest oraş şi mai atractiv. Mai bune decât măturile Londra lucrează la modernizarea infrastructurii, iar Siemens o ajută să devină mai eficientă din punct de vedere energetic. Din acest proiect fac parte noi garnituri de metrou, acces la staţii de reîncărcare pentru vehicule electrice şi multe altele. Chiar şi personajele lui Harry Potter par să fie gata să-şi schimbe cozile de mătură zburătoare pentru transportul cu autobuze cu motor hybrid electric. Este o zi toridă de vară la Londra şi capitala Regatului Unit transpiră. Aerul este dens, iar pe străzile oraşului se află chiar mai mulţi turişti decât de obicei, bucurându-se de atracţiile capitalei imperiului britanic. Mulţimi de oameni se înghesuie pe trotuarele înguste şi trec printre maşinile care abia dacă se mişcă pe străzile mereu congestionate de trafic din centrul istoric. Aceste blocaje din trafic reprezintă una dintre cauzele pentru care Londra are cel mai poluat aer dintre toate oraşele europene. Cei care doresc să se mai răcorească pot opta pentru o călătorie cu cel mai vechi sistem de metrou din lume. Până la urmă, staţiile metroului sunt construite la adâncimi considerabile sub nivelul străzilor şi te poţi aştepta ca acolo aerul să fie mult mai răcoros. Metroul londonez operează din anul Deşi este supraaglomerat, rămâne coloana vertebrală a sistemului de transport public din Londra, transportând în fiecare an peste 1 miliard de pasageri. Mulţi dintre cei care se aventurează în subteran la metrou află cu surprindere că în loc să fie mai răcoare, aerul este chiar mai sufocant decât la suprafaţă. De-a lungul anilor, traficul subteran constant a dus la o supraîncălzire a tunelurilor. După cum consemnează Steve Scrimshaw de la Siemens Mobility, în staţiile de metrou s-au înregistrat temperaturi de până la 47 de grade Celsius. În cadrul unei propuneri, Siemens lucrează la un studiu preliminar pentru dezvoltarea viitoarelor garnituri de metrou din Londra. Noi garnituri dotate cu aer condiţionat vor intra în exploatare din Mai mult decât orice, trenurile trebuie să fie uşoare, explică Scrimshaw. O greutate mai mică înseamnă un consum mai mic de energie. Designul conceput de Siemens va mări eficienţa energetică cu aproape o cincime, iar trenurile vor putea transporta cu peste 10% mai mulţi pasageri, mai adaugă el. Acest proiect va eficientiza exploatarea infrastructurii existente. Dar chiar şi fără aer condiţionat, prin comparaţie cu primii ani de funcţionare a metroului, o călătorie prin subteranul londonez în prezent poate fi considerată aproape o plăcere. Trenurile de subteran din secolul XIX erau trase de locomotive cu aburi, iar călătorii din acele vremuri descriau condiţiile din reţeaua de metrou plină de fum şi de aburi drept infernale. Fumul ieşea la suprafaţă prin puţurile de ventilaţie. Astfel, apariţia în 1890 a primelor garnituri electrice, care nu mai emiteau fum, a părut mai degrabă o vrăjitorie. Pe atunci, Londra era un oraş pionier în dezvoltarea infrastructurii. Cel mai mare parc eolian din lume. În prezent oraşul şi primarul său, Boris Johnson, şiau propus să redobândească acest rol. Ca şi în trecut, electricitatea poate fi cheia pentru un oraş mai curat şi mai eficient. Cel mai mare parc eolian marin din lume se află în prezent în fază de construcţie în largul coastelor de sud ale Angliei, iar inginerii de la Siemens lucrează alături de UK Power Networks la o reţea electrică inteligentă pentru Londra, ce va fi capabilă să ofere energie din surse regenerabile de la parcurile eoliene şi de la panourile solare instalate prin oraş. Aceste surse energetice sunt integrate în reţeaua electrică naţională. În plus, pe străzile Londrei pot fi văzute din ce în ce mai multe vehicule electrice şi hibrid. Sunt zorii unei noi ere a electricităţii, iar Londra deschide calea şi pentru multe alte oraşe mari ce sunt interesate de generarea şi distribuirea mai eficientă de energie şi în acelaşi timp de reducerea cererii. În Regatul Unit este produsă din ce în ce mai multă energie fără emisii de CO 2. Ceea ce lipseşte pe străzile înguste ale Londrei, dar este prezent din abundenţă în largul mării, vântul puternic, este captat de parcurile eoliene din apropierea coastelor. Spre exemplu, Gunfleet Sands este un centru de transformare a energiei eoliene în energie electrică, localizat la 7 kilometri sud-est de Essex, şi a intrat în exploatare în August Aproximativ 48 de turbine eoliene Siemens, fiecare cu o capacitate de 3,6 megawaţi (MW), produc suficientă Pictures of the Future Toamna

16 Centrul Siemens pentru Sustenabilitate Urbană de la Londra îşi va deschide porţile în Clădirea în formă de cristal, cu o înaltă eficienţă energetică, va face parte dintr-un proiect de reţea inteligentă. În mai 2011, Boris Johnson, primarul Londrei, a lansat proiectul Source London o reţea de puncte de reîncărcare accesibilă public. Această reţea le permite posesorilor de vehicule electrice să-şi încarce bateriile la diferitele staţii de reîncărcare din oraş în schimbul unui abonament anual de 100 de lire sterline. În cadrul Source London urmează să fie instalat un total de de staţii de reîncărcare pentru automobilele electrice, până în Frecvenţa acestor staţii de reîncărcare va contribui şi la liniştirea automobiliştilor care se tem că vor rămâne fără energie în baterii, din cauza distanţelor mari dintre punctele de reîncărcare şi a autonomiei limitate a vehiculelor electrice. Siemens face toate eforturile pentru a se asigura că proiectul Source London se va derula fără probleme. Compania oferă servicii de back office şi tehnologia informaţiei pentru a asigura clienţilor servicii nonstop de management al conturilor, acces la reţeaua de reîncărcare, procesare de date, emitere de facturi şi plăţi. Noi garnituri de metrou, autobuze hibride şi automobile electrice. Siemens îl ajută pe primarul Boris Johnson (în fotografie alimentând un automobil electric) să reducă emisiile poluante şi să cureţe aerul. Primăvară 2011, p.8). Această clădire va îndeplini cele mai ridicate standarde în ceea ce priveşte eficienţa energetică şi va fi în acelaşi timp şi unul dintre cei mai mari acumulatori electrici (electric loads) din Estul Londrei, susţine Gareth Lewis de la Siemens Energy. Va fi o provocare în ceea ce priveşte conexiunile la reţeaua electrică, dar va oferi şi o oportunitate pentru că va permite testarea efectivă a comportamentului sarcinii electrice într-o reţea inteligentă, a mai adăugat el. Reţeaua electrică inteligentă pentru Londra. Echipa lui Lewis proiectează în prezent o reţea inteligentă pentru o mare parte a Londrei, în cadrul unei colaborări cu UK Power Networks. Siemens va construi un sistem de updatare a statusului reţelei, sistem ce va încărca date la fiecare oră, explică Lewis. Acolo unde pot fi prevăzute momentele de încărcare maximă, sistemul poate trimite solicitarea către Siemens Center, pentru a diminua consumul în ziua următoare. Spre exemplu, în lunile de vară clădirea se poate răci singură în timpul nopţilor, reenergie electrică pentru a aproviziona de gospodării. Siemens furnizează de asemenea şi cele 175 de turbine eoliene pentru London Array Offshore Wind Farm, parc eolian aflat în estuarul exterior al Tamisei. Odată ce construcţia acestei facilităţi va fi completă, la sfârşitul lui 2012, ea va deveni cea mai mare fermă eoliană marină din lume, cu o capacitate de 630 MW. Într-o fază următoare capacitatea acestei facilităţi ar putea fi mărită până la 1 gigawatt suficient pentru a asigura necesarul de energie electrică pentru aproximativ de locuinţe din Londra. Siemens se ocupă de asemenea şi de conexiunile complexe de reţea necesare pentru a aduce această energie electrică la mal. Transportul inteligent şi distribuţia eficientă a electricităţii în zonele unde cererea este mare în special în oraşe devine din ce în ce mai importantă, în special pentru că producţia de energie din resurse regenerabile poate fluctua foarte mult. În cazul eolienelor, aprovizionarea cu energie depinde de puterea vântului. Din acest motiv este nevoie de instalarea unor staţii tampon, ce pot lua forma unor baterii amplasate în maşinile electrice sau în clădiri şi pot regulariza consumul de energie (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2011, p.17). Centrul Siemens pentru Sustenabilitate Urbană din East London va deveni o astfel de staţie tampon atunci când se va deschide în vara anului viitor, ca un complex pentru expoziţii, conferinţe şi birouri. (vezi Pictures of the Future, ducând astfel nevoia de a folosi aerul condiţionat în perioada de încărcare maximă a reţelei de a doua zi, mai adaugă el. Vehiculele electrice pot oferi de asemenea, în viitor, un tampon foarte eficient prin capacitatea de a stoca energie electrică. Bateriile instalate în aceste vehicule pot să se încarce cu energie atunci când cererea este mică spre exemplu în timpul nopţii şi apoi să aprovizioneze reţeaua cu acest surplus de energie atunci când cererea creşte. Deşi a devenit clar că maşinile mici electrice vor cuceri străzile viitorului, autovehiculele ecologice nu vor face să dispară blocajele din trafic, pentru că ele au nevoie de mai mult spaţiu pe pasager decât un tren sau un autobuz. Oraşele mari, aşa cum este Londra, vor fi nevoite, în aceste condiţii, să-şi extindă reţelele de transport public pentru a preveni blocajele. Metroul este deja suprasolicitat în perioada de trafic de vârf, motiv pentru care este 16 Pictures of the Future Toamna 2011

17 necesară şi dezvoltarea unor alternative pentru transportul subteran. Călătoria silenţioasă. Ray Parcell își examinează noul autobuz supraetajat la o autobază din Londra. Toate șuruburile sunt strânse bine, sistemul de iluminat funcţionează perfect, iar pe caroseria vopsită roșu nu se vede nicio zgârietură. Autobuzul poate să-și înceapă cursa. Parcell se așează la volan și trage de o manetă ce activează motorul hibrid. La puţin timp după aceasta, motorul diesel se pornește pentru un scurt moment, dar doar pentru ca șoferul să fie sigur că funcţionează în parametri normali. Autobuzul iese silenţios din garaj, cu motorul diesel oprit la viteza mică, pentru manevre. Parcell povestește că mulţi pasageri îi pun întrebări despre acest vehicul neobișnuit de silenţios, al cărui motor nu se aude la pornire și care poate parcurge chiar distanţe lungi fără a avea nevoie de motorul cu combustie. El le spune că motorul electric, alimentat de baterii, face toată treaba. Nu e nicio magie la mijloc. Sunt șofer de autobuz de 17 ani, susţine el cu mândrie, dar autobuzele hibrid sunt cele mai bune autobuze pe care le-am condus până acum. Traseul lui Parcell trece pe lângă Banca Angliei și Catedrala St. Paul, în drum spre Waterloo, una dintre cele mai aglomerate staţii de tren din Anglia. Acest traseu le arată londonezilor, dar și turiștilor, viitorul flotei de autobuze a orașului, mai susţine Parcell. Noi reprezentăm sistemele de transport ale viitorului. Autobuzele hibride consumă cu până la o treime mai puţin combustibil diesel decât autobuzele convenţionale. De la șine la revitalizarea cartierelor. Autobuzele nu sunt singurele mijloace de transport care trebuie să ușureze sarcina metroului londonez. Același rol revine și liniilor de garnituri pe oră. De asemenea, conform planurilor, urmează să fie introduse în exploatare și garnituri mai lungi. Siemens a fost ales drept furnizorul preferat pentru de garnituri, pentru construcţia a două noi depouri și pentru acordarea de asistenţă tehnică și mentenanţă. Această combinaţie scade costurile totale ale proiectului, un factor extrem de important în această perioadă de criză economică, în care orașele se confruntă cu constrângeri bugetare semnificative. Un mare număr de mici afaceri a încolţit pe sub arcadele ce susţin porţiunile de ecartament aflate la înălţime. Chiriile foarte costisitoare din Londra fac ca fiecare metru pătrat de spaţiu disponibil să fie extrem de preţios, motiv pentru care mici magazine, baruri și restaurante s-au deschis sub șinele trenului ușor. Acest lucru este tipic pentru Londra; densitatea orașului crește continuu, susţine Mark Brearley de la Design for London, un mic grup de planificatori creativi care schiţează noi idei de dezvoltare pentru primar. Această tendinţă a dus la construcţia unor clădiri mai înalte și la o creștere a numărului de persoane care ocupă același spaţiu, a adăugat el. Dar această densitate este aproape de a-și atinge limitele în anumite zone, după cum reiese clar din pălăvrăgeala veselă a colegilor lui Brearley, londonezi tipici care se plâng deseori de suprapopulare și de garniturile înăbușitoare de metrou în care trebuie să-și facă loc în fiecare dimineaţă. A doua tinereţe pentru Brixton. Dougald Hine nu trebuie să-și facă probleme pentru asta. Consultant independent, Hine nu se urcă în vagon decât după ce ora de vârf a Dai în mod constant peste astfel de spaţii mici și libere, într-un oraș de asemenea dimensiuni, susţine Hine în timp ce soarbe dintr-o ceașcă de cafea în uriașa sală a staţiei St. Pancras. Aceste spaţii sau buzunare cum le spun eu includ și arcadele ce susţin ecartamentul trenului ușor. Un oraș care se reinventează continuu, așa cum este Londra, va ocupa automat aceste spaţii. Am observat de asemenea că astfel de proiecte au un succes deosebit în locurile în care infrastructura este deja dezvoltată, așa cum sunt zonele din jurul staţiilor de metrou, mai explică el. Hine soarbe o ultimă înghiţitură de cafea; trebuie să plece pentru că trebuie să prindă un tren Eurostar spre capitala Belgiei, Bruxelles, pe un traseu pe care vor Noile noastre autobuze hibrid consumă cu până la o treime mai puţin combustibil diesel decât autobuzele convenţionale. opera trenuri de mare viteză de la Siemens, începând cu anul Ziua de muncă a lui Ray Parcell se apropie de asemenea de sfârșit. După ultima cursă de două ore, el își parchează autobuzul hibrid în garaj pentru a-l preda următorului șofer care îi ia locul în tură. În următorii câţiva ani, pe liniile de autobuz londoneze vor opera și mai multe astfel de vehicule hibride, având în vedere că în contractele încheiate pentru multe noi linii este stipulată folosirea în exclusivitate a acestor autobuze. Multe dintre aceste vehicule folosesc tehnologie Siemens. Alături de alte vehicule cu propulsie electrică, așa cum sunt trenurile sau micile automobile electrice, aces- Vehiculele electrice nu pot fi decât la fel de ecologice ca energia pe care o folosesc. Deasupra: Parcul eolian Gunfleet Sands localizat în largul coastei de sud-est a Angliei. tren ușor de suprafaţă. Garniturile care se deplasează pe aceste linii fac legătura cu centrul orașului și circulă în cea mai mare parte pe șine istorice, care trec peste arcade din cărămidă caracteristice pentru multe cartiere ale orașului. Una dintre aceste linii este Thameslink, care străbate Londra de la nord la sud. Pe această linie sunt construite noi staţii, iar ecartamentul este refăcut pentru a suporta o creștere dramatică a traficului de până la 24 de traficului a trecut. Micuţa firmă pe care o conduce, denumită Space Makers Agency, este specializată în îmbunătăţirea districtelor urbane la un preţ rezonabil. În 2010 Hine a oferit o nouă viaţă Pieţei Brixton din sudul Londrei, convingându-l pe proprietarul unei hale istorice să permită organizarea de concerte și de reprezentaţii artistice în acest spaţiu. Prăvăliile goale din hală și-au găsit imediat chiriași, iar vechea piaţă a început să atragă și turiști. te autobuze reprezintă cea mai ecologică metodă de a călători prin oraș. Mai mult decât atât, ele par să-i atragă și pe oamenii celebri. Parcell povestește că odată în autobuzul său s-a urcat unul dintre actorii din seria Harry Potter. El este convins că acelui actor i-a plăcut atât de mult să meargă cu autobuzul hibrid, încât acum îl preferă în locul cozii de mătură pe care zboară în film. Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future Toamna

18 CEO Peter Löscher și primarul oraşului München, Christian Ude, prezintă planurile pentru noul sediu Siemens, ce va impune noi standarde pentru transparenţă, sustenabilitate și accesibilitate. Calitatea vieţii în orașe Noul sediu Siemens Un concept prinde contur Siemens plănuieşte să-și ridice noul cartier general în inima orașului München. Acest nou sediu va fi una dintre clădirile cele mai eficiente energetic din lume și, mulţumită curţii sale interioare și restaurantelor, aceasta va fi surprinzător de accesibilă publicului larg. Noul cartier general al Siemens reflectă imaginea orientată spre viitor a companiei. München este o metropolă ce vibrează, în special datorită zonei de centru a orașului. Oricine a coborât vreodată la staţia de metrou din centru, Odeonsplatz, este familiarizat cu piaţa plină de viaţă din faţa Feldherrnhalle și cu cafeneaua Tambosi, ce s-a deschis încă din Dacă vremea este bună, mesele scoase afară sunt mereu ocupate de clienţi care sorb cu plăcere dintr-un cappuccino sau mănâncă o dolce vita. La doar câţiva pași distanţă se află Wittelsbacherplatz, înconjurată pe trei laturi de clădiri impunătoare. Spre deosebire de Odeonsplatz, această piaţă este de multe ori aproape goală, deși chiar primarul orașului München, Christian Ude, o consideră una dintre cele mai frumoase și mai intacte pieţe ale orașului. Motivul este simplu: clădirile impunătoare ale pieţei nu sunt deschise pentru publicul larg. Într-unul dintre aceste palate se află sediul Ministerului bavarez de Interne, iar într-altul este sediul central al Siemens AG. Ca o consecinţă, la începutul anului 2010, atunci când Siemens a luat decizia construirii unui nou sediu central, reprezentanţii companiei și cei ai municipalităţii din München au hotărât că noul complex de clădiri trebuie să fie cât mai transparent cu putinţă, pentru a trezi la viaţă zona Wittelsbacherplatz. Curţile interioare moderne, cu spaţii pentru expoziţii, cafenele și restaurante vor deschide clădirea către străzile din jur, în timp ce angajaţii Siemens vor munci la etajele superioare. Siemens ocupă această locaţie de decenii. În 1949 cartierul general al companiei a fost stabilit în Palatul Ludwig Ferdinand din Wittelsbacherplatz, clădire impunătoare ridicată în 1825 de către Leo von Klenze, unul dintre celebrii arhitecţi adepţi ai stilului clasic. De atunci compania a continuat să-și extindă sediul. Începând cu a doua jumătate a secolului XX, Siemens a construit, a cumpărat și a creat conexiuni între clădiri. Printre altele, i-a comandat arhitectului american Richard Meier construcţia unei clădiri uluitoare, ce a fost finalizată în În prezent complexul Siemens este un conglomerat de clădiri în diferite stiluri arhitecturale ce și-a atins limitele și nu mai poate ţine pasul cu inovaţiile tehnologice. Sediul central actual pur și simplu nu se potrivește cu viitorul, susţine Thomas Braun, coordonatorul noului proiect de construcţie în cadrul Siemens Real Estate (SRE). Este aproape imposibil să dotezi aceste clădiri cu tehnologie ultramodernă în ceea ce privește instalaţiile de aer condiţionat sau echipamentele de tehnologie a comunicaţiilor. Mai mult decât atât, interioarele întortocheate, asemănătoare unui labirint, nu mai corespund conceptului de fluidizare a muncii al companiei, ce pune accentul pe asigurarea unei bune comunicări între angajaţi, a mai adăugat el. Acesta este motivul pentru care în 2010 Siemens a luat hotărârea de a-și construi un nou sediu central, pornind de la zero. Planificare transparentă. Etapa de planificare ce a urmat a fost transparentă și interactivă. În efortul de a determina ce poate oferi orașului o astfel de clădire nouă, Siemens a inclus la discuţii și reprezentanţi ai administraţiei municipale din München, încă din fazele incipiente ale proiectului. Scopul a fost nu doar de a însufleţi zona Wittelsbacherplatz, dar și de a face ca noul complex de clădiri să fie cât mai deschis cu putinţă, pentru a-i încuraja pe oameni să folosească curţile interioare. În acest mod se poate ajunge foarte ușor, pe jos, din centrul orașului în districtul muzeelor, cu pinacotecile sale celebre în întreaga lume, amplasate chiar în spatele noului sediu. Includerea locuitorilor orașului în procesul de planificare a devenit în scurt timp o altă prioritate. Mulţi cetăţeni au profitat de această oportunitate de a participa la discuţii pentru a-şi ex- 18 Pictures of the Future Toamna 2011

19 prima opiniile de care apoi s-a ţinut cont în etapa alegerii proiectului arhitectonic câştigător. Au existat apoi şi consultări deschise cu diferite grupuri ţintă, printre care şi persoanele care locuiesc în vecinătatea viitorului complex. În prezent, toate părţile interesate pot afla detalii noi despre evoluţia lucrărilor prin intermediul unor site-uri de internet, prin sau apelând o linie telefonică specială. În cadrul pasului următor, celebra firmă de arhitectură şi urbanism Albert Speer & Partner a organizat un concurs şi a invitat firmele de arhitectură să vină cu propuneri. În urma unui proces elaborat de selecţie, în care au intrat lucrări de la aproximativ 40 de firme de arhitectură din Europa şi 100 din celelalte părţi ale lumii, Siemens şi oraşul München au ales finaliştii. Criteriile de selecţie au fost definite clar. Noua clădire trebuie să se potrivească din punct de vedere vizual în spaţiul istoric al Wittelsbacherplatz, dar în acelaşi timp trebuie să-i atragă pe oamenii care nu lucrează în complex. În plus, arhitectura sa trebuie să reflecte valorile şi istoria companiei Siemens. Douăsprezece firme de arhitectură au ajuns în finală. Proiectele propuse de finaliste au fost analizate de cei 22 de reprezentanţi ai Siemens şi ai oraşului München, printre care Peter Löscher, CEO al Siemens şi primarul Christian Ude, dar şi experţi în arhitectură, urbanizare şi conservare a monumentelor istorice. Contractul a fost oferit firmei de arhitectură Henning Larsen Architects din Copenhaga, Danemarca. Conform juriului, proiectul câştigător s-a evidenţiat prin sincretismul spectaculos între modernism şi tradiţie. Imaginea Wittelsbacherplatz nu se va schimba. Clădirile care dau în piaţă rămân neatinse, la fel ca şi caracterul din prezent al pieţei, susţine Louis Becker, unul dintre cei trei directori ai firmei de arhitectură câştigătoare, ce a fost înfiinţată în Totuşi, în spatele faţadei istorice vom construi una dintre cele mai moderne şi mai eficiente clădiri din punct de vedere energetic din lume, mai adaugă el. Noua clădire va oferi un spaţiu de peste de metri pătraţi susţine Dr. Zsolt Sluitner, CEO al SRE. În pofida dimensiunilor sale enorme, ne dorim ca această clădire să-şi genereze propria ei energie. Noul cartier general Siemens va fi practic o clădire cu consum energetic zero, mai adaugă el. Faţadele construite în V, reflectoarele speciale şi curţile interioare interconectate, ce sunt deschise accesului public, vor maximiza volumul de lumină naturală care pătrunde în birouri. Panourile fotovoltaice montate pe acoperiş şi în faţadele din sticlă şi piatră, precum şi folosirea apei freatice şi a apei din precipitaţii pentru a răci clădirea şi pentru a asigura necesarul de apă, vor face ca noul cartier general al Siemens să nu înregistreze emisii de CO 2. În cazul în care în viitor va fi nevoie de mai multă energie, vor fi folosite doar surse alternative pentru a obţine această energie. Scopul nostru este să respectăm şi chiar să depăşim cele mai drastice reglementări naţionale şi internaţionale privind standardele Clădirilor Verzi, aşa cum sunt LEED Platinum sau DGNB Gold, a adăugat Sluitner. Costurile acestei clădiri, ce va fi inaugurată la sfârşitul anului 2015, nu vor depăşi câteva sute de milioane. Sistemele tehnologice cu care va fi dotată această clădire nu sunt doar ultramoderne, dar vor rămâne cu un pas înaintea vremurilor şi peste mulţi ani. Noul cartier general ar putea impune şi noi reguli în ceea ce priveşte condiţiile de muncă. Geometriile flexibile ale spaţiilor interioare vor face posibilă instalarea oricărui format de birou. Spre exemplu, birourile deschise concepute special ar putea promova şi mai mult spiritul de echipă între angajaţi. Tehnologiile de comunicaţii de ultimă şi viitoare generaţie le vor oferi angajaţilor flexibilitate în programul de muncă, fără a-i lega de un anumit birou. Noul nostru concept pentru locul de muncă, Siemens Office, reprezintă una dintre pietrele de temelie ale acestui proiect de construcţie. Nu va conta de unde muncim, atât timp cât rezultatele sunt bune susţine Sluitner. Ne dorim ca angajaţii să se bucure de o flexibilitate maximă, a mai adăugat el. Deşi clădirea va oferi de metri pătraţi de spaţiu, îşi va genera propria energie. În perioada de construcţie mulţi dintre angajaţi vor fi nevoiţi să-şi mute birourile în locaţii Siemens din apropiere. Procesul de demolare va începe la sfârşitul anului 2012 şi va dura câteva luni. În acest mediu sensibil, un proces rapid de demolare cu ajutorul buldozerelor este exclus, susţine Braun. Din respect pentru clădirile istorice din apropiere, pentru vecini şi pentru firmele şi afacerile din piaţă, demolarea va fi un proces ce se va derula atent şi mai ales silenţios, până când va începe etapa de construcţie a viitoarei clădiri, la mijlocul sau spre sfârşitul anului 2013, a completat el. Cel mai târziu la începutul anului 2016, München va dispune de o nouă atracţie turistică verde. Va fi o minune tehnologică în centrul istoric al oraşului o capodoperă Siemens ce va fi admirată şi de care se vor bucura atât angajaţii companiei, cât şi publicul larg. Sebastian Webel Pictures of the Future Toamna

20 Avenio (pagina alăturată, al doilea din stânga) și Inspiro (imaginea mare) folosesc platforme ce permit o gamă largă de variante de echipare. Siemens are mulţi ani de experienţă în acest domeniu, inclusiv cei câștigaţi cu sistemul de transport subteran din Oslo. Calitatea vieţii în oraşe Concepte de vehicule Construieşte-ţi propriul tren Metroul şi tramvaiele joacă un rol major în reducerea traficului urban. Însă sistemele de transport în comun mai vechi, tipice pentru oraşele din ţările industrializate, se pot dovedi dificil de optimizat. Un nou concept platformă de la Siemens oferă o soluţie ce este şi flexibilă şi ieftină. Pe măsură ce din ce în ce mai mulţi oameni se mută în zone metropolitane, limitele sistemelor de transport public existente sunt puse la încercare. Multe dintre oraşele lumii au ales să rezolve această problemă în mod diferit. În China, spre exemplu, se investeşte puternic într-o expansiune majoră a sistemelor de transport public. Astfel de proiecte mamut fac posibilă fabricarea în masă a produselor şi permit standardizări şi reduceri de costuri. Situaţia este diferită în multe oraşe europene, în care reţelele de metrou şi tramvaie sunt uneori foarte vechi. De-a lungul timpului, majoritatea acestor sisteme au trecut prin renovări şi extinderi. Rezultatul este un sistem de transport public peticit, ce oferă puţine posibilităţi de optimizare şi de reducere a costurilor prin standardizare. Fiecare sistem de transport cu tramvaiul este unic, cu propriile sale curbe, terasamente, şine şi, mai presus de orice, cu propria lui calitate, susţine Matthias Hofmann, manager de produs pentru tramvaie la Siemens Mobility din Erlangen. În oraşele care au o lungă istorie a folosirii tramvaielor, spre exemplu, este mai probabil să găsim trasee cu curbe ascuţite şi cu liniile şi terasamentele uzate şi învechite. Dacă un tramvai nu se potriveşte perfect pe şine, în anu- mite curbe se pot elibera nişte forţe imense şi astfel gradul de uzare asupra căii de rulare şi a garniturilor este foarte mare, iar pasagerii pot fi zguduiţi serios, chiar pe scaunele lor, mai adaugă Hofmann. Accent pe flexibilitate. Inginerii de la Siemens au recunoscut această problemă şi au conceput un tramvai denumit Avenio. În locul unui şasiu rigid, flancat de corpul lung al vehiculului, abordarea obişnuită în trecut, acest tramvai dispune de platforme pivotante amplasate în poziţie centrală, sub fiecare vagon. Principiul este simplu, însă are consecinţe majore pentru că oferă o distribuţie simetrică a forţelor şi reduce foarte mult stresul înregistrat asupra articulaţiilor tramvaiului. Din acest motiv, tramvaiul Avenio poate fi folosit cu succes chiar şi pe sisteme de şine mai vechi şi uzate. Spre exemplu, adaugă Hofmann, la Budapesta, cu străzile sale înguste, cu şine vechi şi uzate, am rulat un tramvai pe o distanţă de de kilometri fără a produce un cuplu excesiv asupra seturilor de roţi. Gradul de uzură al roţilor a fost de doar o treime din cel înregistrat la tramvaie moderne, care rulează pe linii bine întreţinute din Europa Occidentală. Un efect secundar plăcut, în acest caz, este faptul că uzura redusă a roţilor face ca pentru pasageri călătoria să fie mai confortabilă. Călătoriile cu tramvaiul tind să fie mai silenţioase şi mai line; pasagerii nu se mai pomenesc striviţi de una din lateralele vagonului la curbe şi nu mai aud nici zgomotul asurzitor al tramvaiului în mişcare, în special în cazul curbelor. Lungimea și lăţimea tramvaiului Avenio sunt flexibile, putând fi determinate chiar de clienţi, și mai dispune şi de o tehnologie sofisticată de coborâre a podelei. Iar cum cuplurile de roţi sunt situate la extremitatea boghiurilor, fiind ușor accesibile în timpul operaţiunilor de mentenanţă, spaţiul dintre ele poate fi folosit. Astfel, la tramvaiul Avenio podeaua este foarte jos, la doar câţiva centimetri de terasament. Împreună cu ușile sale duble mari, podeaua joasă permite accesul extrem de ușor în tramvai al persoanelor cu cărucioare pentru copii sau al persoanelor aflate în scaun cu rotile. Printre celelalte caracteristici care fac tramvaiul Avenio să fie un mijloc de transport foarte prietenos cu pasagerii și cu niște costuri de întreţinere foarte reduse, se numără sistemul electric de frânare, ce acţionează până la oprirea completă a vehicolului, un avantaj ce nu se întâlnește la modelele anterioare; componentele auxiliare care se opresc din funcţionare atunci când tramvaiul este inactiv; un sistem inteligent de management al energiei; și o rată 20 Pictures of the Future Toamna 2011

21 de reciclare de aproximativ 90% (vezi p. 88). Experţii în sisteme de transport subteran de la Siemens Mobility cunosc de asemenea foarte multe despre incertitudinile legate de diferitele infrastructuri pentru transport. În acest domeniu, însă, diferenţele privind calitatea șinelor reprezintă cea mai puţin importantă problemă. Încă de la darea în folosinţă a primei linii de metrou din lume, la Londra, în 1863, a fost dezvoltată o întreagă panoplie de garnituri de metrou diferite, în special în Europa Occidentală, și toate diferă între ele în ceea ce privește înălţimea, lungimea, lăţimea și echiparea tehnică, susţine Sandra Gott-Karlbauer, șeful Siemens Metro-Business Unit din Viena, Austria. Astfel, în trecut, orice garnitură sau subansamblu pentru metrou trebuiau construite astfel încât să se potrivească perfect cu fiecare reţea de metrou în parte. Comparativ cu garniturile de metrou standardizate, în acest caz timpul de fabricare este mai îndelungat, iar costurile de producţie sunt mai ridicate. Pentru a putea să ne continuăm afacerile la nivel global în domeniul metroului, a trebuit să reducem foarte mult costul vehiculelor individuale, fără însă a sacrifica și calitatea, susţine Gott-Karlbauer. Soluţia a fost platforma de metrou Inspiro, un vehicul modular construit aseproducţie, fiind reduse de asemenea și costurile de reparaţii și mente nanţă. Există de asemenea și o serie de rafinamente tehnologice instalate pe Inspiro, cum ar fi sisteme de recuperare a energiei generate în momentul frânării sau opţiunea de operare fără manipulant. Dezvoltarea lui Inspiro se bazează pe experienţa noastră cu sistemul de transport subteran din Oslo și cu metroul automat, fără manipulant, din Nuremberg, mai adaugă Gott- Karlbauer (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2010, p. 22, și Primăvară 2008, p. 74). În plus, fabricarea din aluminiu face platforma Inspiro să fie cea mai ușoară dintre cele existente în prezent, iar reciclarea a până la 95% din materialele folosite îi garantează acestui tren titlul de campion al eficienţei. Însă doar aceste caracteristici nu sunt suficiente pentru a-i face pe locuitorii orașului să renunţe la mașinile personale și să coboare la metrou. Un sistem de interconectare rapidă a diferitelor mijloace de transport public (vezi p. 22), intervalele de timp dintre garnituri, cât mai scurte cu putinţă, preferinţele de ordin estetic și, mai presus de toate, confortul pasagerilor, sunt esenţiale. În acest scop Siemens a angajat proiectanţi de la compania BMW Designworks USA, solicitându-le să conceptualizeze atât exteriorul, cât și interiorul lui Inspiro. Rezultatul: uși largi care permit accesul fluid al pasagerilor în tren; luminatoare LED ce permit diferite variante de iluminare; iar culoarele largi oferă un sentiment de spaţiu foarte apreciat de pasageri. Una dintre specificaţiile de design care i-a făcut pe producători să transpire serios a fost absenţa panourilor electrice din interiorul compartimentelor pentru pasageri. Acest lucru a fost obţinut printr-o serie de trucuri tehnice. Proiectanţii au fost extrem de atenţi și cu amplasarea de dispozitive de securitate, cum ar fi ecrane de informare, camere video și senzori de incendiu, dispozitive care îi fac pe pasageri să se simtă în siguranţă. Acest tren se află în mod clar pe șine, spre un succes de piaţă. Orașul München a comandat deja 21 de garnituri cu elemente Inspiro, iar Varșovia, unul dintre orașele cu cel mai rapid ritm de dezvoltare din Europa, a comandat 35 de garnituri de câte 6 vagoane, prefigurând astfel sistemul de transport subteran al viitorului. Sebastian Webel menea unui joc de Lego. Clienţii își pot configura propriile garnituri de metrou folosind o serie de module standardizate, prefabricate, explică Werner Chmelar, managerul platformei Inspiro din cadrul Siemens Mobility fin Viena. Acest lucru aduce mari beneficii legate de costuri. Putem răspunde solicitărilor clienţilor, fără a fi nevoie să pornim procesul de fabricaţie de la zero, mulţumită caracteristicii modulare a platformei, a mai adăugat el. Această platformă este similară cu un configurator din industria auto, cu excepţia faptului că în acest caz clientul dispune de mai multe opţiuni din care poate alege. Spre exemplu, vehiculul de bază al platformei Inspiro este o unitate formată din 6 secţiuni. Configuraţii cu trei până la opt secţiuni, cu diferite variante de motorizare și opţiuni, sunt de asemenea posibile. Garniturile pot fi asamblate în conformitate cu cerinţele existente ceea ce înseamnă preţuri atractive pentru fiecare client, pentru că fiecare client primește doar ceea ce are nevoie. În acest sens am reușit să rezolvăm incompatibilitatea dintre standardizare și individualizare, adaugă Chmelar. Iar datorită costurilor mai reduse de producţie și a economiei de materiale, riscurile sunt mai mici, existând mai puţine greșeli de O bandă rapidă și preţuri dinamice de piaţă Timpul înseamnă bani. Ținând cont de acest lucru, orașul Tel Aviv a deschis în ianuarie 2011 o bandă rutieră specială ce garantează fluidizarea traficului. Tot ce trebuie să faci este să plătești, iar preţul este decis de piaţă. Dacă traficul este congestionat, preţul acestei benzi rapide crește. Participanţii la trafic sunt puși în situaţia de a decide dacă un timp mai scurt de șofat, pe banda specială, merită costul, sau dacă este mai bine să rămână blocaţi în trafic. Această idee nu este nouă. Astfel de benzi de trafic speciale sunt folosite în SUA de mulţi ani. Acolo însă ele fac parte dintr-un sistem mult mai rigid, în care taxele sunt fixate în funcţie de perioadele zilei și sunt anunţate pe semnele de circulaţie. Pentru realizarea benzii speciale din Israel, Siemens a colaborat cu Universitatea Tehnică din München pentru a concepe un program de calculator care determină taxele automat, pornind de la interpretarea informaţiilor despre volumul de trafic. Acest sistem calculează nivelul de taxare minut cu minut, interpretând informaţiile furnizate de senzorii montaţi în asfalt, care măsoară volumul traficului și viteza de deplasare a mașnilor. Rezultatul este că aproximativ de autoturisme folosesc zilnic această bandă specială de trafic lungă de 13 kilometri. Şoferii sunt mai puţin stresaţi, mașinile poluează mai puţin și au de câștigat până și șoferii care nu plătesc pentru a circula pe această bandă, traficul fiind mai puţin aglomerat și pe celelalte benzi de circulaţie, pentru că o parte dintre șoferi au ales să plătească pentru accesul pe banda specială. Pictures of the Future Toamna

22 De la autobuze și biciclete de închiriat la Denver, până la automobile electrice (pagina de alături, dreapta-jos) cu ajutorul unei mese multitouch și al unei aplicaţii de la Siemens (pagina de alături, sus) diferitele mijloace de transport se vor transforma în sisteme de transport integrate unitar. Calitatea vieţii în orașe Mobilitate în reţea Flexibilitate în deplasare În viitor, sistemele de transport în reţea și informaţiile actualizate în fiecare minut despre cele mai rapide legături îi vor ajuta pe locuitorii din mediul urban să ajungă mult mai ușor la destinaţii, indiferent de creșterea densităţii traficului. Automobilele vor fi încă prezente și în anul 2050, dar atunci vor reprezenta doar unul dintre multele mijloace de transport aflate la dispoziţie. Marcus Zwick se simte optimist. Este o după-amiază târzie de vineri, iar munca din timpul săptămânii s-a încheiat. Manager la Siemens, Zwick tocmai a ajuns acasă, într-o suburbie a orașului München. De abia așteaptă să meargă la un meci de fotbal în această seară; în timpul pauzei de masă și-a cumpărat un bilet la meci de pe internet. Cu o scurtă privire asupra ecranului telefonului său mobil, el află că trebuie să plece în 30 de minute pentru a fi sigur că ajunge înainte de fluierul de început al partidei. Pe drum spre stadion, traficul este în continuare fluid. Pe măsură ce traficul devine mai congestionat, smartphone-ul său îl conduce prin oraș - mai sunt încă 40 de minute până la debutul partidei. Dintr-o dată, dispozitivul mobil amplasat pe parbriz emite un sunet strident; o voce anunţă o avertizare de trafic intens și îi recomandă lui Zwick să-și parcheze mașina și să se urce într-un tren ușor ce-l va duce până la stadion în timp util. Atinge ecranul smartphoneului cu vârful degetului, iar sistemul de navigaţie își schimbă automat destinaţia și-l conduce spre cea mai apropiată staţie de tren prevăzută cu parcare. Încă de pe drum, un program instalat pe telefonul mobil îi cumpără un bilet de tren pentru ca Zwick să nu piardă timpul și să poată să urce direct în vagon. Deși acest scenariu nu se poate desfășura încă, ziua în care o aplicaţie pentru mobilitate va fi instalată pe un smartphone și le va permite utilizatorilor să călătorească în siguranţă și cu rapiditate prin oraș este foarte aproape. Ca și Marcus Zwick și colegii săi de la Siemens, cercetătorii și companiile din întreaga lume lucrează la soluţii care pot monitoriza diferitele mijloace de transport urban astfel încât să poată fi controlate inteligent. Ideea din spatele acestui sistem este că oamenii vor fi ghidaţi în viitor, prin labirintul urban, de către sisteme inteligente care îi vor ajuta să ajungă din punctul A în punctul B cât mai rapid cu putinţă. Pasagerii și navetiștii nu vor mai fi limitaţi la un singur mijloc de transport; în schimb ei vor putea să treacă de la un mijloc de transport la altul, în funcţie de condiţiile de trafic sau de preferinţele personale schimbarea unei mașini electrice cu un loc în metrou, un tren ușor pentru o bicicletă de închiriat, sau pur și simplu înlănţuirea mai multor mijloace de transport unul de altul. Sistemele individuale de care avem nevoie pentru aceasta sunt deja disponibile. Acum, provocarea constă în interconectarea lor inteligentă, astfel încât să fie mai bine și mai ușor controlate și implicit mai utile. Cererea pentru sisteme de transport inteligente, interconectate, crește rapid. Conform celui mai recent studiu realizat de Frost & Sullivan, în 2025 populaţia urbană va atinge 4,5 miliarde de locuitori cu 1 miliard mai mulţi decât în prezent și reprezentând aproximativ 60% din populaţia totală a globului. La nivel global sunt 30 de megaorașe cu populaţii de peste 10 milioane de locuitori fiecare, precum și o serie de aglomerări urbane precum regiunea Ruhr din Germania, care constau în reţele de centre urbane foarte apropiate unele de altele. Multe megaorașe și aglomerări urbane suferă deja din cauza blocajelor cronice din trafic, a lipsei locurilor de parcare și a calităţii slabe a aerului. Automobile: Simboluri de status social pe cale de dispariţie. Pentru a se asigura că viaţa în majoritatea orașelor continuă să fie atractivă, factorii de decizie din municipalităţi colaborează cu diferite companii pentru a obţine noi soluţii. Spre exemplu, Hans Rat, secretarul general al Asociaţiei Internaţionale pentru Transport Public (International Association of Public Transport UITP) cu sediul la Bruxelles, este 22 Pictures of the Future Toamna 2011

23 diul lor, Viziunea Transportului Sustenabil în Germania ( Vision of Sustainable Transport in Germany ), acești cercetători prevăd că până în 2050 doar 1 din 4 locuitori ai orașelor va mai fi proprietarul unui automobil. Bicicletele sunt foarte eficiente, iar vehiculele electrice mici reprezintă noile simboluri de status pentru locuitorii orașelor, susţin cercetătorii. Mobilitatea ca un serviciu. Fabricanţii de automobile precum BMW și Daimler au început deja să se adapteze la modificarea dorinţelor clienţilor lor în ceea ce privește mobilitatea. În viitor, clienţii vor dori să poată să-și cumpere nu doar mașini, ci mai presus de orice ei vor dori să-și cumpere mobilitate. Pe lângă ofertele de partajare a automobilelor electrice în orașe (ride sharing), astfel de companii se concentrează asupra conexiunilor cu sistemele de transport în comun. BMW dorește să facă mai atractive opţiunile de park & ride (parchează și ia un mijloc de transport în comun), printr-o mai bună semnalizare cu ajutorul indicatoarelor și o mai bună informare postată online cu privire la numărul locurilor de parcare disponibile, dar și cu privire la orarul de sosiri și plecări al mijloacelor de transport în comun accesibile de la respectiva parcare. Daimler oferă serviciul car2go pentru închirierea propriilor mașini marca Smart în orașele Ulm, Hamburg, Austin și Vancouver, dar oferă și un nou tip de serviciu, cel de ride sharing, ce-i aduce laolaltă pe pasageri și pe șoferi aproape în timp real, cu ajutorul telefoanelor inteligente și al calculatoarelor personale. Astfel, pentru prima oară este posibil să obţii automobilul de care ai nevoie pentru o scurtă excursie prin sistemul ride sharing, în doar câteva momente, fapt ce poate diminua volumul traficului urban. Tot ce mai rămâne de făcut acum, insistă Dr. Martin Zimmermann, vicepreședinte al Strategy, Alliances & Business Innovation din cadrul Daimler, este să interconectăm toate convins că transportul public local va îndeplini un rol decisiv în această dezvoltare. Megaorașele din Orientul Mijlociu au recunoscut de asemenea acest lucru. Spre exemplu, planificatorii urbani au acordat maximă importanţă integrării sistemelor de transport public din Dubai, oraș în care liniile de metrou, autobuz și transport marin sunt interconectate printr-un număr în creștere de staţii comune, multimodale. Staţiile de autobuz sunt prezente la toate staţiile de metrou chiar și la cele din zone periferice. Taxele de călătorie pot fi plătite prin intermediul unor carduri inteligente sau prin intermediul unei aplicaţii e-ticket pentru telefoanele mobile inteligente, fapt ce le ușurează călătorilor schimbarea diferitelor mijloace de transport. În loc să fie nevoiţi să ţină cont de preţul diferitelor bilete, pasagerii plătesc strict pentru distanţa pe care au parcurs-o și pot de asemenea să folosească tehnologiile inteligente pentru a plăti și locurile de parcare din apropierea staţiilor. În Europa, conform profesorului Stefan Bratzel de la Center of Automotive din cadrul Universităţii de Ştiinţe Aplicate din Bergisch Gladbach, Germania, autobuzele și transporturile pe șine devin mijloacele de transport preferate, pe măsură ce din ce în ce mai mulţi tineri din marile orașe preferă să nu-și mai cumpere automobile. Într-un studiu intitulat Jugend und Automobil 2010 (Tinerii și Automobilul 2010), Bratzel și colegii săi au intervievat peste de tineri cu vârsta între 18 și 25 de ani. Rezultatele au indicat clar că acest grup de vârstă nu mai consideră automobilul ca pe un simbol al unui status social. Alte studii realizate încă din a doua jumătate a deceniului trecut de către Prof. Peter Kruse, un psiholog din Bremen, au confirmat această ten dinţă. Mobilitatea era asociată libertăţii și era considerată un privilegiu. În prezent, libertatea tinde să fie exprimată prin telefoane mobile și nu prin automobile, susţine el. Obiectul dorinţelor și simbolul independenţei personale sunt din ce în ce mai mult un instrument de funcţionalitate mobilă. Mulţi consumatori au început să simtă la nivel subconștient că automobilul este doar unul dintre multele mijloace de transport. La aceeași concluzie au ajuns și cercetătorii de la Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research din Karlsruhe, Germania. În stu- Bicicletele și vehiculele electrice ușoare, foarte eficiente, sunt noile simboluri de status social al locuitorilor orașelor. serviciile publice de transport pentru o eficienţă maximă. Acest lucru, susţine el, va face ca transportul multimodal să devină foarte atractiv. Acest proces a început deja. Accesul din ce în ce mai larg la internet mobil oferă un potenţial enorm de eficientizare a reţelelor de transport din orașe. Tehnologiile de comunicaţii mobile fac posibilă dezvoltarea unui sistem denumit car-to-infrastructure communication ce permite un răspuns mai rapid al sistemelor de control al traficului, susţine Zwick. Acest concept prinde deja viaţă la Houston, unde experţii Siemens în mobilitate au implementat un sistem inteligent de control al semafoarelor, care înregistrează nu doar câte mașini se apropie de o intersecţie, dar și viteza lor. Acest sistem controlează dinamic luminile semaforului în funcţie de numărul automobilelor care se apropie. Pe lângă fluidizarea tra- Pictures of the Future Toamna

24 ficului noua tehnologie este concepută pentru a-i ajuta pe șoferii de autobuz să-și respecte o- rarul de parcurs. Infrastructura determină dacă un autobuz este în întârziere și comută semafoarele pe culoarea verde pentru a-i permite șoferului să recupereze timpul pierdut (Pictures of the Future, Primăvară 2011, p. 91). Ecranul Multi-Touch. Elementele individuale ale infrastructurilor inteligente devin din ce în ce mai inteligente, însă acest lucru nu este suficient. Informaţia din sistemele de trafic trebuie încă să fie centralizată și folosită pentru controlul și optimizarea fluxului de trafic, susţine Zwick. Siemens este un furnizor la nivel mondial pentru componente ale infrastructurii de trafic inclusiv semafoare și sisteme de gestiune a traficului dar și un dezvoltator de hardware și software pentru sistemele de control al traficului și de soluţii pentru colectarea datelor asociate și folosirea lor în noi servicii. Spre exemplu, Siemens Innovative Mobility Solutions Unit, care are locaţii la Erlangen și München și este condusă de Zwick și de un coleg, a dezvoltat un ecran multitouch de dimensiuni mari, care va ușura munca personalului din centrele de control al traficului din marile orașe, oferindu-i posibilitatea de a avea o imagine de ansamblu asupra unui volum din ce în ce mai mare de informaţii. Ecranul multitouch adună datele de la sistemele de trafic și informare individuale și le oferă personalului într-un mod grafic, vizibil. De asemenea, acest ecran simplifică interacţiunile dintre membrii personalului de control din diferite arii de responsabilitate. Funcţia de Zoom asupra diferitelor străzi, închiderea unor secţiuni sau interconectarea datelor obţinute dintr-o zonă de trafic pot fi toate făcute cu o simplă mișcare a degetului, la fel ca în cazul tabletelor PC din prezent. Fiecare activitate este vizualizată și transparentă pentru toate persoanele implicate, mai susţine Zwick. Ecranul, ce este încă în faza de prototip, este menit să demonstreze lucrurile ce vor fi posibile în viitor. Mai mult decât atât, pentru personalul care se află pe teren, informaţia poate fi transmisă către dispozitive mobile, astfel încât și aceste persoane să poată fi incluse în procesul de luare a deciziei. Pe lângă accelerarea timpilor de reacţie, acest sistem oferă un sistem de coordonare mai precis și mai sigur. Autobuzele și trenurile vor fi mai punctuale, iar pasagerii vor avea de așteptat mai puţin atunci când vor schimba diferitele mijloace de transport în comun. O mare parte din aceste informaţii va fi de asemenea disponibilă și pentru public. Telefoanele inteligente sau tabletele pasagerilor vor oferi informaţii în timp real despre situaţia traficului, permiţându-le să opteze spontan pentru alte mijloace de transport, în funcţie de necesităţi la fel cum face și Zwick atunci când vrea să se întâlnească cu niște prieteni în oraș, după meciul de fotbal. Ecranul telefonului mobil îi spune imediat că aceștia îl așteaptă la un restaurant. Este perfect pentru că i s-a făcut foame. Aplicaţia de pe telefonul său inteligent îi arată că poate ajunge la restaurant în 30 de minute cu metroul și pentru că nu vrea să-i lase să aștepte pe prietenii săi, Zwick începe deja să citească meniul din metrou și comandă mâncarea preferată. Hans Schürmann Calitatea vieţii în orașe Proiectul SmartSenior Soluţii inteligente Helga Hohmann deschide televizorul la puţin timp după ce s-a trezit din somn. Pe ecran apare numele ei de utilizator lângă care Helga, care are frumoasa vârstă de 72 de ani, își introduce parola. Imediat după introducerea parolei, pe ecran apar o serie de iconiţe cu fonturi mari ce poartă denumiri precum Comunicaţii, Sănătate, Asistenţă, La Domiciliu sau Calendar. Helga dă un click pe iconiţa Calendar pentru a vedea ce program și-a rezervat pentru ziua de azi. Are o programare la doctor la ora 11, o ședinţă de fizioterapie la ora 3 și o întâlnire cu prietenii la ora 6. Deși programul poate părea încărcat pentru o persoană de vârsta ei, Helga nu va trebui să părăsească deloc confortul apartamentului său, pentru că fiecare dintre întâlniri se va produce virtual prin serviciul de portal accesibil prin televizorul său, ce include un sistem de comunicaţii audio-video. Așa poate arăta o zi obișnuită din viaţa unui bătrân în viitorul apropiat, într-o lume în care sunt amplasate sisteme de Ambient Assisted Living (AAL), sisteme ce le vor permite seniorilor să rămână independenţi, sănătoși, în siguranţă și, nu în ultimul rând, mobili și activi pentru perioade mai lungi de timp. Evoluţia demografică certifică faptul că trebuie făcut 24 Pictures of the Future Toamna 2011

25 Toate elementele componente ale programului SmartSenior trebuie să interacţioneze perfect de la transmiţător (stânga), cititorul pentru tensiunea arterială și Med-I-Box (sus) și până la webpad-ul sistemului și smartphone. pentru seniorii de mâine Conectaţi, activi și mobili aceasta este reţeta prin care calitatea vieţii bătrânilor se va îmbunătăţi dacă un proiect denumit SmartSenior va deveni realitate. Acest proiect pregătește terenul pentru un set de opţiuni personalizate din domeniul serviciilor medicale și al comunicaţiilor. Acest proiect va fi testat la Potsdam în ceva în acest domeniu. Spre exemplu, unul din trei cetăţeni germani va avea peste 60 de ani până în Ca un răspuns la această tendinţă de evoluţie, un proiect de cercetare denumit SmartSenior a adus laolaltă 28 de firme industriale și organizaţii de cercetare sub conducerea Deutsche Telekom Laboratories (T-Labs). Printre companii se numără Siemens, BMW, Alcatel-Lucent, Charité University Hospital (Spitalul Universitar Charite) din Berlin, German Research Center for Artificial Intelligence (Centrul german de cercetare pentru inteligenţă artificială) și compania de management imobiliar GEWOBA din Postdam. Ministerul german al Educaţiei și Cercetării a oferit o finanţare de 24 de milioane de euro pentru acest proiect, sumă la care se adaugă 17 milioane de euro ce provin de la companiile industriale, inclusiv 5 milioane de euro de la Siemens (vezi Pictures of the Future, Toamna 2010, p. 100). Proiectul ce a fost lansat în 2009 cuprinde 9 capitole pentru dezvoltarea inovaţiilor, care integrează tehnologiile informaţiei și comunicaţiilor și servicii printre care și cele de asistenţă de urgenţă, siguranţa locuinţei, reţele de socializare și telemedicină. Principala provocare constă în standardizarea și integrarea diferitelor dispozitive de la televizoare și telefoane inteligente până la aparatele de uz casnic și automobile. SmartSenior este liderul în Europa în acest domeniu al integrării atât de multor servicii într-o singură platformă, susţine Michael Balasch, Research & Innovation Director la T- Labs și coordonatorul general al consorţiului SmartSenior. Experiment cu seniorii. Un experiment de trei luni, ce va fi lansat în aprilie 2012, va demonstra dacă toate aceste tehnologii se potrivesc laolaltă și cât de bine vor fi primite de utilizatori. În cadrul experimentului, 35 de locuinţe din Potsdam vor fi echipate cu conexiuni la internet de mare viteză, cu un hub de date cunoscut drept AAL Home Gateway și cu o serie de senzori de cameră diferiţi. Toţi participanţii la acest experiment vor avea vârsta de cel puţin 50 de ani. Apartamentul model pentru acest experiment din Potsdam are un televizor cu ecran plat în camera de zi, pe care este afișată interfaţa SmartSenior, un sistem de comunicare audio-video prin intermediul televizorului, o cameră video și un telefon cu hands-free. Senzorii montaţi în rama geamurilor determină dacă ferestrele sunt deschise sau nu, în timp ce alţi senzori instalaţi în tavan strâng informaţii despre temperatura camerei, luminozitate și eventualele scurgeri de gaz. Majoritatea acestor senzori operează autonom și-și transferă datele spre un portal. Sistemul are nevoie de doar o săptămână pentru a învăţa rutina cotidiană a rezidentului pe baza datelor culese de senzori, susţine Karsten Raddatz de la TU Berlin. Dacă rezidentul senior pleacă de acasă și lasă deschisă o fereastră care de obicei trebuie să fie închisă, el sau ea va primi un mesaj pe smartphone. Datele despre mișcările rezidentului senior sunt de asemenea foarte importante. Să luăm următorul exemplu: un rezident se duce la toaletă ca de obicei, între ora 2 a.m. și 3 a.m., dar nu revine în dormitor după 10 minute, așa cum face în mod normal. Sistemul va înregistra această anormalitate și va trimite un semnal către un centru de asistenţă, de unde se va încerca ulterior contactarea telefonică a bătrânului. Dacă acesta nu răspunde la telefon, centrul de asistenţă va sesiza un centru de intervenţii de urgenţă. Posibilităţile de personalizare pe care acest sistem le oferă și natura modulară a soluţiilor pe care le propune sunt foarte importante pentru că, așa cum subliniază Balasch, fiecare senior Pictures of the Future Toamna

26 este unic. Unii oameni în vârstă sunt mai mobili decât alţii și pot folosi platforma pentru a menţine contactul cu cei dragi, în timp ce folosesc celelalte servicii puse la dispoziţie pentru a-și ușura viaţa. Alţi bătrâni pot să-și piardă ușor echilibrul sau sunt în pericol să sufere atacuri cerebrale. Din acest motiv, experimentul include un program interactiv pentru prevenirea căzăturilor. Mai târziu va putea fi posibil ca un spital sau alte servicii de urgenţă să utilizeze funcţia video pentru ca personalul să-și facă o idee despre natura urgenţei, înainte de intervenţie evident, dacă utilizatorul a autorizat o astfel de funcţie. Siemens dezvoltă de asemenea și un ceas de mână care înregistrează mișcarea și parametrii vitali ai celor care-l vor purta și apoi transmite aceste informaţii către portalul AAL Home (vezi Pictures of the Future, Toamna 2010, p. 100). Utilizare flexibilă. Ne-am gândit la diferite scenarii ce reunesc obiective medicale, personale și de utilizator, explică Stefan Göllner de la TU recorder, senzorii din ramele de la geamuri și cei din tavan arată ca și senzorii obișnuiţi pentru incendii sau împotriva pătrunderii prin efracţie, iar Portalul AAL Home și unitatea de comunicaţii medicale Med-I-Box pot fi instalate aproape oriunde în apartament. Din considerente locale, în cadrul experimentului nu vor fi oferite participanţilor servicii medicale reale. Astfel, situaţiile de urgenţă sunt doar simulate pentru a fi testată reacţia sistemelor de asistenţă și felul în care utilizatorii interacţionează cu acestea. Helga Hohmann este unul dintre personajele fictive create pentru un scenariu SmartSenior. Ea a suferit câteva operaţii la șold și folosește transportul public pentru a se deplasa la doctor, dar și-a exprimat dorinţa de se putea întâlni cu medicul cu mai puţin efort. De aceea, conform scenariului, Helga își apelează fișa personală de pacient cu puţin după ora 11 a.m., cu ajutorul iconiţei Health a platformei sale SmartSenior, de pe ecranul TV. Ea își verifică semnele vitale trimise către sistem cu ajutorul nic. Astfel medicul este informat cu privire la posibilele maladii, simptome și tratamente urmate de pacient. Toate diagnosticele anterioare pot fi examinate prin portalul SmartSenior. Datele necesare medicului și pacientului vor fi procesate și prezentate diferit, explică Schultz. Fișa electronică a pacientului conţine toate informaţiile relevante, cum ar fi rezultate EKG, tensiunea arterială, medicaţii etc. Totul este verificat de un sistem de diagnoză automat. Alţi medici pot fi solicitaţi să participe la consultare, dacă va fi necesar, iar bazele de date medicale pot fi accesate în timp real pentru a determina interacţiunile posibile dintre diferitele medicamente, mai explică Schultz. Servicii mai eficiente. TMCC lucrează la centrul de telemedicină din cadrul proiectului, ce operează ca un call center în care apelurile telefonice sunt prioritizate și expediate mai departe. Sunt mai multe niveluri de servicii, fiecare cu propria sa arie de expertiză. Infirmierii, asistenţii și paramedicii lucrează la primul nivel. Ei Soluţii în genul cămășii EKG (ECG Shirt) le vor permite seniorilor să-și monitorizeze semnele vitale și să le transmită direct unui medic prin intermediul platformei SmartSenior. Berlin și T-Lab Quality and Usability Lab. Aici grupurile de utilizatori sunt formate din seniori și familiile lor, medici, paramedici, fizioterapeuţi și alţi ofertanţi de servicii. Toţi acești potenţiali utilizatori vor fi conectaţi prin portalul SmartSenior Service. Accesul se va face prin dispozitive de comunicare mobile sau fixe pentru a face faţă urgenţelor, consultaţiilor periodice și sesiunilor interactive de terapie sau pentru menţinere spre exemplu, în timpul perioadei de refacere de după un atac cerebral. În aceste scenarii s-a ţinut cont și de temerile posibile ale utilizatorilor. Spre exemplu, unii oameni ar putea fi reticenţi în utilizarea acestor tehnologii sau ar putea să se teamă că le este încălcată intimitatea vieţii private. Pentru a răspunde acestor temeri, dispozitivele din cadrul programului SmartSenior au fost concepute pentru a se integra perfect mediului de viaţă obișnuit al utilizatorilor săi. Echiparea apartamentului cu sisteme de asistenţă tehnică nu va fi vizibilă cu ușurinţă nici pentru vizitatori și nici chiar pentru rezidenţi. Spre exemplu, sistemul set-top box este un dispozitiv de comunicaţii non-medicale ce arată ca un video Telemedicina reprezintă o variantă atractivă pentru bătrâni, nu doar în orașe, dar și în zonele rurale unde sunt puţini medici. senzorilor din ceasul său, al pulsoximetrului și al altor dispozitive externe. Apoi, pe ecran apar o serie de date printre care pulsul, temperatura, tensiunea arterială și ritmul respirator. Acum Helga poate folosi telecomanda pentru a activa conexiunea audio-video Televisit. Puţin timp mai târziu, ea va fi întâmpinată de un asistent al medicului, la centrul de telemedicină, care îi va face legătura cu medicul personal. Este important ca utilizatorul să poată recunoaște elementele interactive și să le opereze intuitiv pe televizor și pe terminalele mobile de genul telefoanelor inteligente, explică Göllner. O vizită la medic prin telemedicină se desfășoară ca o vizită normală la doctor sau ca o vizită la domiciliu, susţine și Dr. Martin Schultz, șeful Telemedicine Center (Centrului de Teleme-dicină) de la Charité Hospital (TMCC) din Berlin. În această configuraţie, o asistentă medicală poate îndeplini rolul recepţionistei, solicitând informaţii despre starea pacientului și pregătindu-i fișa în format electroacţionează ca agenţi medicali și trebuie pregătiţi pentru a comunica în consecinţă, mai adaugă Schultz. Nivelul doi este format din medici generaliști care pot acţiona rapid, dar și din medici specialiști, disponibili însă pentru anumite cazuri. Membrii stafului serviciului de Telemedicină lucrează în faţa calculatoarelor dotate cu sisteme audio-video de înaltă rezoluţie. Evident, un medic care se întâlnește faţă în faţă cu un pacient poate obţine și o serie de importante informaţii non-verbale, prin examinarea directă sau prin prin percepţia anumitor detalii precum mirosurile, mai explică Schultz. Însă o parte din aceste informaţii poate fi colectată în cadrul serviciului de telemedicină prin prezenţa fizică a membrilor familiei, a unei asistente sau a unui fizioterapeut, a mai 26 Pictures of the Future Toamna 2011

27 adăugat el. Telemedicina reprezintă o variantă atractivă pentru bătrâni, nu doar în orașe, dar și în zonele rurale, unde sunt puţini medici. În situaţii de urgenţă, medicii care vor consulta prin serviciul de telemedicină le pot explica pacienţilor cum să se ajute singuri până vor putea primi asistenţă medicală de specialitate. Informaţiile medicale adunate de senzori, care măsoară și transmit date cu privire la gradul de saturaţie cu oxigen, mișcare și ritmurile cardiac și respirator, oferă de asemenea și alte beneficii spre exemplu, prin prevenirea anumitor accidente rutiere. BMW, spre exemplu, dezvoltă un sistem de asistenţă pentru oprire de urgenţă pentru scenarii cuprinse în acest proiect, în care un șofer își pierde cunoștinţa din cauza unui infarct. Sistemul pentru oprire de urgenţă va prelua în astfel de cazuri în mod automat controlul vehiculului, va porni luminile de avarie și va trage pe dreapta în condiţii de siguranţă. Acest sistem va folosi și tehnologie bazată pe senzori în radare, scanere cu laser și videocamere, pentru a determina poziţia altor participanţi la traaspecte. Vivantes, spre exemplu, este responsabilă pentru dialize, în timp ce Berlin Pain Center și spitalul Klinikum Südstadt Rostock dezvoltă tratamente împotriva durerii. Căzăturile sunt o altă mare problemă. Una din trei persoane de peste 65 de ani din Germania suferă cel puţin o căzătură pe an, iar la categoria de vârstă de peste 80 de ani acest procent atinge 80%. Costurile anuale ale tratării efectelor acestor căzături, doar în Germania, sunt estimate la 500 de milioane de euro, conform Grupului de Cercetări Geriatrice (Geriatric Research Group). Revenirea acasă, după o perioadă petrecută la spital sau într-o clinică de reabilitare, este deseori dificilă, pacienţii pierzându-și motivaţia de a urma cu stricteţe programul de refacere prescris de medici. Acești oameni trebuie să continue să facă exerciţii pentru lungi perioade de timp susţine Gövercin, iar un program de antrenament interactiv, la domiciliu, poate asigura continuarea programului de refacere cu ajutorul și sub observaţia fizioterapeuţilor, mai adaugă el. Din Telemedicina le permite medicilor să răspundă imediat unei probleme prin comunicarea directă cu pacientul prin intermediul unei conexiuni audio-video. ierea etapei de testare în Una dintre aceste provocări este de a transforma soluţiile demonstrate experimental în produse ce pot fi vândute. Mai mult decât atât, cadrul legal rămâne neclar în ceea ce privește o serie de sisteme din cadrul proiectului, așa cum ar fi sistemul de asistenţă pentru oprirea de urgenţă sau interfaţa dintre produsele medicale și nonmedicale. În sfârșit, asiguratorii nu doresc să plătească decât pentru acele servicii medicale a căror eficienţă a fost demonstrată, motiv pentru care nu există încă un mercurial al serviciilor de telemedicină. Interesul printre tineri și bătrâni. Târgul CeBIT 2011 le-a demonstrat partenerilor de proiect că SmartSenior poate aduce vânzări record, devenind clar că acest sistem s-ar vinde repede dacă ar fi deja disponibil. Seniorii au declarat că doresc să ducă acest sistem acasă. Tinerii au fost de asemenea impresionaţi, ţinând cont și de faptul că portalul SmartSenior oferă utilizatorilor și posibilitatea de a-și face cumpărăturile pe internet sau de a comanda masa, îi înștiinfic și a pietonilor, iar în același timp poate transmite date medicale relevante și poziţia exactă a vehiculului către un centru de salvare de urgenţă. Un grup ţintă multifaţetat. Grupul ţintă al proiectului SmartSenior este reprezentat de totalitatea persoanelor în vârstă, susţine Dr. Mehmet Gövercin, Director adjunct al Grupului de cercetare geriatrică (Geriatric Research Group) de la spitalul Charité. Gövercin este de părere că acest grup ţintă are în special nevoie de soluţii inteligente și inovative: Soluţiile trebuie să fie personalizate pentru că sunt persoane în vârstă de 55 de ani care suferă atacuri cerebrale și persoane de 80 de ani care aleargă la maraton, mai susţine el. Grupul condus de Gövercin lucrează la interfaţa dintre cercetare și practică pentru a dezvolta soluţii pentru prevenirea căderilor, a atacurilor și pentru aplicarea consecventă a programelor și măsurilor de reabilitare. Acest lucru este extrem de important având în vedere că, doar în Germania, în prezent, trăiesc mai mult de 1 milion de persoane care au suferit atacuri. Alţi parteneri din cadrul proiectului SmartSenior se ocupă de alte acest motiv un preparator fizic interactiv va fi de asemenea testat în cadrul experimentului. Gövercin cunoaște din propria sa experienţă că persoanele în vârstă agreează folosirea calculatoarelor și a tehnologiei comunicaţiilor dacă înţeleg cu claritate utilitatea acestora. Persoanele în vârstă nu sunt deloc tehnofobe, asigură el. Obiectivul major este întotdeauna îmbunătăţirea calităţii vieţii persoanelor în vârstă și independenţa acestora. Însă acest proiect se concentrează și asupra reducerii costurilor asociate perioadelor de spitalizare, ceea ce ar reduce în același timp presiunea exercitată asupra companiilor care oferă servicii de asigurări medicale. În acest scop, SmartSenior va încerca să determine până la ce punct vor putea fi atinse aceste obiective. Balasch este încrezător că testarea practică a acestui proiect, ce va dura 3 luni, va oferi o serie de date noi, extrem de importante, privind interacţiunea dintre componentelele sistemului și gradul de acceptare al utilizatorilor asupra sistemului în ansamblul său. În continuare, partenerii implicaţi în acest proiect vor continua să se confrunte cu multe provocări, chiar și după încheţează pe proprietari sau administratori despre posibilele probleme ce apar într-un apartament, fac programări la coafor și accesează reţelele de socializare. Utilizatoarea noastră fictivă, Helga Hohmann, va putea astfel nu doar să-și contacteze medicul prin portalul SmartSenior, ci va putea să ţină legătura și cu familia și prietenii. Bună, Helga! o voce plăcută se poate auzi dinspre televizor la ora 6 p.m. Prietena lui Helga, Gerda, apare atunci pe ecranul ce se poate împărţi pentru a-i face loc și lui Klaus și soţiei sale care zâmbesc și fac cu mâna spre camera video. Cu ajutorul lui SmartSenior, prietenii se pot întâlni virtual ori de câte ori doresc și pot interacţiona aproape ca și când s-ar afla în aceași cameră. În această seară interacţiunea de la distanţă nu este suficientă, așa că prietenii se decid să se întâlnească pentru a lua cina. Helga îmbracă o vestă despre care nimeni nu va ști că este dotată cu senzori, la fel ca și ceasul său de la mână. Iese din apartamentul său cu un sentiment pozitiv pentru că știe că reţeaua sa Smart- Senior va avea grijă de ea și în această seară. Evelyn Runge Pictures of the Future Toamna

28 Birourile moderne au nevoie de tehnologii puternice. München-ul instalează rapid cabluri de fibră optică. Pagina de alături, stânga: primarul din München, Christian Ude și ofiţerul pentru utilităţi publice Kurt Mühlhäuser. Calitatea vieţii în orașe Comunicaţii Independent, dar online În viitor, munca va veni la noi în loc să mergem noi la muncă graţie conexiunilor de mare viteză, reţelelor de calculatoare și arhitecturilor de securitate IT robuste. De asemenea în birouri, staţiile de muncă fixe vor fi din ce în ce mai frecvent înlocuite de centre de muncă flexibile La fel ca mulţi dintre navetiști, inginerul auto Jens Müller își începe ziua blocat în trafic. Are nevoie de aproximativ o oră pentru a ajunge de acasă, de la Lake Starnberg, până la biroul de la München. În astfel de situaţii o invidiez pe colega mea Marijke van Veen, povestește el. Şi asta pentru că naveta reprezintă un lucru ce ţine de trecut pentru Marijke, care lucrează pentru o companie de proiectare din Amsterdam. Ea nu are un loc de muncă fix. În schimb ea merge la un centru de muncă inteligent, cunoscut drept un centru pentru munca în comun. Astfel de centre, ce sunt fie proprietate a unor companii, fie proprietate privată și sunt închiriate de companii, pot fi găsite în multe orașe europene. Ele oferă echipamente de comunicaţii de ultimă generaţie, ce le permite colegilor să lucreze împreună la nivel naţional sau internaţional. De asemenea ele oferă toate programele de calculator necesare, precum și camere pentru videoconferinţe și facilităţi pentru munca în comun cu date în format 3D. Marijke nu trebuie să se deplaseze decât 500 de metri de la locuinţa sa până la locul de muncă. Mai mult decât atât, foarte frecvent ea rămâne să lucreze la biroul din apartamentul său, atât timp cât din programul zilei de muncă nu face parte nicio videoconferinţă însoţită de prezentări în timp real. Munca și viaţa de acasă sunt din ce în ce mai întrepătrunse, susţine Dr. Wilhelm Bauer, de la Institutul pentru Inginerie Industrială Fraunhofer (Institute for Industrial Engineering - IAO), cu privire la această tendinţă spre o nouă cultură a muncii. Însă totul depinde în mare măsură de tehnologia disponibilă, mai adaugă el. În mod ideal, această tehnologie include o reţea de fibră optică ce poate transmite date cu o rată de 1 gigabit pe secundă (Gbit/s) către utilizatori. Deși conexiunile VDSL și DSL ating mai puţin de o miime din această rată de transfer, ele sunt încă suficiente pentru multe aplicaţii. În viitor, totuși, va fi posibil să fie atinse viteze de transfer al datelor de ordinul sutelor de megabiţi pe secundă (Mbit/s), chiar și cu un simplu telefon mobil, ceea ce le va permite utilizatorilor să organizeze conferinţe video de înaltă rezoluţie. Reţele optime. Principala necesitate a birourilor virtuale este reţeaua de calculatoare, inclusiv telefoane inteligente și tablete, o reţea de transmitere de mare viteză și o arhitectură de securitate IT de ultimă generaţie. În acest context, guvernul german a decis în 2009 că trei sferturi dintre gospodăriile ţării trebuie să dispună de conexiuni cu viteze de transmitere de cel puţin 50 Mbit/s până în anul Acest obiectiv va fi probabil atins, ţinând cont de previziunea Global IP Traffic Forecast publicată de Cisco Systems în iunie 2011, conform căreia lăţimea medie de bandă în Germania va crește de la 12 Mbit/s în 2010 până la 46 Mbit/s în Capitala Coreii de Sud, Seul, a ajuns deja la o rată de transfer de 100 Mbit/s, pe care dorește să o crească până la sfârșitul lui 2012 la 1 Gbit/s. O rată de transfer atât de mare le-ar permite iubitorilor de filme să-și descarce foarte rapid producţiile preferate de pe internet și ar permite, spre exemplu, lucrul cu imagini de înaltă rezoluţie, în cadrul unor programe de învăţare de la distanţă, în universităţi. Ratele de transfer trebuie să ajungă la valoarea de 1 Gbit/s, pentru a transmite imagini medicale de înaltă rezoluţie sau pentru ca proiectanţii din mediul industrial să poată conlucra asupra versiunii virtuale a unui nou produs. Ca și alte ţări asiatice, Coreea de Sud adoptă noi tehnologii în timp record. Deși celebrul iphone nu a ajuns în Coreea de Sud până în 2009, cei 50 de milioane de locuitori ai acestei ţări vor avea, conform previziunilor, 20 de milioane de smartphone-uri până la sfârșitul acestui an. Telefoanele inteligente și tabletele PC reprezintă în prezent echipamente standard pentru studenţi, permiţându-le spre exemplu să-și rezerve un loc la biblioteca universităţii încă de acasă. Acest lucru a fost făcut posibil de o apli- 28 Pictures of the Future Toamna 2011

29 caţie care le arată utilizatorilor ce camere de lectură au locuri libere. Orașele din Germania sunt însă bine plasate prin comparaţie cu multe alte orașe. Compania municipală de utilităţi din München, SWM, spre exemplu, urmează să cableze cu fibră optică toate cele de clădiri aflate în zona înconjurată de șoseaua de centură interioară a orașului, până în În această arie se află de apartamente, adică jumătate din locuinţele din München. Un sfert din locuitorii orașului München au deja acces la internet cu viteze de transfer de până la 100 Mbit/s, susţine Dr. Jörg Ochs, șeful unităţii de Telecomunicaţii a SWM, persoana responsabilă de accesul la fibră optică din München. Din punct de vedere al vitezei de transmitere a datelor, orașul nostru este printre primele din Europa, mai adaugă el. Inginerii BMW și de la Siemens Corporate Research din München dispun de astfel de viteze mari de transfer de mult timp, având nevoie de ele pentru dezvoltarea produselor virtuale online. De asemenea, am instalat conexiuni recriptare și de verificare, precum și un sistem de management al drepturilor de utilizator ce este aproape imposibil de spart de hackeri. Munca urmează să devină mai flexibilă. Spre exemplu, profitând de centrele de co-working (pentru munca în comun), echipele de angajaţi se pot întâlni spontan, conform necesităţilor proiectelor la care lucrează, indiferent de locaţiile în care se află. Corespunzător acestei abordări, noul cartier general al Siemens din München va prezenta conceptul Siemens Office, ce le permite membrilor echipelor să se întâlnească online sau faţă în faţă, în centre de birouri de ultimă generaţie, ale căror dimensiuni și echipări pot fi modificate ușor, în funcţie de diferitele criterii (vezi p. 18). Calitatea vieţii în orașe Interviu Ne aflăm acum în data de 25 septembrie 2015 și Jens Müller a rezervat o sală de ședinţe virtuală pentru ora 10 a.m. Marijke van Veen se află în continuare în camera de zi a prietenei sale Christiane, care și-a sărbătorit ziua de naștere în seara precedentă. La întrunirea de azi echipa va discuta despre o operaţie de facelift pentru un mic automobil electric. Cea mai nouă idee a lui Marijke cu privire la interiorul mașinii este consemnată în tableta sa și totul este pregătit pentru a o discuta alături de colegi dar, după o noapte de petrecere, și-ar dori ca această întrunire să nu se desfășoare prin videoconferinţă. Klaudia Kunze Bine aţi venit în Biroul BYOD Digitizarea a modificat dramatic industria media. Ce alte sectoare ar putea fi modificate în continuare? Bauer: Procesul de digitizare a muncii va continua în toate domeniile și în toate industriile. Gradul de digitizare va fi însă variabil. De e- xemplu, un medic trebuie ca la un moment dat să-și examineze personal pacienţii și nu le poate oferi consultaţii doar de la distanţă. Astfel, diferenţele interpersonale dintre sectoare sunt foarte importante. dundante pentru mai multe companii, adaugă Ochs. Prin urmare, dacă un cablu nu funcţionează în parametrii normali, cel de-al doilea poate prelua imediat sarcinile primului, a explicat el. Deși infrastructura de telecomunicaţii este foarte bună în orașele din Germania, zonele rurale au încă destul de recuperat, mai susţine Bauer. În special oamenii din zonele rurale ar beneficia de reţelele de înaltă performanţă. Foarte mulţi angajaţi ar putea să facă mai puţin naveta pentru a munci în oraș. Guvernul Bavariei a anunţat că va investi 100 de milioane de euro pentru a promova conexiunile rapide prin fibră optică la nivelul municipalităţilor landului. În zonele cu densitate mică a populaţiei, unde instalarea de cabluri cu fibră optică ar fi prea costisitoare, furnizorii de comunicaţii mobile doresc să apeleze la succesorul standardului UMTS: standardul LTE (Long Term Evolution), care va face posibile vitezele de transfer de peste 100 MBit/s. Totuși, această măsură nu va fi suficientă pentru ca toate birourile să se mute pe World Wide Web. Securitatea IT este crucială acolo unde date importante sunt transferate și stocate pe servere externe, explică Dr. Johann Fichtner, Head of IT Security în cadrul Siemens Corporate Technology. Echipa sa dezvoltă sisteme de Dr. Wilhelm Bauer, 54 de ani, este Head of the Fraunhofer Institute for Industrial Engineering (IAO) și al Institute for Human Factors and Technology Management (IAT) din Stuttgart, Germania. De asemenea, el susţine conferinţe despre concepte de muncă în mediul office la universităţile din Hanovra și Stuttgart. În calitate de co-iniţiator al proiectului Office 21, Bauer este preocupat în special de cum va evolua în viitor munca în mediul office. Ce vreţi să spuneţi prin aceasta? Bauer: Mă refer la condiţiile ce au legătură cu etapele vieţii. Factorul uman joacă un rol crucial atunci când încercăm să modificăm mediul de lucru. Spre exemplu, există categoria nativilor digitali tinerii care asimilează imediat orice formă nouă de tehnologie în viaţa lor profesională dar și particulară. Mai există și categoria imigranţilor digitali - persoane mai în vârstă care sunt obișnuite cu locurile de muncă fixe și cu întrunirile faţă în faţă. Ce reprezintă acest lucru pentru viitorul locurilor de muncă? Bauer: Faptul că lumea locurilor de muncă este în proces de diversificare! Nu vor mai exista profiluri standardizate de locuri de muncă pentru că aria de muncă devine mai individualizată, depinzând de competenţele și de angajamentul personal. Mediul individual de muncă este de asemenea în schimbare, în conformitate cu noile cerinţe. Un exemplu este conceptul Bring Your Own Device, sau pe scurt BYOD, în care fiecare angajat își cumpără singur echipamentele necesare. Companiile le oferă angajaţilor dinamici și cu un grad înalt de calificare un buget pentru achiziţia echipamentelor de muncă preferate. Spre exemplu, eu pot decide singur dacă doresc să lucrez cu un laptop și un Black-Berry sau cu un iphone și un ipad. Interviu de Klaudia Kunze. Pictures of the Future Toamna

30 Calitatea vieţii în orașe Jakarta Viaţa în Marele Durian Asiatic Cu aproximativ 10 milioane de locuitori și o densitate de aproape de oameni pe kilometrul pătrat, Jakarta este unul dintre cele mai dens populate orașe din Asia. Prăpastia dintre bogaţi și săraci în metropola indoneziană este foarte mare. Mai mult decât în alte părţi, aici calitatea vieţii este o chestiune de cum definești acest concept Băieţelul stă într-un șanţ plin cu apă reziduală. Într-o mână ţine un pui de raţă pe care îl strânge la piept. Picioarele îi sunt afundate într-un amestec fetid de noroi și vechi pungi de plastic, iar în spatele lui se întinde un cimitir mizer. Gunoaiele s-au adunat printre morminte, iar găinile scurmă prin murdărie. Copiii vin aici să se joace, și, deși zburdă fericiţi pe dealurile de noroi și gunoaie, vocile lor se aud înfundat în arșiţa neiertătoare a după-amiezii. O briză fetidă bate dinspre râul din apropiere, iar duhoarea se amestecă cu mirosul de cuișoare al ţigărilor Kretek, fumate de câţiva bărbaţi care stau în preajma adăposturilor lor improvizate. În mod bizar, atmosfera este aproape idilică în mahalaua Cawang, aflată în capitala indoneziană Jakarta un oraș cu 10 milioane de locuitori. Sezonul ploios va începe în curând, iar musonul se va prăvăli asupra megaorașului cu toată puterea. Atunci micuţul râu se va transforma într-un torent sălbatic ce va îneca mahalaua în mizerie. Sute de oameni își vor pierde locuinţele improvizate iar dacă lucrurile vor merge chiar rău, așa cum s-a întâmplat la marea inundaţie din 2007, zeci de oameni își vor pierde viaţa. Însă, indiferent dacă cimitirul se va deschide pentru a primi noi rezidenţi, oamenii din Cawang vor încerca să treacă peste toate acestea cu calm. Suntem obișnuiţi să înfruntăm astfel de pericole în fiecare zi, susţine Oyo, șeful mahalalei. Am învăţat să ne adaptăm la orice situaţie, mai adaugă el. Oyo este un bărbat în vârstă de 55 de ani, tras la faţă. El îi reprezintă pe locuitorii mahalalei și acţionează atât ca om de contact, cât și ca purtător de cuvânt al acestora. Oyo a trăit în mahala toată viaţa și este extrem de familiarizat cu problemele cu care se confruntă oamenii de aici în fiecare zi. Cea mai mare ameninţare a fost mereu apa, explică Oyo, dar nu se referă doar la inundaţiile anuale pe care oamenii de aici sunt pregătiţi să le înfrunte. Atunci când situaţia devine gravă, aceștia se caţără pe acoperișul locuinţelor și așteaptă până se retrag apele. Adevărata problemă care îi urmărește tot timpul anului este însă lipsa apei potabile. Familiile își cară apa din râu sau sapă niște fântâni improvizate, susţine Oyo. Însă și apa scoasă din pământ este tot galbenă și miroase urât, mai adaugă el. 30 Pictures of the Future Toamna 2011

31 O serie de factori precum apa, managementul deșeurilor sau traficul afectează profund calitatea vieţii la Jakarta. Un filtru de apă de la Siemens (dedesubt) le oferă locuitorilor din mahalaua Cawang apa pură de băut de care au atât de multă nevoie. această unitate a fost creată de Rhett Butler, un inginer Siemens din Australia. Unitatea folosește o serie de filtre cu membrane ultrafine pentru a îndepărta orice urmă de agenţi patogeni și de sedimente din apă (vezi p. 37). Această unitate, ce nu are nevoie de intervenţii extinse de mentenanţă, poate transforma zilnic de litri de apă contaminată într-un lichid cu un grad ridicat de puritate fără a folosi vreun fel de substanţe chimice în acest proces. Oyo arată spre o platformă din beton turnată în pământ între adăposturi și niște bananieri sălbatici. Cilindrul înalt de 1,5 metri SkyHydrant a fost amplasat pe platformă. Alături de el se află un rezervor mare din plastic dotat cu un robinet. Un furtun leagă rezervorul de filtru, servind și ca un excelent suport pentru rufele atârnate la uscat. Sunt 180 de familii care se aprovizionează gratis de aici, spune Oyo. Însă apa nu este folosită doar pentru băut. La câţiva metri distanţă este un alt robinet. O femeie în vârstă stă așezată direct pe pământul acoperit cu gunoaie și spală niște vase. Mai există un furtun care duce către o baracă din lemn. Acela este dușul nostru, explică Oyo cu mândrie. Apa provine din subteran. O pompă electrică o extrage de la adâncimea de 12 metri și o împinge în unitatea Sky- Hydrant. Sarcina lui Oyo este să se asigure că micuţa fabrică de apă proaspătă, ce poate șoare, calitatea vieţii înseamnă în primul rând sănătatea. Şapte milioane de mașini. La doar câţiva kilometri de baraca lui Oyo, mahalaua Cawang face loc unui altfel de oraș. Aici zgârie-norii strălucesc în lumina soarelui, reflectând cozi nesfârșite de mașini. Aceste este Marele Durian, supranumele orașului Jakarta, ce face trimitere la un fruct exotic cu mirosul puternic. Iar numele se potrivește. Sunt aproape 7 milioane de vehicule în Jakarta, iar numărul acestora crește în fiecare zi cu aproximativ încă Conform unui studiu recent publicat de Frost & Sullivan, Jakarta se plasează pe ultimul loc din 23 de orașe într-un clasament al gradului de satisfacţie al participanţilor la trafic. Acest oraș și-a pierdut de mult abilitatea de a face faţă asaltului motorizat, iar blocajele constante din trafic sunt foarte costisitoare. Conform unui studiu realizat de expertul în mediu Dr. Firdaus Ali de la Universitatea din Indonezia, pagubele economice provocate de blocajele din trafic se ridică anual la aproximativ 3 miliarde de dolari pagube cauzate de pierderile de ore de muncă productivă și de creșterea costurilor serviciilor medicale asociate aerului poluat. La Jakarta nu există metrou. Traficul sufocant este relativ mai redus prin introducerea în 2004 a unui sistem de transport cu autobuzul. Chiar și mersul pe jos este o aventură, pentru că tro- Nici măcar fierberea apei nu mai ajută după ultimul dezastru, când mai mult de 60% din orașul Jakarta a fost inundat, iar nivelul apei în mahalaua Cawang a crescut cu 6 metri peste cel normal. Mulţi dintre noi s-au îmbolnăvit, povestește Oyo. De atunci, însă, situaţia mahalalei Cawang s-a îmbunătăţit. O mică unitate de tratare a apei, ce a fost donată de organizaţia de ajutorare Susila Dharma Indonesia și de SkyJuice Foundation, după marile inundaţii, face acum o diferenţă fundamentală. Cunoscută drept SkyHydrant, funcţiona și cu apa din precipitaţii, merge fără probleme. El o curăţă o dată pe lună, spălând filtrele sub un jet de apă curată. Această unitate funcţionează fără probleme de la instalarea sa în Unitatea SkyHydrant, care costă aproximativ de dolari, reprezintă mult mai mult decât o simplă picătură într-un ocean, din punctul de vedere al locuitorilor mahalalei. Cei câţiva litri de apă curată, pe care îi asigură în fiecare zi, au îmbunătăţit semnificativ calitatea vieţii oamenilor din Cawang. Pentru noi, susţine Oyo în timp ce-și aprinde o ţigară de cui- tuarele și semafoarele pentru pietoni sunt o raritate. Vini Adini trece prin aceste experienţe în fiecare zi. Adini, ca și Oyo, s-a născut la Jakarta și a locuit aici cea mai mare parte din cei 25 de ani pe care i-a împlinit. Spre deosebire de oamenii mahalalelor, ea locuiește într-un apartament caracteristic pentru clasa mijlocie, într-un cartier care nu este niciodată lovit de inundaţii. Adini se confruntă cu probleme care ţin de calitatea vieţii încă de la ora 6 a.m., în fiecare zi, când trebuie să meargă la muncă. Fac mai mult Pictures of the Future Toamna

32 Aproximativ 7 milioane de vehicule sufocă Jakarta. Alte de mașini și motociclete sunt adăugate în fiecare zi. struite. La aceste supercentre comerciale și de relaxare se poate ajunge doar cu mașina, iar poliţia locală a ajuns la concluzia că acestea au devenit una dintre principalele cauze ale interminabilelor blocaje din trafic. Oamenii se folosesc de aceste locuri pentru a evada într-o lume suprarealistă, dar nu toată lumea are voie să intre, explică Adini. Oamenii ca Oyo nu pot trece de agenţii de pază de la intrare. Singura lume Pentru a diminua congestiile de trafic, Jakarta dorește să-și deschidă prima linie de metrou în ce-i este rezervată lui Oyo și celorlalţi locuitori ai mahalalelor este realitatea amară. Sarwo Handhayani este foarte familiarizată cu această realitate amară a Marelui Durian prin munca sa. Handhayani, care s-a născut la Jakarta, este directorul autorităţii de dezvoltare urbană a orașului - Development Planning Board. Atunci când privește de la fereastra biroului său nicipalitatea caută să facă parteneriate publicprivate sau apelează la modelele de finanţare ale Băncii Mondiale. Handhayani este preocupată și de problema indundaţiilor. Peste 20% din suprafaţa orașului se află sub nivelul mării, și prin Jakarta trec 13 râuri, explică ea. Schimbările climatice au dus la o accentuare a manifestărilor extreme ale vremii din anotimpul ploios, ceea ce înrăutăţește și mai mult lucrurile, mai adaugă ea. Sărăcia joacă la rândul său un rol. Jakarta se scufundă cu câţiva centimetri în fiecare an din cauza extracţiilor nereglementate de apă din sol. În plus, sistemele de scurgere a apei și canalizarea din zonele sărace ale orașului sunt deseori înfundate de pungi de plastic și alte gunoaie, iar apa nu are unde să se scurgă odată cu venirea ploilor musonice. Dorim să construim mai multe rezervoare pentru a păstra apa în amonte și să lărgim albia râurilor pentru a putea crește debitul de scurgere. În plus, vom de două ore până la muncă, povestește ea, adăugând că dacă traficul ar fi fost normal, aș putea străbate drumul în mai puţin de 30 de minute. Pentru că nu există niciun fel de transport public în această parte a orașului, Adini și vecinii săi au organizat un sistem de car sharing (partaj al mașinilor). Ea parcurge pe jos ultimii metri și își pune o mască chirurgicală pentru a se proteja de ceaţă şi fum. Dacă ar fi să dorm timp de 20 de ani, mi-ar plăcea să văd când mă trezesc niște copaci în loc de blocaje în trafic, susţine ea. Mi-aș mai dori și să pot sta sub un copac, într-un parc și să citesc o carte, a mai adăugat ea. Pentru că la Jakarta sunt foarte puţine spaţii verzi, Adini și mulţi alţii sunt nevoiţi să-și petreacă timpul liber în mall-uri gigantice, un fel de miniorașe dotate cu aer condiţionat în care oamenii pot merge la cumpărături, se pot plimba, pot lua masa sau pot vedea un film. În capitala Indoneziei sunt deja deschise 70 de astfel de mall-uri, iar multe altele urmează să fie condin cartierul de afaceri, și ea vede ceea ce vede Adini - și, la fel ca și Adini, este obosită de nesfârșitele șiruri de mașini. Problema traficului va fi dificil de soluţionat în absenţa unui sistem de transport public eficient, susţine ea. Fiecare își cumpără o motocicletă sau o mașină imediat ce își permite. Adevărata problemă, susţine Handhayani, este faptul că lipsa transportului public îi obligă pe oameni să-și cumpere mașini: De aici trebuie să începem. În căutarea unui model financiar. Prima linie de metrou din Jakarta urmează să fie inaugurată în Lucrările vor începe în 2012 pe o secţiune iniţială de aproximativ 15 kilometri, secţiunile ulterioare urmând să fie adăugate bucată cu bucată. Municipalitatea dorește de asemenea să extindă reţeaua de autobuze și vizează și introducerea unei taxe de trafic. Handhayani recunoaște că astfel de proiecte de infrastructură sunt extrem de costisitoare, având în vedere constrângerile bugetare cu care se confruntă Jakarta. În aceste condiţii muîncepe construcţia unui nou dig pe coastă, mai explică Handhayani. Aceste măsuri le vor permite oamenilor ca Oyo să trăiască în viitor în armonie cu apa. Chiar și în faţa acestor uriașe provocări pe care Jakarta trebuie să le înfrunte, Handhayani poate încă să aprecieze latura frumoasă, plăcută a Marelui Durian. Jakarta este un oraș pluralist, cu foarte multe grupuri etnice și religioase. Toţi se înţeleg foarte bine unii cu alţii, în pofida tuturor acestor diferenţe, mai susţine ea. Handhayani crede că metropola are un viitor verde. Pe de-o parte, Jakarta își propune să reducă emisiile poluante cu 30% până în Pentru ca această viziune a viitorului să fie posibilă, Development Planning Board din Jakarta și-a unit forţele cu German Society for International Cooperation și cu Siemens. Organizaţiile partenere au comparat capitala indoneziană cu orașe precum Paris și New York, în cadrul studiului intitulat Jakarta 21, și au înaintat o serie de recomandări cu privire la modul în care Jakarta poate fi transformată într-un megaoraș de clasă mondială până în jurul anului O investiţie bună. Organizaţiile au ajuns la concluzia că pentru a atinge acest obiectiv vor avea nevoie ca aproximativ 1,5% din Produsul Intern Brut al Indoneziei să fie investit în fiecare an în dezvoltarea orașului Jakarta. Acest oraș asigură în jur de 16% din totalul economiei indoneziene. Investiţiile din Jakarta nu vor aduce doar beneficii capitalei, ci vor oferi un important impuls și regiunilor înconjurătoare. Cu alte cuvinte, un astfel de proiect înseamnă bani cheltuiţi cu folos, susţin planificatorii urbani, pentru că zona metropolitană Jakarta, cu cele trei orașe satelit ale sale, urmează să se unească într-un megaoraș gigantic peste o perioadă medie de timp. Aproximativ 27 de milioane de oameni vor fi înghesuiţi în Jabodetabek (Jakarta, Bogor-Depok, Tangerang și Bekasi). Un studiu realizat pentru Siemens de către Economist Intelligence Unit a ajuns de asemenea la concluzia că Jakarta are nevoie de strategii sustenabile. În conformitate cu Indexul Verde al Orașelor din Asia (Asian Green City Index), Jakarta are mult de recuperat în special în domeniul apei și al managementului gunoaielor. De cealaltă parte, orașul s-a impus deja ca un exemplu în Asia în ceea ce privește conservarea energiei. Spre exemplu, birourile guvernamentale vor fi nevoite să reducă drastic consumul de electricitate. În pofida tuturor acestor proiecte, Oyo și familia sa nu sunt prea entuziaști cu privire la dezvoltarea orașului. De fapt, ei nu se așteaptă să vadă nicio schimbare în viitorul apropiat. În orice caz, în mahalaua sa sunt numeroase plante și arbori, iar traficul este aproape inexistent. Şi totuși Oyo este 100% sigur că un viitor megaoraș îi va asigura familiei sale cel puţin un lucru: Numeroși vecini noi. Florian Martini 32 Pictures of the Future Toamna 2011

33 Bogaţi și săraci se întâlnesc la Mumbai, unde trăiesc 14 milioane de oameni. Orașul va trebui să adopte principii holiste pentru a ajunge la o dezvoltare sustenabilă. Siemens are foarte multe de oferit. Calitatea vieţii în orașe Dezvoltarea urbană în India Infrastructură pentru fiecare Economia indiană, care crește rapid, este un motiv de invidie pentru ţările în curs de dezvoltare. Investiţiile majore în infrastructură pot îmbunătăţi semnificativ standardul de viaţă al celor bogaţi, dar și pe cel al săracilor. Acoperișul de deasupra capului lui Laxmi Chinnoo este un pasaj, un pod care trece peste o cale ferată. În apropiere, trenurile troncăne zi și noapte pe drumul lor spre staţia Chuna Bhatti din Mumbai. Laxmi, o femeie în jurul vârstei de 45 de ani, locuiește între patru pereţi de pământ întărit. Un mic gărduleţ, făcut tot din lut întărit, marchează locul unde mica ei parcelă se termină și începe cea a vecinilor. Laxmi trăiește aici de trei ani, alături de cele trei fiice ale sale și de mama sa în vârstă. Doarme, gătește, spală și citește își petrece întreaga viaţă în aer liber. Spaţiul său privat este limitat la un fel de încăpere, ferită de privirile curioșilor de niște covoare vechi atârnate cu fire, unde se poate îmbrăca. Laxmi Chinnoo este însă o femeie muncitoare. Ea are două slujbe, ajutând familii prospere în treburile gospodăriei, în această metropolă cu 14 milioane de locuitori. Una dintre familii o plătește cu 500 de rupii pe lună aproximativ 11 dolari, iar cealaltă slujbă îi aduce echivalentul a 7 dolari. Venitul ei abia dacă îi ajunge pentru a cumpăra de mâncare și pentru a le trimite pe fete la școală. Atunci când s-a mutat împreună cu familia sa de la ţară, în urmă cu câţiva ani, avea o cameră într-o mahala din apropiere, dar autorităţile au demolat clădirea și Laxmi a rămas cu o dilemă: să rămână fără locuinţă, dar mai aproape de locurile unde muncește, sau să caute loc într-o altă mahala mai îndepărtată și să cheltuiască o parte importantă din câștigul ei limitat pe transport? Decizia ei a fost să se mute sub pod. Soarta lui Chinnoo, descrisă de jurnalistul american Robert Neuwirth în cartea sa din 2005, Shadow Cities, este împărtășită de milioane de indieni. Schimbarea acestei stări de fapt reprezintă o încercare extrem de grea mai ales pentru că populaţia Indiei crește foarte rapid, în special în aglomerările urbane. În plus, deși economia este în creștere și produce bogăţie, prăpastia dintre bogaţi și săraci este dramatică. Pentru a ajunge la o dezvoltare sustenabilă, orașele indiene trebuie să se reinventeze. Orașele indiene sunt departe de a-și realiza potenţialul lor, susţine Dr. Shirish Sankhe, Directorul filialei din Mumbai a firmei de consultanţă McKinsey & Company. Este o situaţie foarte gravă, dar aceste probleme pot fi rezolvate prin aplicarea unor politici adecvate, mai adaugă el. Într-un studiu extensiv intitulat Trezirea urbană a Indiei (India s Urban Awakening), Sankhe și colegii săi au investigat care este potenţialul latent de dezvoltare al orașelor din India, și cum poate fi acesta trezit din latenţă un subiect care a fost de asemenea și în centrul simpozionului Future Dialogue de la sfârșitul lunii septembrie, la New Delhi, un eveniment organizat de Siemens și de Max Planck Society. Provocarea este uriașă. Conform ONU, India are o populaţie de aproximativ 1,2 miliarde de oameni, iar numărul este în continuă creștere. Între 1950 și 1990 populaţia acestei ţări a crescut de la 371 la 873 de milioane, iar de atunci și până în prezent a mai crescut cu 350 de milioane de oameni. În plus, ONU prevede că populaţia Indiei va mai crește cu 300 de milioane de locuitori până în 2030, totalul populaţiei a- tingând 1,5 miliarde. În 2030 vor fi cu aproximativ 270 de milioane de indieni mai mulţi decât în prezent, la vârsta la care ar trebui să muncească. Majoritatea lor vor căuta de muncă în orașe. Deși în prezent, doar o treime dintre indieni trăiesc în mediul urban, mai mult de două treimi din economia indiană este generată acolo. Locuitorii orașelor ar putea ajunge să reprezinte 40% din populaţia Indiei până în 2030, în contextul strămutării multor familii din mediul rural spre cel urban, conform raportului McKinsey. Astfel, în viitorul apropiat, 68 de orașe din India vor avea mai mult de 1 milion de locuitori, iar 6 megaorașe vor adăposti peste 10 milioane de oameni fiecare. În esenţă, această dinamică este de bun augur pentru dezvoltarea Indiei, pentru că orașele Pictures of the Future Toamna

34 sunt niște mașini de produs locuri de muncă. Proiectele de infrastructură, construcţia de locuinţe, educaţia și serviciile alimentează economia. Orașele dinamice pot mări de patru ori produsul intern brut al Indiei până în 2030, a- tingând valoarea de de dolari pe cap de locuitor - iar o bună planificare poate contribui la creșterea PIB-ului cu încă o treime până a- tunci, conform lui McKinsey. Însă acest lucru nu se va putea întâmpla dacă nu vor fi schimbate multe lucruri. Până la această dată, orașele indiene au crescut mai degrabă ca niște ciuperci după ploaie, dezvoltarea lor nefiind sustenabilă. Neuwirth, scriitorul și jurnalistul american, a trăit în cartierul extrem de sărac Sanjay Gandhi Nagar din Mumbai. Mulţi dintre locuitorii acestui cartier, asemenea lui Laxmi Chinnoo, trăiesc sub cerul liber sau în adăposturi pe care le construiesc singuri, fără acces la electricitate, apă curentă sau sistem de canalizare de obicei la graniţa legalităţii. Deși mulţi dintre locuitorii acestor mahalele lucrează fie ca șoferi, fie ca ajutoare în gospodăriile celor mai înstăriţi, sunt văzuţi puţin de 620 de autoturisme pe fiecare kilometru de drum situaţie sinonimă cu un blocaj complet. Însă efectele traficului aglomerat nu se văd doar în durata deplasărilor și în calitatea mai slabă a vieţii, ci și în reducerea produsului economic, în creșterea consumului de combustibil și în creșterea incidenţei bolilor provocate de poluarea gravă a aerului. Pe lângă noile drumuri, India are nevoie și de un concept cu totul nou de orientare a traficului, al cărui element central este transportul public, mai susţine Sankhe. Pe lângă construcţia de de kilometri de șosele noi în fiecare an, orașele vor avea nevoie și de aproximativ 400 de kilometri de linii noi de metrou adică de 20 de ori mai mulţi kilometri de linii de metrou decât s-au construit în ultimii 10 ani. În anii care vor urma India va avea nevoie de, între 700 și 900 de milioane de metri pătraţi de spaţiu locativ construit, în fiecare an. Această suprafaţă este echivalentă cu două noi orașe de talia Mumbaiului. Consumul de apă pe cap de locuitor va crește cu 45 de litri pe zi, iar consumul de energie se poate dubla în următoarea Calitatea vieţii în orașe De ce orașele Mumbai. Conform estimărilor, oraşele din India au nevoie de 1.2 trilioane de dolari pentru investiţiile în infrastructură. de foarte mulţi drept niște elemente antisociale, explică Neuwirth. Indiferent dacă o persoană muncește într-o fabrică sau adună de prin gunoaie, fie că și-a pornit propria afacere la marginea drumului sau face curat în casele altora, ea merită să fie tratată cu respect și demnitate, mai adaugă jurnalistul american. Abordarea holistă. În cele mai mari orașe, acolo unde din peisajul urban nu lipsesc mahalalele insalubre, chiar și cele mai bogate familii sunt afectate de calitatea slabă a aerului, de zgomot și de aglomeraţie. India are nevoie de so luţii holiste pentru orașele sale, susţine Sankhe. Un element cheie în acest caz este construcţia de infrastructuri moderne. În următoarele două decenii orașele din India ar trebui să investească 1,2 mii de miliarde de dolari, adaugă el. Aceasta înseamnă că investiţia medie pe cap de locuitor în orașe trebuie să crească de la nivelul actual de 17 dolari la 134 de dolari. Să luăm spre exemplu traficul aglomerat. Pentru a asigura fluenţa traficului, experţii susţin că pe 1 kilometru de bandă de drum nu ar trebui să se afle mai mult de 112 automobile. Însă dacă am compara creșterea din prezent a pieţei automobilelor în India cu extinderea reţelei de drumuri, peste 20 de ani ar putea fi nu mai decadă. Fără tehnologie de ultimă generaţie, orașele Indiei nu vor fi capabile să răspundă acestor provocări, susţine Sankhe. Soluţiile de infrastructură de genul celor oferite de Siemens pot avea un impact crucial. Într-adevăr Siemens este activ în multe domenii în India. Spre exemplu, compania oferă trenuri pentru navetiști în orașele Mumbai, New Delhi, Kolkata și Chennai. De asemenea, participă la creșterea eficienţei energetice a unor clădiri noi, printre care și Turnul Tata din Mumbai, și a instalat sisteme de tratare a apei la Panjrapur, în Mumbai. Totuși infrastructura nu este totul. Sankhe explică faptul că orașele indiene au nevoie de asemenea de administraţii eficiente și de reforme politice, cum ar fi alegerea directă a primarilor. Iar guvernul trebuie să investească în ridicarea de locuinţe ieftine. Guvernele trebuie să lucreze în parteneriat cu comunităţile din ghetouri și mahalale pentru a pregăti viitorul, mai susţine Neuwirth. Orașele pot oferi o calitate a vieţii rezonabilă numai atunci când aceasta ajunge la toţi locuitorii lor. Iar din această categorie fac parte nu doar elitele indiene, ci și oamenii care muncesc din greu, așa cum este Laxmi Chinnoo, care speră ca într-o zi să aibă un acoperiș deasupra capului în locul unui pod. Bernhard Bartsch Dr. Joan Clos, 62 de ani, a fost Director Executiv al United Nations Human Settlements Programme (UN-HABITAT) începând cu octombrie Clos a studiat medicina și a lucrat iniţial ca Director de Public Health (Sănătate Publică) pentru Barcelona Municipal Government. Din 1983 până în 1987 a fost consilier municipal, îmbunătăţind managementul municipal și promovând noi proiecte de urbanism. În perioada în care a ocupat funcţia de primar al Barcelonei ( ), zonele industriale rămase în paragină ale orașului au fost renovate și reparate în cadrul proiectului Barcelona@22. Clos a deţinut variate alte funcţii internaţionale, printre care pe cele de Președinte al World Association of Cities, Președinte al United Nations Advisory Committee of Local Authorities și vicepreședinte al United Cities and Local Governments. 34 Pictures of the Future Toamna 2011

35 Interviu devin nişte vectori pozitivi ai schimbării Care sunt trăsăturile care fac un oraș să fie locuibil și sustenabil? Clos: Un oraș locuibil este unul care este bine proiectat și care are drept prioritate calitatea vieţii rezidenţilor săi. Aici sunt incluse serviciile de bază, precum apa curentă și electricitatea, dar se extinde și asupra reţelelor de transport și de comunicaţii eficiente, care încurajează la rândul lor tranzacţiile economice eficiente, productivitatea, locurile de muncă și bunăstarea. Importanţa spaţiului public nu poate fi subestimată. Acest spaţiu permite schimburi culturale și expansiunea socială. Pentru ca un oraș să fie locuibil și sustenabil, este nevoie de trei lucruri extrem de importante: planificare, planificare și iar planificare! În 2050, aproximativ 6.5 miliarde de oameni aproape tot atâţia cât populaţia lumii din prezent vor locui în orașe. Ce trebuie să facă orașele pentru a preîntâmpina problemele serioase? Clos: Orașele creează bogăţie și pot conduce economiile naţionale. Trebuie să exploatăm aceste lucruri. Cele mai ridicate niveluri de urbanizare se înregistrează în Africa, Asia și America de Sud. Aceste regiuni au și populaţii foarte tinere. Până la 60% din populaţia unor orașe africane nu depășește vârsta de 35 de ani. Iar acești oameni sunt în căutarea unui loc de muncă. Una dintre principalele probleme este generarea de locuri de muncă. O alta este creșterea urbană, ce nu poate fi controlată decât cu o puternică politică urbană. Bineînţeles că resursele sunt mereu o problemă, dar refuzul de a pune întrebări cu privire la rezervele de apă, la transport și la locuinţe, va avea drept rezultat o creștere a numărului de oameni care trăiesc în mahalale insalubre, nu o scădere a sa. Ce pot face companiile precum Siemens pentru a îmbunătăţi planificarea urbană și condiţiile de viaţă? Clos: Noile tehnologii deschid noi oportunităţi în domeniul construcţiilor și sistemelor de transport mai verzi. Companiile private sunt bine plasate pentru a contribui la acest proces, dacă într-un oraș se regăsesc condiţiile potrivite pentru investiţii. Acolo unde este posibil, UN-HABITAT lucrează alături de companii precum Siemens pentru a crea o abordare coezivă asupra dezvoltării urbane. Siemens este, printre altele, și un membru al World Urban Campaign, colaborând cu UN-HABITAT pentru a promova dezvoltarea urbană sustenabilă peste tot în lume. Pot orașele să combine creșterea rapidă a populaţiei cu reducerea amprentei asupra mediului, chiar dacă standardul de viaţă este în creștere? Clos: Economia verde oferă o varietate de oportunităţi pentru afaceri ce nu au fost încă complet exploatate. Politicile ecologice sunt extrem de profitabile și pentru mediul de afaceri. Spre exemplu, o zonă urbană compactă, cu niște sisteme bune de transport și de comunicare, nu doar că reduce volumul de gaze cu efect de seră emise de rezidenţi, dar în același timp permite și tranzacţiilor de afaceri să se desfășoare rapid și eficient. Prin definiţie dezvoltarea sustenabilă trebuie să includă și preocuparea pentru mediu, ce trebuie legată puternic de dezvoltarea economică. Dharavi din Mumbai este considerată cea mai mare mahala din Asia. Oamenii de acolo muncesc din greu pentru a-și câștiga traiul. Ei doresc să-și îmbunătăţească viaţa lor și a copiilor. Cum pot astfel de oameni să participe la dialogul despre viitorul orașelor? Clos: În India și în sudul Asiei locuitorii mahalalelor și-au creat propriile asociaţii. Este clar că acolo există o nevoie pentru recunoaștere socială și politică. În ultimii 20 de ani aceste asociaţii ale locuitorilor din mahalalele indiene s-au implicat în dialogul cu privire la prezentul și la viitorul orașelor indiene. UN-HABITAT a descoperit că microcreditele pot promova atât dezvoltarea economică cât și nivelul de includere politică. Pe lângă mobilizarea capacităţilor de producţie ale săracilor, microcreditele contribuie și la diseminarea cunoașterii locale în reţele și contribuie la recunoașterea asociaţiilor ca niște entităţi sociale, economice și politice. Poate India să devină un model de dezvoltare urbană pentru megaorașele secolului XXI? Clos: În India sunt două orașe care au mai mult de 20 de milioane de locuitori și un oraș cu peste 10 milioane. Aceste orașe mari se unesc cu orașe mai mici dând naștere unor așezări urbane cu adevărat masive. Nu există nicio îndoială că aceste aglomerări urbane uriașe reprezintă noile motoare puternice care vor susţine activitatea economică la nivel global. Ele creează de asemenea și o nouă ierarhie urbană. Scopul, domeniul și complexitatea problemelor care apar în aceste vaste regiuni economice necesită o serie de mecanisme inovative de coordonare, pentru guvernare și management urban. Pentru a deveni un model, India trebuie să înceapă să răspundă acestor probleme de coordonare. Care sunt așteptările și dorinţele dumneavoastră de la întruniri precum Future Dialogue, ce se desfășoară în acest an la New Delhi? Clos: UN-HABITAT dispune de o comoară de cunoștinţe și de expertiză atunci când este vorba de practici urbane. Totuși, în ultimă instanţă responsabilitatea pentru dezvoltarea orașelor cade pe umerii autorităţilor locale. Iar aceste autorităţi, la rândul lor, nu pot avea succes fără sprijinul sectorului privat și al societăţii în general. Niciun agent individual al procesului nu poate izbândi singur. Întrunirile, așa cum este Future Dialogue, le permit tuturor celor implicaţi să discute și să-și împărtășească cele mai bune practici. În același timp, ele îndeplinesc un rol important în menţinerea dezvoltării urbane pe agenda internaţională. Oamenii care participă la Future Dialogue sunt de formaţie cercetători, economiști și politicieni. Cum pot fi integraţi oamenii care trăiesc în megaorașe? Clos: Participarea comunităţilor este foarte importantă atunci când se pune problema planificării și implementării dezvoltării urbane. Unul dintre punctele forte ale UN-HABITAT este munca de teren, realizată de parteneri locali cum ar fi asociaţii ale comunităţii și ONG-uri. Abilitatea de a-i aduce și implica pe oameni faţă în faţă în dezvoltarea urbană nu trebuie să fie subestimată, chiar dacă presa din domeniul social și i nternetul au adus multe schimbări, ce vor continua să fie importante în anii ce vor veni. Care este viziunea dumneavoastră despre orașele viitorului? Cum vor arăta orașele în 2050? Clos: Sunt optimist în ceea ce privește viitorul pentru că am credinţa că există o voinţă sinceră de a transforma pozitiv urbanizarea. Pentru prea mult timp urbanizarea a fost considerată ceva negativ ceva ce ar trebui încetinit sau chiar stopat. Însă acest lucru este imposibil. Acum oamenii încep să recunoască în oraș acea forţă pozitivă a schimbării, ce ne va ajuta să rezolvăm problema modificărilor climatice și să promovăm dezvoltarea socio-economică. Cu o planificare atentă ne putem asigura un viitor urban luminos. Interviu realizat de Evelyn Runge Pictures of the Future Toamna

36 Materiale reciclabile din gunoi pot oferi o sursă de subzistenţă pentru mulţi oameni din ţările sărace. Cu talent, foliile de plastic folosite pentru publicitate pot fi transformate în genţi la modă (jos). Calitatea vieţii în orașe Reciclarea gunoaielor De la gunoaie la bani management ecologic). Lansat de către Swisscontact în 2009, acest proiect este conceput pentru a crea parteneriate public-private capabile să instituie gradual sisteme comprehensive de sortare a deșeurilor, reciclarea economică a plasticului, sticlei, hârtiei, metalului și a deșeurilor organice și apoi depozitarea resturilor reziduale în gropile de gunoi. Noi folosim structuri urbane existente, susţine Gerhard Hütter, managerul de proiect de la Fundaţia Siemens. Noi lucrăm cu districtele orașului cel mai de jos nivel din ierarhia administraţiilor municipale. Aici, reprezentanţii districtelor încheie înţelegeri cu colectorii informali de gunoaie, mai adaugă el. Aceștia din urmă adună gunoaiele reciclabile de până la trei ori pe săptămână, în zone desemnate special, sortând cu atenţie ceea ce găsesc și apoi ducând totul la centrele de colectare din apropiere. Centrele de reciclare trimit materialele reciclabile către companii din Bolivia și din străinătate. Venitul generat astfel este plătit către colectori sau investit în campanii de susţinere a reciclării. Partenerii acestui proiect mai desfășoară un program educaţional pentru copii și adulţi ce s-a extins deja la aproximativ de gospodării. La sfârșitul anului 2010, 200 de colectori de gunoaie dintre care 40% femei lucrau în cadrul acestui proiect. În 2010 eforturile lor au salvat aproximativ de tone de gunoi reciclabil de la gropile de gunoi, susţine Hütter. Stimulentele adecvate ajută acest proiect să funcţioneze. Spre exemplu, colectorii de gunoaie primesc haine de muncă, cărucioare și informaţii despre tipurile de gunoi periculos. La fel de important este și venitul lor zilnic stabil, de aproximativ 6 dolari, și o îmbunătăţire adusă statusului lor social. Acest proiect îi sprijină de asemenea și pe antreprenorii în devenire, oferind continuu oportunităţi educaţionale. Putem să anunţăm deja niște povești de succes, susţine cu mândrie Nabholz. Una dintre aceste povești este a Danielei Bolívar, un grafician din La Paz. Ea conduce în prezent o mică firmă de reciclare care transformă plasticul folosit în campanii publicitare în genţi și alte accesorii (vezi poza de mai jos). Totuși, pe termen îndelungat, trebuie să respecţi prevederile legale de gestionare a deșeurilor, mai susţine Hütter. Această problemă Foarte mulţi oameni de pretutindeni din lume reușesc să-și ducă traiul pe seama colectării, sortării și reciclării gunoaielor din orașe. Fundaţia Siemens contribuie la îmbunătăţirea condiţiilor de muncă pentru acești oameni. Uriașii munţi de deșeuri de la periferia orașelor Cochabamba, El Alto, La Paz și Santa Cruz se văd cu ușurinţă. Colectorii de deșeuri în majoritatea cazurilor femei și copii cotrobăie prin munţii de gunoaie fetide umplând saci cu orice obiecte reciclabile sau folositoare găsesc. Peste de tone de deșeuri sunt produse în aceste patru orașe în fiecare zi. Swisscontact, o organizaţie pentru dezvoltare, estimează că 80% din acest gunoi este reciclabil, iar procesul de sortare a gunoaielor și de reciclare ar putea crea peste de locuri de muncă. Totuși majoritatea gunoiului sfârșește nesortat la gropile de gunoi sau pe străzi deși 70% din populaţia marilor orașe boliviene beneficiază de sisteme de salubrizare publică ce implică ridicarea gunoiului menajer. Problema apare abia la municipalităţile mai mici, care nu dispun de suficienţi bani pentru a se ocupa de gunoi. În astfel de locuri, 40% dintre oameni își ard gunoiul, 33% îl aruncă la întâmplare pe spaţiile verzi, aproximativ 16% îl aruncă pur și simplu în râuri, iar 7% îl îngroapă în curtea din spatele casei, susţine Matthias Nabholz, manager de proiect pentru Swisscontact. Pentru a îmbunătăţi sistemul de gestionare a gunoaielor în mai multe orașe, Fundaţia Siemens a început să sprijine în anul 2010 proiectul Jobs and Income with Environmental Management (Locuri de muncă și venituri prin este analizată în prezent de partenerii din cadrul proiectului și de autorităţile municipale. Cochabamba a anunţat că urmează să ofere 1 milion de dolari pentru extinderea proiectului, iar La Paz și-a numit propriul coordonator de proiect, susţine Nabholz. Acest lucru este important pentru că fiecare tonă de gunoi depozitată generează costuri de aproximativ 30 de dolari. Iar această sumă nu este deloc de neglijat pentru o ţară ca Bolivia. Prima fază a proiectului urmează să se desfășoare până la sfârșitul anului În cazul în care va fi posibil, partenerii implicaţi în acest proiect ar dori să poată oferi servicii de creșă sau grădiniţă pentru copiii colectorilor de gunoaie, pentru perioadele în care aceștia sunt plecaţi la muncă. Cooperarea cu școlile locale este foarte importantă pentru Fundaţia Siemens. Am vrea să-i facem pe copii și pe adolescenţi să se concentreze cât mai devreme cu putinţă asupra problemelor mediului, asupra sănătăţii și igienei, spune Hütter. În viitor, partenerii implicaţi în acest proiect doresc să ofere o atenţie specială problemelor legate de deșeurile toxice și de cantităţile în creștere de deșeuri electronice. Hülya Dagli 36 Pictures of the Future Toamna 2011

37 Calitatea vieţii în orașe Apă curată SkyHydrant oferă protecţie împotriva impurităţilor și a agenţilor patogeni, producând apă pură, filtrată. Chioşcul cu apă potabilă: Soluţii mobile pentru o lume însetată Apă, apă peste tot, dar nici un strop să beau scria poetul Coleridge la sfârșitul secolului XVIII versuri care încă descriu situaţia a aproximativ 900 de milioane de oameni care nu au acces la apă potabilă. Un sistem de filtrare a apei cu membrane conceput de Siemens poate îmbunătăţi situaţia acestor oameni. Deși aproape trei sferturi din suprafaţa Pământului este acoperită de apă, apa potabilă reprezintă doar 0,3% din totalul rezervelor de apă ale planetei. Şi mai grav, Organizaţia Mondială a Sănătăţii (World Health Organization) estimează că aproximativ 1,8 milioane de oameni mor anual din cauza bolilor provocate de apa contaminată. Mercy Nyambura (dedesubt) cunoaște foarte bine această problemă. Ea este o elevă din Kilimambogo, un sat localizat la 60 de kilometri de capitala Kenyei, Nairobi. Cu doar câţiva ani în urmă nu a avut de ales și a trebuit să bea apă contaminată din râul Thika, care curge prin apropiere. Urmarea a fost că a trebuit să meargă de numeroase ori la spital și a lipsit perioade lungi de la școală. Situaţia era intolerabilă, însă din fericire nu și insurmontabilă. O soluţie pentru oamenii ca Mercy a fost creată de Rhett Butler de la Siemens Water Technologies din Sydney, Australia. Cu câţiva ani în urmă Butler a creat dispozitivul SkyHydrant, un sistem mic și mobil de tratare a apei (vezi Pictures of the Future, Toamnă 2008, p. 36). Însufleţit de dorinţa de a îmbunătăţi calitatea vieţii acestor oameni, el a înfiinţat în 2005 organizaţia non-profit SkyJuice. Obiectivul acestei organizaţii este de a pune bazele unor parteneriate locale pentru a face sistemul SkyHydrants mai bine cunoscut în zonele rurale, dar și în orașe. În prezent, 900 de astfel de filtre de apă funcţionează în 42 de ţări. O singură unitate SkyHydrant poate asigura necesarul de apă potabilă pentru o comunitate de până la de oameni. Alături de SkyJuice, Global Nature Fund și Pure- Flow un partener local Fundaţia Siemens a instalat în 2010 două chioșcuri de apă potabilă în satul lui Mercy. În cadrul acestor mici staţii de apă, SkyHydrants transformă apa contaminată într-un lichid pur care costă doar 3 cenţi pe canistră. Apa contaminată îi poate alunga pe oameni din mediul rural către orașe ceea ce încercăm să prevenim prin proiectul nostru din Kenya, susţine Ulrike Wahl, Chief Operating Officer în cadrul Fundaţiei Siemens (Siemens Foundation). Obiectivul pe termen lung al Fundaţiei este de a Pictures of the Future Toamna

38 O versiune electrică, de mare viteză, a sistemului SkyHydrant, sistemul AquaVendor asigură până la de litri de apă pe zi. transforma staţiile de apă potabilă SkyHydrant în microafaceri. Apa potabilă nu trebuie neapărat să fie oferită gratuit. PureFlow pregătește operatori care să asigure serviciul la aceste chioșcuri, susţine Wahl. Astfel, angajaţii care deservesc aceste chioșcuri au un mic venit, chioșcurile rămân viabile și oferă un viitor microeconomiei sătești. În centrul chioșcului cu apă potabilă se află patru dispozitive SkyHydrants înalte de 1,5 metri și care cântăresc câte 16 kilograme. Aceste dispozitive arată ca un tub de orgă de dimensiuni medii. În fiecare astfel de tub se află un filtru ce constă în de membrane de grosimea firului de păr, prevăzute cu mici pori prin care se scurge apa. Apa din râu este introdusă într-un rezervor de unde presiunea o împinge să treacă prin membranele filtrante, fără a fi nevoie de energie electrică pentru acest proces, explică managerul de proiect, Christine Weyrich de la Fundaţia Siemens. Filtrele reţin toate particulele în suspensie, virusurile și bacteriile din apă. Dacă este necesar, echipamentul poate fi dezinfectat cu acid citric, nefiind nevoie de alţi agenţi chimici, mai adaugă ea. Câte două filtre sunt instalate în fiecare chioșc, care de obicei este o mică baracă din piatră. Această incintă protejează filtrele și apa purificată de efectele soarelui și de praf, explică Weyrich. O astfel de fabrică de apă cu două unităţi poate produce aproximativ de litri de apă potabilă pe zi. Patru unităţi SkyHydrants pot asigura necesarul de apă pentru comunităţi mai mari de de oameni. Localnicii vin la chioșcuri cu canistrele lor de 20 de litri, ori de câte ori au nevoie de apă și plătesc doar 3 cenţi pe canistră. Unităţile SkyHydrant ne oferă chiar posibilitatea de a economisi bani, susţine și Mercy. Banii pe care mama mea îi dădea pe medicamente pot fi acum folosiţi pentru lucrurile de care am nevoie la școală și astfel voi putea deveni asistentă medicală când am să fiu mare, mai adaugă ea. Acest exemplu din Kenya demonstrează cât de legată este dezvoltarea socială de nevoia de apă. Apa de calitate slabă are un impact negativ asupra oportunităţilor educaţionale ale tinerilor, distruge ecosisteme și provoacă exodul de la sate spre orașe, susţine Butler. În general orașele dispun de centre de tratare a apei pentru asigurarea apei potabile, însă tehnologia de care aceste centre au nevoie nu este deloc simplă și de aceea achiziţionarea ei este de multe ori dincolo de posibilităţile comunităţilor din ţările în curs de dezvoltare. În plus, infrastructurile urbane devin rapid suprapopulate din cauza creșterii rapide a populaţiei. Tehnologiile autonome, descentralizate, sunt prin urmare o bună alternativă în aceste cazuri. Din acest motiv SkyJuice dorește să colaboreze cu parteneri precum Rotary International și Oxfam pentru amplasarea de dispozitive SkyHydrant în orașe și localităţi de pretutindeni în lume. Această iniţiativă are deja un succes considerabil, iar micul tub de orgă este folosit în prezent în multe spitale, școli și mahalale din ţările în curs de dezvoltare. Unităţile SkyHydrant sunt deja folosite în orașe mari din Bangladesh, Haiti, India, Cambogia și Nepal. Dar încă mai este foarte multă muncă de făcut, mai adaugă Butler. Filtrare automată. Butler s-a ţinut de cuvânt și alături de echipa sa a perfecţionat și mai mult sistemul SkyHydrant în ultimele 9 luni. Rezultatul a fost denumit AquaVendor care funcţionează pe aceleași principii ca și predecesorul său și folosește aceleași fibre din membrane. Diferenţa este că acest sistem nou nu mai necesită operarea manuală. În schimb, un mic dispozitiv de control operează sistemul AquaVendor, procesele de filtrare și de purificare a apei desfășurându-se complet automat. Procesul de curăţare a sistemului se desfășoară de asemenea complet automat, la fiecare de minute, cu ajutorul unui mic compresor care injectează aer în filtre pentru a îndepărta rezidurile rămasă pe membrane. Acest nou dispozitiv poate produce până la de litri de apă potabilă pe zi, adică de peste două ori mai mult decât vechiul sistem SkyHydrant. Singurul lucru de care are nevoie AquaVendor este o priză toate celelalte operaţiuni desfășurându-se automat. De asemenea, acest dispozitiv are nevoie de foarte puţină mentenanţă. Conform lui Butler, staţia portabilă de tratare a apei este ideală pentru blocurile de locuinţe, pentru mici comunităţi din cadrul orașelor sau chiar pentru micii utilizatori industriali. Poate fi instalată în fiecare hotel sau în fiecare casă din India sau China în care trăiesc mai multe familii să ne imaginăm posibilităţile. Poţi transforma apa de ploaie adunată pe acoperiș în preţioasă apă potabilă, mai adaugă Butler. Iar la preţul de de dolari pe unitate, aceste sisteme vor fi și suficient de ieftine. Noul sistem de tratare a apei este în prezent perfecţionat la Sydney, înainte de a fi lansat pe pieţele însetate ale statelor în curs de dezvoltare. Hülya Dagli Calitatea vieţii în orașe Dezechilibrele Organizaţia Naţiunilor Unite (ONU) a calculat că în anul 2050 aproximativ 6,3 miliarde de oameni vor trăi în mediul urban un număr aproape la fel de mare ca întreaga populaţie a globului din prezent. Care va fi calitatea vieţii în aceste imense aglomerări urbane? Vor fi ele sigure, curate, tolerante și eficiente din punct de vedere energetic? Eduardo López Moreno consideră că toţi acești factori au o influenţă decisivă asupra calităţii vieţii în fiecare oraș. Moreno, originar din Mexico, este geograf urban și șeful departamentului Global Urban Observatory de la UN Habitat din Nairobi, o organizaţie din cadrul ONU. El a coordonat și a contribuit la alcătuirea unui studiu cuprinzător cu privire la orașele lumii, studiu intitulat State of the World s Cities 2010/2011 (Starea orașelor lumii). Conform lui Moreno, depășirea clivajelor urbane reprezintă cel mai important obiectiv al viitorului. În multe orașe dezechilibrele au crescut foarte mult începând cu anul 1980, susţine el, disparităţile fiind evidente în ceea ce privește distribuţia veniturilor, accesul la educaţie, nutriţie și servicii medicale. Şi totuși aceste probleme nu sunt abordate în clasamentul orașelor publicat de consultantul de afaceri Mercer și de revista Monocle. Motivul este publicul lor ţintă: factorii de decizie cu un grad ridicat de mobilitate. Mercer, spre exemplu, face o listă cu 29 de variabile printre care stabilitatea politică, condiţiile economice și socio-culturale, infrastructura, spaţiul locativ și mediul. Clasamentul ce a fost realizat în 2010 cuprinde 221 de orașe. Printre primele zece se numără Viena, Zürich și Geneva, pe primele trei locuri, iar Düsseldorf, Frankfurt și München pe poziţiile 6 8. Clasamentul orașelor întocmit în 2011 de Economist Intelligence Unit are tendinţa de a da calificative mari orașelor în care se vorbește limba engleză, cu Melbourne pe primul loc, urmat de Viena, Vancouver, Toronto, Calgary, Sydney și Helsinki. Diferenţele provin din felul în care au fost analizate datele, iar în acest caz accentul cade pe oferta de bunuri și servicii, siguranţa publică și eficienţa infrastructurii. Revista Monocle plasează orașul Helsinki pe primul loc la categoria cele mai locuibile orașe 2011, urmat de Zürich, Copenhaga și München - și își bazează clasamentul pe factori cum ar fi siguranţa publică, conexiunile de zboruri internaţionale, climă, calitatea arhitecturii și echilibrul dintre o atmosferă plăcută, bogată în tradiţii și planificarea urbană progresivă. Totuși, diferenţele dintre orașele plasate pe primele locuri sunt marginale. New York, care a primit 100 de puncte în calitate de oraș de referinţă în indexul Mercer, se plasează pe locul 49 la doar 8,6 puncte procentuale în spatele orașului plasat pe primul loc, Viena. Orașele africane cu cele mai bune calificative, Cape Town și Tunis, se plasează pe locurile 86 și respectiv 94. Cel mai bine plasat oraș din America de Sud, Buenos Aires, se află pe locul 78. Mai jos pe listă apar nume precum Havana (192) și Dhaka (206). Majoritatea acestor clasamente ale orașelor, nu fac decât să confirme ceea ce toată lumea se așteaptă: și anume că orașele din ţările dezvoltate oferă o calitate mai bună a vieţii. În multe din aceste studii, dezvoltarea dinamică a unui număr de orașe majore din ţările în curs de dez- 38 Pictures of the Future Toamna 2011

39 Fapte şi previziuni economice se măresc în oraşele de pretutindeni voltare nu este luată deloc în consideraţie. Un exemplu este dezvoltarea mahalalelor; raportul UN Habitat conţine atât vești bune cât și mai puţin bune sub acest aspect. Dacă proporţia populaţiei care trăiește în mahalale este în scădere, numărul absolut al locuitorilor mahalalelor este în creștere. În 2010 erau 828 de milioane de persoane, comparativ cu 657 de milioane în Din 1995 până în 2005 populaţia urbană din ţările în curs de dezvoltare a crescut în medie cu de oameni pe zi. Doar populaţia orașului Dhaka, o metropolă cu 15 milioane de locuitori, se mărește cu de persoane în fiecare an. Acest proces este mult mai pronunţat în Africa, care este încă un continent preponderent rural și unde orașele se dezvoltă cu un procent de doar 3,2% pe an. Cu toate acestea, dezvoltarea economică nu ţine pasul cu creșterea, iar rezultatul este formarea de noi mahalale. Nordul Europei este în continuare cea mai urbanizată arie de pe glob, cu 84,4% din populaţie trăind în mediul urban, în timp ce doar 23,7% din populaţia din estul Africii trăiește la oraș. Până în 2050 însă, această situaţie se va schimba radical. Până atunci, 91,4% din populaţia Americii de Sud va trăi în mediul urban, conform UN Habitat. În general, calitatea vieţii în orașele din Lumea a Treia nu poate crește decât dacă este eradicată sărăcia. Pentru asta este nevoie de creștere economică, stabilitate politică și mai presus de orice, de voinţa factorilor de decizie de a face planuri pe termen lung și de a acţiona în consecinţă, susţine Moreno. Un exemplu excelent este cel al statului Chile, susţine el, unde guvernul nu doar că a sprijinit o creștere economică puternică, dar le-a permis oamenilor să-și ia destinele în propriile mâini prin extinderea serviciilor sociale și a programelor de educaţie, în special în mahalale. Conform fundaţiei A Roof for Chile (Un acoperiș pentru Chile) numărul familiilor care locuiesc în mahalale a scăzut cu 77% până la , în interval de timp de 13 ani. Pe de altă parte, amplificarea globală a dezechilibrelor economice, așa cum este măsurată prin coeficientul Gini realizat de UN Habitat, prezintă o imagine și mai neliniștitoare. Un coeficient de 0 înseamnă egalitate, iar coeficientul 1 înseamnă inegalitate absolută. Valorile cuprinse între 0,3 și 0,4 semnalează niște societăţi egalitare comparabile, în timp ce valori de peste 0,5 indică un dezechilibru puternic, în care, spre exemplu, cea mai săracă cincime din populaţie câștigă doar 3% din venitul total, în timp ce cea mai bogată cincime din populaţie câștigă nu mai puţin de jumătate din venitul total. Coeficienţii Gini din prezent demonstrează că bogăţia și venitul în multe orașe din SUA sunt acum distribuite la fel de inegal ca și în cazul anumitor orașe majore din ţări în curs de dezvoltare. Nu mai puţin de 40 de orașe majore din SUA, printre care și New York, Washington D.C. și Chicago, înregistrează coeficienţi Gini de peste 0,5. Acest nivel este întâlnit și la Ciudad de Mexico, Ho Chi Minh City și la Nairobi. Aceste dezechilibre s-au amplificat pretutindeni în lumea Occidentală începând cu 1980 în special în mediul urban. Chiar și în Canada, una dintre cele mai egalitariste ţări, centrele urbane au un coeficient Gini de 0,36, comparativ cu o medie de 0,28 pentru întreaga ţară. Tendinţe similare pot fi observate și în Europa, mai susţine Moreno. Aceste tendinţe sunt întărite, adaugă el, de faptul că cele mai afectate categorii de populaţie sunt emigranţii și minorităţile etnice: Această situaţie socială are un potenţial exploziv pentru că nu este doar o chestiune de numere absolute, ci se pune și problema percepţiei asupra inegalităţii, explică el. Revoluţiile din Tunisia și Egipt, ale căror orașe mari oferă o calitate a vieţii relativ ridicată pentru niște ţări în curs de dezvoltare, au fost realizate în marte parte de clasele educate, ce erau practic excluse de pe piaţa muncii, mai adaugă Moreno. Urs Fitze Creșterea comparativă a populaţiilor urbane Populaţie (milioane) Creşterea din 1960 până în 2020 (in %) , , Karachi, Pakistan Calcutta, India Dhaka, Bangladesh Shanghai, China New York-Newark, U.S.A. Mexico City, Mexico São Paulo, Brazil Mumbai, India Delhi, India Tokyo, Japan Sursa: UN Habitat Diferenţa relativă de bogăţie dintre săraci și bogaţi Coeficientul Gini (bazat pe venit) Johannesburg (2005) Addis Abeba (2003) Bogotá (2005) Nairobi (1999) Mexico City (2005) Santiago (2006) Ho Chi Minh City (2002) Hong Kong (2001) Rio de Janeiro (2005) São Paulo (2005) Shenzhen (2004/5) Montevideo (2006) Săracii: partea mai mică a diagramei Africa de Nord Populaţia (millioane) % Africa Sub-Sahariană Populaţia (millioane) % America Latină/ Caraibe Populaţia (millioane) % Asia Est Populaţia (millioane) % Linia de alertă internaţională Kuala Lumpur (1999) Manila (2006) Caracas (2007) Amman (1997) Hanoi (2002) Shanghai (2004/5) Beijing (2003) Asia Sud Coeficientul Gini reprezintă dezechilibrul dintre veniturile rezidenţilor. Un coeficient mai mic de 0,4 indică un venit repartizat relativ echitabil. Valorile de peste 0,5 indică niște dezechilibre majore. Locuitorii mahalalelor sărace (milioane) Procentajul rezidenţilor urbani din mahalale Populaţia (millioane) % Asia Sud-Est Pictures of the Future Toamna Populaţia (millioane) % Sursa: UN Habitat, Global Urban Observatory, 2009 Sursa: UN State of the World s Cities (2010/2011)

40 Siemens a ajutat districtul Chaoyang din Beijing să își măreacă eficienţa energetică a clădirilor. Rezultatul este o reducere a consumului de energie, a emisiilor de CO 2 și a costurilor. Calitatea vieţii în orașe Contractare energetică Formula câştigătoare Chiar dacă bugetele sunt restrânse, orașele trebuie să continue să investească în infrastructură. Soluţiile de finanţare oferite de Siemens pot ajuta, așa cum o demonstrează o clădire administrativă din Beijing. Conform unui proverb chinezesc, să vezi o dată este mai bine decât să auzi de o sută de ori. În urmă cu doi ani, Chen Gang, secretarul de partid din districtul Chaoyang din Beijing, centrul economic internaţional al capitalei chineze, s-a decis să-și formeze propria sa opinie asupra potenţialului de a economisi energie al tehnologiei moderne de construcţii. Şi într-adevăr, el era confruntat cu o problemă urgentă. În ultimii treizeci de ani, sute de zgârienori au fost construiţi în zona sa de administraţie, dar doar câteva din aceste clădiri au fost ridicate în conformitate cu ultimele standarde în domeniu. Nimeni nu se gândea la creșterea preţurilor la materiile prime sau la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră în primii ani ai miracolului economic chinez. Clădirea consiliului districtual al lui Chen, o structură austeră, utilitară, amplasată lângă venerabilul parc Ritan, a fost de asemenea construită în acea perioadă. Ar merita să aduci această clădire la zi cu cele mai noi standarde? Chen a găsit un partener care a crezut că merită și era pregătit să o demonstreze, fără nici un fel de cost adăugat la bugetul municipal: Siemens. Compania și-a anunţat disponibilitatea de a echipa clădirea administrativă cu cele mai noi tehnologii. Mai mult decât atât, a anunţat că dorește să doteze clădirea cu un sistem eficient de încălzire și de răcire care să permită ajustarea individuală a temperaturii în anumite camere sau părţi ale clădirii, ceva imposibil de realizat cu vechiul sistem de climatizare. Experţii Siemens au prevăzut o economie de energie de cel puţin 12% pe an, ceea ce corespunde cu aproximativ 1,5 milioane de kilowaţi/oră de e- nergie sau cu 467 de tone de dioxid de carbon anual. În plus, ei au propus un model de finanţare fără riscuri, care a făcut ca această investiţie ecologică să fie posibilă. Siemens a oferit tehnologia în cadrul unui contract de leasing. Timp de cinci ani și jumătate, finanţarea acordată de Siemens este plătită înapoi chiar prin economiile de energie garantate prin această tehnologie Siemens. În octombrie 2009, Siemens Building Technologies și autorităţile districtuale din Chaoyang au demarat un parteneriat strategic în aceste condiţii, iar noul sistem a intrat în exploatare în cursul anului Ajutăm autorităţile locale din Chaoyang să-și mărească eficienţa operaţională și energetică, fără ca acestea să facă vreo investiţie în bani, explică Yang Gang, General Manager al Siemens Finance and Leasing Ltd. Am creat o soluţie în care costurile de leasing sunt mai mici decât costurile energiei economisite. Astfel, proiectul aflat în derulare se finanţează singur și permite chiar și realizarea unor economii financiare. Este o situaţie ideală în care toate părţile implicate, clientul, Siemens și mediul nu au decât de câștigat, a mai adăugat el. În alte ţări, aceste pachete de soluţii ce implică tehnologie și finanţare o abordare cunoscută drept contractare energetică sunt aplicate de mai mulţi ani. În China însă, această abordare este cu totul nouă. Parteneriatul nostru cu Siemens va ajuta administraţia districtuală din Chaoyang să dezvolte un model pentru economisirea energiei și reducerea emisiilor, care să răspundă nevoilor noastre, susţine Chen. El este încrezător că acest proiect îi va influenţa și pe alţii. Proiectul pilot poate servi ca un model ce poate fi aplicat și la alte clădiri publice din oraș și din orice parte a ţării, susţine secretarul de partid. Ne dorim să-l avem pe Siemens ca partener, în efortul nostru comun de a construi o economie cu o amprentă mică de carbon, adaugă el. Potenţial uriaș. China și-a fixat o serie de obiective ambiţioase. Până în 2020 dorește să reducă emisiile de gaze cu efect de seră cu cel puţin 40% faţă de nivelul înregistrat în 2005 relativ la performanţa economică, printr-o combinaţie între reducerea emisiilor și promovarea folosirii energiilor regenerabile. Acest lucru poate fi obţinut doar prin aplicarea celor mai moderne tehnologii. Contractarea energetică este prin urmare o soluţie ce va fi folosită din ce în ce mai mult, nu doar în China, dar și în alte state în curs de dezvoltare. Şi având în vedere dimensiunile și puterea sa financiară, Siemens se află într-o poziţie din care își poate ajuta clienţii atunci când aceștia se confruntă cu necesitatea unor investiţii iniţiale mari. Într-adevăr, această companie poate să ofere condiţii mai bune decât cele oferite în altă parte. Siemens Building Technologies nu este singura afacere Siemens care oferă finanţări pe termen lung pentru aplicarea celor mai noi soluţii tehnice în ţările emergente. În 2008, spre exemplu, Spitalul Dazhou Western & TCM din provincia Sichuan din vestul Chinei, a colaborat cu Siemens în acest mod, pentru a moderniza o secţie de diagnoză cu noi scanere CT și RMN. Ne aflam într-o situaţie dificilă din punct de vedere financiar în acea perioadă, dar pentru a crește standardul serviciilor noatre medicale am dorit să achiziţionăm echipamente Siemens, pentru că noi considerăm că produsele acestei companii sunt cele mai bune de pe piaţă, explică directorul spitalului, Ren Wanwu. Am fost bucuroși atunci când Siemens ne-a oferit o soluţie financiară, mai adaugă el. În mod similar, spitalul Jining Medical College din provincia chineză orientală Shandong a optat în mod repetat pentru echipamente Siemens prin finanţări Siemens, în ultimii cinci ani. Şi în acest caz a devenit clar că, în condiţii de finanţare adecvate, tehnologia modernă rentează pentru toţi cei implicaţi. Bernhard Bartsch 40 Pictures of the Future Toamna 2011

41 Calitatea vieţii în orașe Interviu Orașe eficiente: Să obţii mai mult în timp ce consumi mai puţin Pablo Vaggione, 45 de ani, este un planificator urban care s-a specializat în dezvoltarea sustenabilă. Născut în Spania, el a supravegheat mai mult de 50 de proiecte în America Latină, America de Nord, Europa Occidentală și Asia Orientală. El a studiat planificarea urbană, designul și administrarea afacerilor la Universitatea Harvard și respectiv dezvoltarea sustenabilă la United Nations University. Vaggione a fost Secretar general al International Society of City and Regional Planners, un ONG reprezentat în 70 de ţări, și este fondatorul Design Convergence Urbanism (DCU), o platformă pentru planificatorii urbani. Ce face să merite să locuiești într-un anumit oraș? Vaggione: Fiecare oraș are modul său propriu de a defini o bună calitate a vieţii. Unii ar putea spune că se reflectă în numărul de locuri de muncă, pentru alţii ar putea însemna mai puţin timp petrecut în sistemul public de transport, spre serviciu, o varietate largă de atracţii culturale, extinderea siguranţei publice sau chiar un aer cât mai curat. Acest lucru înseamnă că sustenabilitatea și calitatea vieţii nu sunt neapărat legate? Vaggione: Aceste concepte sunt înrudite de aproape, dar nu identice. Felul în care ne raportăm la calitatea vieţii este cu totul subiectiv. Este adevărat însă că un oraș sustenabil este mult mai probabil să poată oferi locuitorilor săi o bună calitate a vieţii pentru o lungă perioadă de timp. Într-un astfel de oraș, dezvoltarea economică și socială este în echilibru cu un mediu sănătos și protejat. Un oraș sustenabil este un sistem complex de clădiri, reţele de transport, servicii medicale și facilităţi educaţionale și, respectiv, aprovizionare cu apă și energie electrică. Toate aceste servicii diferite trebuie să fie privite ca un sistem holist și integrat. Un oraș eficient poate să obţină mai mult consumând mai puţin. Spre exemplu, orașele compacte și bine planificate ocupă mai puţin spaţiu, iar costurile infrastructurii sunt mai mici decât în cazul orașelor extinse inutil pe spaţii vaste. Ce orașe și-au însușit această abordare alternativă? Vaggione: Sunt mai multe. Londra, Helsinki și Copenhaga au fost remarcate pentru că ţin cont de sustenabilitate în proiectele lor pe termen lung. În Columbia, Bogota a putut să-și rezolve uriașa problemă a traficului mereu congestionat prin colaborarea cu mai mulţi parteneri pentru realizarea unui sistem coordonat și rapid de tranzit bazat pe autobuze. Orașul brazilian Curitiba a combinat eficient traficul și terenul. Porto Alegre este un pionier în domeniul gospodăriilor implicate activ, în care cetăţenii sunt chemaţi să-și spună părerea cu privire la felul în care sunt folosite resursele. În opinia dumneavoastră, care sunt cele mai bune orașe pentru locuit din prezent? Vaggione: Vancouver, Portland (Maine), Copenhaga și München continuă să se plaseze pe primele locuri în clasamentele celor mai sănătoase și mai prospere orașe. Însă nesfârșita seducţie culturală exercitată de New York sau Londra este de asemenea foarte atrăgătoare. Mai este frumuseţea care îţi taie respiraţia a orașelor Rio și Istanbul. Energia fără limite de la Tokyo este de asemenea atrăgătoare, iar orașul Ho Chi Minh este un loc extrem de dinamic, cu foarte mult potenţial. Care sunt provocările majore cu care se confruntă planificatorii urbani din prezent? Vaggione: Orașele sunt supuse unei presiuni extreme de a se dezvolta. Ele trebuie să răspundă în faţa schimbărilor demografice și climatice, să rezolve problema unei infrastructuri suprasolicitate și a resurselor financiare limitate. Municipalităţile trebuie să găsească o modalitate de a folosi mai eficient resursele, iar planificatorii urbani trebuie să traseze o hartă a drumului spre creșterea sustenabilă a orașului, care să includă și metodele și tehnologiile necesare pentru optimizarea administrării orașelor. Cum poate contribui la acest proces tehnologia informaţiei și a comunicaţiilor? Vaggione: Sistemele de tehnologie a informaţiilor pot contribui la proiectarea mai eficientă a orașelor prin consolidarea tuturor informaţiilor cheie totul de la consumul de energie al sistemului de iluminat stradal până la nivelul de calitate al aerului. Aceste date îi ajută pe oficialii municipali să identifice modelele de consum și să ia niște decizii importante. Care sunt diferenţele între ţările dezvoltate și cele în curs de dezvoltare privind strategiile de planificare urbană? Vaggione: Nu se poate aplica o singură strategie de urbanism la toate orașele. Chiar și în cadrul ţărilor dezvoltate, strategiile urbane pot varia, așa cum se vede în cazurile orașelor Detroit și Portland. Cele mai mari probleme cu care se confruntă orașul Nairobi, spre exemplu, sunt transportul, dreptul de proprietate asupra terenurilor și, bineînţeles, numărul oamenilor care trăiesc în mahalale. Provocarea pentru Shanghai este creșterea rapidă a populaţiei orașului și a economiei, precum și creșterea nivelului de poluare a aerului. New York, pentru a mai da un exemplu, trebuie să-și îmbunătăţească infrastructura în special aeroporturile și căile ferate dacă dorește să rămână competitiv. De asemenea, trebuie să micșoreze consumul energetic al clădirilor. Cum ar arăta în viitor un oraș cu o calitate perfectă a vieţii? Vaggione: Participarea cetăţenilor va juca un rol mult mai important decât în prezent. Faptul că li se va permite cetăţenilor să-și spună cuvântul în procesul de luare a deciziilor va crea o bază comună pentru dezvoltarea sustenabilă. Orașele cu cetăţeni informaţi și implicaţi sunt niște orașe mai bune. Acest lucru presupune recunoașterea faptului că avem cu toţii atât drepturi, cât și responsabilităţi. Fiecare cetăţean este o voce care merită să fie ascultată, iar participarea cetăţenească activă va fi de o importanţă crucială pentru a ajunge la sustenabilitate. În acest context, descentralizarea serviciilor orașului se va dovedi de asemenea foarte importantă. Interviu de Silke Weber Pictures of the Future Toamna

42 Orașul Al-Ain din deșert apelează la noi tehnici de diagnoză pentru a oferi servicii medicale de clasă mondială devenind un pionier în acest domeniu, în cadrul Emiratelor Arabe Unite. Calitatea vieţii în orașe Servicii medicale O oază pentru tratamente medicale de primă clasă Serviciile medicale de ultimă generaţie reprezintă o trăsătură esenţială a unei înalte calităţi a vieţii în orașe. Un bun exemplu este cel oferit de Tawam Molecular Imaging Center din Al-Ain, Emiratele Arabe Unite. Aici, tehnologia Siemens ajută la diagnosticarea și tratarea bolilor. Dacă vă aflaţi în căutarea unor modele pentru orașul viitorului, Emiratele Arabe Unite (EAU) sunt un loc bun pentru a începe. Mai multe exemple îţi vin în minte. Este vorba despre orașul Masdar, un centru urban extrem de eficient din punct de vedere energetic, ce este în construcţie în prezent lângă aeroportul internaţional din Abu Dhabi și care folosește în mod extensiv tehnologiile Siemens (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2011, p. 40). De asemenea, nu putem uita de Dubai, metropola strălucitoare din mijlocul deșertului, care în ultimii 20 de ani se află în urmărirea ambiţiosului obiectiv de a deveni unul dintre principalele centre turistice, de servicii și financiare ale lumii. Apoi ar mai fi și Al-Ain, un oraș cu o populaţie de doar de locuitori. Contrastul cu Dubai și Abu Dhabi nu ar putea să fie mai mare. În locul zgârie-norilor, clădirile de aici au doar cel mult 7 etaje. Mulţi descriu Al- Ainul drept o oază urbană în comparaţie cu celelalte două orașe, parţial datorită tradiţiei sale de grădinărit care îi conferă supranumele de Orașul Grădinilor. Dacă viitorul de abia începe la Masdar, iar Dubaiul își reinventează propriul viitor după reculul economic din ultimii ani, Al-Ain este privit ca un model de viaţă urbană de succes de mai bine de de ani. De atât de mult timp este locuit continuu acest oraș de la graniţa cu Oman. O rezervă îndestulătoare de apă a transformat această oază din deșert într-un loc atractiv și a adus prosperitate locuitorilor săi, care își câștigau traiul din creșterea cămilelor și grădinărit. Al-Ain, ca și întreaga regiune înconjurătoare, este de asemenea în curs de a se reinventa. EAU își propun să-și concentreze modelul economic asupra industriilor în creștere, pentru a-și reduce dependenţa de veniturile din extragerea de petrol și gaze (vezi Pictures of the Future, Primăvara 2011, p. 43). Diagnoză și design. Al-Ain își făurește un renume printr-un centru de servicii medicale de clasă mondială. Exemplul grăitor este Tawam Molecular Imaging Center (TMIC). Tehnologia sa de diagnoză imagistică include Biograph-ul mct de la Siemens, un sistem hibrid care combină tomografia cu emisii de pozitroni (PET) și tomografia computerizată (CT). Această combinaţie aduce numeroase avantaje în special în ceea ce privește detectarea precoce și tratarea cancerului și a maladiilor cardiovasculare și neurologice pentru că are calitatea de a îmbunătăţi precizia diagnosticului pus de medici. Pacienţii de la Tawam Molecular Imaging Center beneficiază de asemenea și de un dispozitiv Siemens Cyclotron Eclipse HP, un accelerator de particule care produce radioizotopi ai biomarkerilor de care este nevoie pentru examinarea cu PET. După cum explică Bashar Al Ramahi, Senior Manager of Business Development, Mubadala Healthcare și General Manager for TMIC: Prin combinarea tehnologiilor PET și CT, beneficiem de avantajele oferite de ambele procese. Acum putem să vedem mai mult - și putem să vedem într-un detaliu mai precis. În cazul anumitor metastaze, acest lucru poate salva vieţi. Proiectat și echipat de Siemens, TMIC este proprietatea Mubadala Healthcare o unitate a companiei de investiţii și dezvoltare a afacerilor din Abu Dhabi - și este operat clinic de către Johns Hopkins Medicine International. Operaţional, încă din a doua jumătate a anului 2010, acest centru reprezintă una dintre iniţiativele cheie din cadrul planului de servicii me- 42 Pictures of the Future Toamna 2011

43 dicale Mubadala de a oferi facilităţi medicale de clasă mondială, în cadrul EAU. Medicii și studenţii la medicină din EAU sosesc la Al-Ain pentru a învăţa despre tehnicile sofisticate de diagnoză ale centrului. În afară de tehnologie și expertiză clinică, un alt motiv de interes pentru TMIC poate fi atmosfera relaxantă a centrului. Holul de intrare al clădirii este la fel de frumos și de primitor ca orice hol al unui hotel de lux din Abu Dhabi sau Dubai. Panourile delicate din lemn care acoperă faţadele din sticlă permit luminii naturale să pătrundă în interior. Scopul este de a face procesul de diagnoză cât mai plăcut posibil pentru pacienţii care trec printr-o perioadă plină de anxietăţi și temeri. Pacienţii beneficiază de camere proprii, spre exemplu, și fiecare cameră are o deschidere către o grădină. În pofida unor instituţii noi, așa cum este TMIC, dezvoltarea sistemului de servicii medicale în EAU reprezintă o provocare substanţială. Studiile demonstrează că extinderea urbanizării și creșterea gradului de prosperitate pot provoca o serie de probleme. Spre exemplu, stilul de viaţă urban foarte mult timp petrecut la volan și foarte puţină activitate fizică se numără printre cauzele în virtutea cărora locuitorii din EAU înregistrează o mare incidenţă a bolilor cardiovasculare și se află pe locul doi în lume în ceea ce privește rata îmbolnăvirilor de diabet. Aproximativ 20% din populaţie este afectată de această maladie cu potenţial mortal, iar alţi 20% dintre locuitorii Emiratelor sunt încadraţi cu un grad ridicat de risc de îmbolnăvire de diabet. O mai bună alternativă la diagnoza și tratamentul costisitor al bolilor cronice este prevenirea lor eficientă prin sport și o dietă sănătoasă. Iar aici arhitectura urbană poate juca un rol important. Spre exemplu, orașul Masdar a fost proiectat într-un stil tradiţional arab. O briză proaspătă trece pe aleile înguste, iar pereţii clădirilor oferă umbră. Spre deosebire de Dubai și de Abu Dhabi, care nu oferă mai nimic pentru a încuraja mersul pe jos, orașul Masdar face din mersul pe jos o modalitate plăcută de a ajunge la destinaţie așa cum este de mii de ani în grădinile din Al-Ain, unde vizitatorii încă se plimbă pe sub palmierii umbroși. Andreas Kleinschmidt Calitatea vieţii în orașe Pe scurt Aproximativ 3,5 miliarde de oameni trăiesc în prezent în orașe; până în 2030 acest număr ar putea ajunge la 5 miliarde. În fiecare zi aproximativ de oameni migrează spre aglomerările urbane din Asia. Este nevoie de soluţii de infrastructură noi și inteligente pentru a asigura sustenabilitatea, astfel încât calitatea vieţii să poată ţine pasul cu creșterea populaţiei. Spre exemplu, aceste soluţii le vor permite oamenilor să muncească mai flexibil în viitor, să trăiască mai multă vreme independent la vârste înaintate și să-și păstreze mobilitatea în mijlocul megaorașelor în plină expansiune (p. 12). Londra modernizează niște porţiuni majore din infrastructura sa învechită. Liniile de metrou ale orașului sunt modernizate și extinse, iar noile garnituri de metrou vor reduce presiunea la care este supus sistemul de transport public londonez, începând din Emisiile de gaze poluante de la vehicule vor fi reduse cu ajutorul autobuzelor hibride, al automobilelor electrice și al energiei regenerabile provenită din surse de felul celei mai mari ferme eoliene marine, ce va fi plasată pe estuarul exterior al Tamisei și urmează să producă energie din 2012 (p.15). Cu o populaţie de aproape 10 milioane de locuitori și o densitate de de locuitori pe kilometrul pătrat, Jakarta este unul dintre cele mai populate orașe asiatice. Capitala Indoneziei are de înfruntat niște provocări imense. Cu excepţia unei reţele de autobuze, acest oraș nu dispune de niciun alt tip de transport public, motiv pentru care este continuu sufocat de blocaje în trafic,ce aduc pierderi de aproximativ 3 miliarde de dolari pe an. Pe lângă asta, orașul suferă în fiecare an din cauza inundaţiilor (p. 30). Traiul și munca se vor schimba substanţial în orașe în viitor. Linii de tren ușor de mare viteză, computere în reţea și o arhitectură de securitate robustă vor permite călătoria dintr-un punct în altul al orașului cu mai multă rapiditate și flexibilitate. Iar în birouri, staţiile de muncă fixe vor fi înlocuite de centre de muncă flexibile. (p. 28) Proiectul SmartSenior le va ajuta pe persoanele în vârstă să trăiască independent în orașe, pentru perioade mai lungi de timp. O platformă de servicii le va permite bătrânilor să păstreze mereu contactul cu medicii și fizioterapeuţii. Această platformă va fi testată în 2012, la Potsdam, lângă Berlin (p. 24). Nu poate exista niciun oraș ideal pentru că metropolele sunt niște entităţi vii, susţine în cadrul unui interviu Joan Clos, Executive Director al UN Human Settlements Programme HABITAT. (p. 34) Persoane de contact: Infrastructură la Londra: Kevin Worster, City Account Manager London kevin.worster@siemens.com Mark Brearley, Design for London mark.brearley@designforlondon.gov.uk Noul sediu Siemens: Thomas Braun, Project Manager at Siemens SRE braun.thomas@siemens.com Tramvaie și metrou: Matthias Hofmann, Siemens Mobility matthias.c.hofmann@siemens.com Dr. Stefan Wappmann, Siemens Mobility stefan.wappmann@siemens.com Mobilitate completă: Marcus Zwick, Siemens Mobility marcus.zwick@siemens.com Proiectul SmartSenior: Michael Balasch, Coordinator for SmartSenior michael.balasch@telekom.de Tehnologii de comunicaţii pentru orașe Dr. Johann Fichtner, Siemens CT / IT Security johann.fichtner@siemens.com Dr. Wilhelm Bauer, Fraunhofer Institute IAO wilhelm.bauer@iao.fraunhofer.de Megacity Jakarta: Titin Suwartini, NGO Susila Dharma, Indonesia sdindo@susiladharma.or.id Julieta Glasmacher, Siemens Indonesia julieta.glasmacher@siemens.com SkyHydrant: Rhett Butler, Siemens Water Technologies rhett.butler@siemens.com Managementul deşeurilor în Bolivia: Gerhard Hütter, Siemens Stiftung gerhard.huetter@siemens-stiftung.org Finanţare pentru oraşele din China: Yang Gang, Siemens Financial Services China gang.yang@siemens.com LINK-uri: Oraşe Sustenabile: Design pentru Londra: Fuandaţia SkyJuice: Societatea ISOCARP pentru proiectanţi de oraşe: Campania "7 bilion Actions" a UNFPA: Consorţiul SmartSenior: Pictures of the Future Toamna

44 Pictures of the Future Servicii medicale în pădurea tropicală Clinica de sub palmieri Până de curând, locuitorii din zona Amazonului, de pe teritoriul Braziliei, erau nevoiţi să călătorească până în cel mai apropiat oraș pentru a primi servicii medicale. În prezent, o iniţiativă privată a modificat această situaţie, oferind servicii medicale chiar în pădurea tropicală. Siemens asigură echipmente mobile cu ultrasunete pentru a susţine această iniţiativă. Paiki își scoate năvodul pentru ultima oară. A prins deja trei somni și cinci piranha, dar altă dată prindea mai mult. Peștele nu mai trage la fel de mult ca în sezonul ploilor, dar devine mai ușor de prins atunci când scade nivelul apelor, a povestit el. Paiki cunoaște foarte bine legile pădurii tropicale. El și-a trăit întreaga viaţă în jungla amazoniană și a prins porci sălbatici, ţestoase și pești încă din copilărie. Paiki pornește motorașul micuţei sale bărci și începe să o conducă ușor, dar cu multă pricepere, printre trunchiurile de copaci care răsar din apă. Peste câteva săptămâni, atunci când sezonul uscat va începe, nivelul lui Rio Fresco va scădea cu până la 10 metri, iar trunchiurile de copaci vor fi din nou vizibile. Pentru moment trunchiurile sunt încă ascunse sub masa de apă galben-maronie ce străbate statul brazilian Pará. Paiki, care are 31 de ani, a avut o programare la dentist în această dimineaţă, în satul său, Kikretum, un sat ce este izolat chiar și după standardele de izolare amazoniene, extrem de generoase. Kikretum are 500 de locuitori și este localizat în centrul teritoriului ocupat de tribul Kayapo. Aici, regină este pădurea tropicală, ce se întinde cât poţi vedea cu ochii. Cel mai apropiat oraș mare, Marabá, este la o distanţă de două ore de zbor, iar orășelul São Felix do Xingú se află la 6 ore distanţă, cu barca cu motor. În orice caz, Paiki s-a gândit că este mai important să pescuiască azi, pentru că are patru copii de hrănit. Soţia sa a născut săptămâna trecută un băiat iar Paiki se simte deosebit de mândru. Poate că micuţul va deveni un războinic Kayapo de temut când va fi mare. Ritualurile prin care va trebui să treacă nu sunt ușoare. Spre exemplu, băiatul va trebui să distrugă un cuib de viespi și să suporte nenumăratele înţepături pentru a-și demonstra curajul. Aici, așa stau lucrurile. O asistentă medicală de la departamentul pentru sănătate al Secretaria Especial de Saúde Indígena (SESAI) din Brazilia a fost prezentă la nașterea celui mai nou membru al familiei lui Paiki. Cu toate acestea, medicii și stomatologii ajung în general foarte rar și nu rămân mai mult de o zi în satele izolate ale indienilor. Şamanul și vraciul satului ne tratează când suntem bolnavi, explică Paiki, aplecându-se pentru a evita o creangă groasă în drumul spre Kikretum. Şamanul se ocupă de lucruri precum mușcăturile de șarpe și de îmbolnăvirea spiritului, felul în care indienii Kayapo descriu afecţiunile de ordin psihologic. El își dă seama imediat dacă o afecţiune are vreo legătură cu spiritul apei și dacă pacientul trebuie să primească ierburi sau să se ferească de anumite mâncăruri. Totuși șamanul nu prea are ce face în cazurile de tuberculoză, malarie sau la hernii. În aceste zile, din ce în ce mai mulţi indieni Kayapo doresc să fie bine aprovizionaţi cu ceea ce ei numesc leacul omului alb. În 2009, indieni furioși au ocupat chiar o clădire deţinută de o organizaţie precursoare a SESAI, într-o încercare de a conferi greutate solicitărilor lor. Un teritoriu de dimensiunea Australiei. Medicii SESAI din pădurea tropicală vizitează cu regularitate satul Kikretum, într-un avion monomotor. Acest avion este necesar pentru că 44 Pictures of the Future Toamna 2011

45 Indieni precum Paiki și familia sa (dedesubt) și întregul sat Kikretum beneficiază de expediţia pe Amazon organizată pentru acordarea de servicii de sănătate. Consultaţii și chiar intervenţii chirurgicale sunt realizate la faţa locului (dreapta). populaţia de de indieni Kayapo este răspândită pe un teritoriu de dimensiunea Australiei. Medicii nu pot trata multe cazuri la faţa locului. În astfel de situaţii pacienţii indieni sunt trans-portaţi la spitalele din orașe precum São Felix do Xingú, Marabá sau chiar Belém, care are o populaţie de câteva milioane de locuitori și este plasat în apropierea îndepărtatei coaste a Atlanticului. Unul dintre fiii mei a avut pneumonie odată. A fost nevoie de șase săptămâni pentru a-l trata la Belém. Am stat cu el tot timpul și am dormit pe scaune de plastic la spital. Ar fi mult mai ușor dacă am putea beneficia de mai multe servicii medicale chiar aici, în satul nostru, mai susţine Paiki. Dorinţa lui Paiki devine acum realitate. O întreagă echipă de medici a sosit recent, eveniment în premieră absolută pentru teritoriul Kayapo. Medici și asistente de la organizaţia non-guvernamentală Expedicionários de Saúde (EDS), ce este finanţată exclusiv din donaţii, au transformat micuţa școală din Kikretum într-un spital pentru 10 zile. Au fost ridicate corturi și au pornit generatoare diesel. Echipa medicală a adus aparate de aer condiţionat, instrumente chirurgicale și chiar unităţi cu ultrasunete de la Siemens. Din grup nu lipsesc nici temuţii stomatologi. Indienii susţin că în rarele ocazii când se întâlnesc cu stomatologii ajung mai degrabă să-și piardă câte un dinte decât să le fie salvat unul cariat așa că sunt niște pacienţi mai degrabă neîncrezători. Barca se apropie de sat, iar Paiki poate vedea că pe mal este foarte multă agitaţie. Un vas a sosit de la Gorotiri, un alt sat Kayapo. La bordul vasului se află pacienţi - și deci muncă de făcut pentru doctorul de ochi, pediatru, chirurg, ginecolog și ceilalţi medici care, împreună, vor realiza aproximativ de consultaţii și tratamente (printre care și mai mult de 70 de intervenţii chirurgicale) în cele 10 zile. Paiki își leagă barca la mal și se pierde în mulţime. El a trecut o liană elastică prin branhiile peștilor prinși și a înodat capetele. Peștii atârnă de liană ca un șirag de perle inegale somnii lungi și grași și micuţii piranha cu dinţii lor ascuţiţi. În curând vor înota cu toţii într-o supă. Mulţi dintre nou-veniţii din Gorotiri sunt însoţiţi de membri ai familiilor. Unii dintre ei și-au adus arcuri și săgeţi. Urmează să vâneze pentru a-și asigura hrana pe perioada șederii la Kikretum. O cușcă în care se află un papagal gălăgios pare uitată în mulţime; o tânără fată Kayapo adună furnicile din blana porcușorului său de Guineea. Faptul că un vas plin cu pacienţi a reușit să tragă aici la mal este în sine un mic succes, dacă iei în considerare zvonurile ce s-au răspândit la Gorotiri, cum că doctorii ar scoate ochii pacienţilor și i-ar înlocui cu ochi de cal. Înţelepţii satului au dus o serioasă muncă de lămurire cu bolnavii pentru a-i convinge că vor primi ajutor la Kikretum, înainte de a fi de acord să se urce pe vas. Akiaboro, un veteran războinic Kayapo, a dat un exemplu bun. Akiaboro, care se consideră un lider politic al indienilor Kayapo, se ţine drept în timp ce merge prin mulţime, având pe cap un mănunchi de pene galbene și verzi de papagal. Sunt unele boli pe care omul alb le tratează mai bine decât șamanii, susţine el, adăugând că a venit la Kikretum pentru un control. Akiaboro vrea să meargă și la stomatolog pentru că are o infecţie pe canalul unei măsele. Nu am mai dormit de câteva zile din cauza durerii, se confesează el. Mai este încă destul timp până când îi va veni și lui Paiki rândul să se urce pe scaunul stomatologului. Acum este după-amiază și s-a format deja o coadă lungă în faţa școlii din sat. O fată Kayapo lovește o minge; pielea ei este acoperită cu desene ornamentale, iar la mâini și la glezne are brăţări colorate. Înainte ca pacienţii să fie repartizaţi către medicii care urmează să-i consulte, numele lor sunt introduse într-un calculator. Asistentele de la triaj lipesc etichete de diferite culori pe pielea indienilor pentru ca celelalte cadre medicale să știe spre ce medici trebuie să-i îndrume. Albastru pentru doctorul de ochi, roz este pentru ginecolog, galben pentru pediatru, iar verde deschide calea către cortul de chirurgie, explică Claudio Braga, cel ce trece numele indienilor în calculator. Aproape că niciun alt spital din Brazilia nu dispune de un standard IT atât de ridicat iar noi beneficiem de el chiar aici, în pădurea tropicală. Reţea wireless în pădure. Spitalul temporar din Kikretum este dotat cu un sistem IT care ar face multe alte centre medicale să fie invidioase. Cele 11 laptopuri ale noastre sunt legate într-o reţea wireless, iar toate fișele pacienţilor sunt păstrate în format digital și sunt accesibile pentru medicii care fac consultaţii, precum și pentru cei care operează, explică, nu lipsit de mândrie, Braga. Aproape că niciun alt spital din Brazilia nu este dotat cu un standard IT atât de ridicat iar noi beneficiem de el chiar aici, în pădurea tropicală, mai adaugă el. Echipamentele pentru consultări și cele chirurgicale sunt curăţate și sterilizate într-o încăpere Pictures of the Future Toamna

46 Iria Novaes, ginecolog și Fabio Atui, chirurg, folosesc echipamente cu ultrasunete, oferite de Siemens în timpul unei vizite de zece zile printre indienii de pe Amazon. din spatele biroului lui Braga, pe care se află calculatoarele și o imprimantă. Doi tineri membri ai tribului Kayapo acoperă acum o platformă cu frunze proaspete de palmier. Acest lucru îi ajută pe mulţi dintre pacienţii în vârstă, dintre care unii sunt aproape orbi. Puternicele raze ale soarelui de aici le afectează ochii. Nu este nicio surpriză că în această regiune cataracta este o mare problemă. Maladiile pe care le diagnosticăm sunt rezultatul acţiunii mediului și a modului de viaţă al indienilor, explică Fabio Atui, un chirurg ce deţine un cabinet particular la São Paulo, dar operează și în unul dintre cele mai mari spitale din oraș. Deși Atui are o familie, el își ia mereu câteva zile din concediu pentru a se alătura expediţiilor EDS ce sunt organizate încă din El consideră că este foarte important ca serviciile medicale de primă mână să ajungă și în aceste regiuni izolate de-a lungul Amazonului. Oamenii din pădurile tropicale suferă deseori de boli infecţioase, ciuperci și râie. Ei sunt foarte activi, străbat distanţe lungi și adeseori cară poveri grele, motiv pentru care și herniile sunt frecvente, în timp ce bolile cardiace sunt foarte rare, explică el. Atunci când se află în junglă, el lucrează în cortul pentru operaţii. Cei care doresc să intre trebuie să-și pună în primul rând echipamentul albastru de protecţie și o mască chirurgicală. Atui poartă și mănuși albe din latex. Acum operează un pacient care a suferit o hernie. Mai multe instrumente chirurgicale sunt introduse în incizie; un monitor indică semnele vitale ale pacientului. Un aparat de aer condiţionat răcorește atmosfera din cort, însă afară este foarte cald și foarte umed condiţii tipice pe Amazon. Nu putem opera decât anumite tipuri de intervenţii în pădurea tropicală. Diagnosticul trebuie pus rapid și fără echivoc, iar operaţiile nu trebuie să necesite procese de pregătire sau tratamente postoperatorii complicate. Până la urmă nu stăm aici decât 10 zile, mai explică Atui. Procesul de diagnoză este o adevărată provocare, pentru că EDS nu dispune de aparate pentru radiografii, care sunt prea mari și prea grele pentru a fi transportate. Totuși, Atui se bizuie pe o unitate cu ultrasunete, ce a fost oferită gratuit de Siemens. El și colegii săi medici, dar și personalul medical auxiliar, renunţă voluntar la confortul civilizaţiei și la timpul liber atunci când pleacă în astfel de misiuni. Spre exemplu, latrinele și dușul sunt amplasate într-o baracă de lemn, lângă bucătărie, iar în locul cinei la un restaurant bun, membrii echipei trebuie să se mulţumească cu un amestec de orez, fasole și bucăţele de carne fierte la cazan. Încă din prima seară conducătorul expediţiei, Ricardo Affonso Ferreira, le spune tinerilor medici care participă pentru prima oară la o astfel de misiune: Este un privilegiu să ne aflăm aici. Vrem să le arătăm respectul nostru indienilor și nu ne așteptăm la niciun fel de mulţumiri nu suntem niște misionari ai secolului XXI. Atui îi împărtășește întru-totul opinia. El este convins că singura cale de a preveni despăduririle este ca indienii să continue să trăiască în pădurile tropicale, pe care să le considere casa lor. El consideră că trimiterea lor la oraș pentru câteva zile de tratament medical este o greșeală. Mulţi indieni sunt deja expuși tentaţiei luxului și a vieţii ușoare din zonele urbane, prin intermediul posturilor de televiziune care transmit în direct Carnavalul de la Rio până la colibele din Kikretum. Ei urmăresc de asemenea și videoclipurile muzicale ale starurilor sudamericane, ca să nu mai amintim de cotidienele telenovele braziliene care propagă amăgirea prosperităţii materiale. Bătrânii tribului Kayapo își pot aminti bine câte lucruri pot fi cumpărate cu bani. Începând cu anii 80 a fost descoperit aur pe teritoriul Kayapo, fapt ce a atras tot felul de oameni care doreau să se îmbogăţească peste noapte. Căutătorii de aur care au împânzit regiunea trebuiau să plătească o taxă indienilor pentru aurul extras, iar unii membri ai tribului Kayapo au ajuns chiar să-și cumpere avioane cu banii obţinuţi astfel. După câţiva ani însă rezervele de aur s-au terminat, iar banii indienilor Kayapo s-au risipit la fel de ușor cum au fost câștigaţi. Acest scurt interval de timp a fost însă suficient pentru ca prostituţia și traficul de droguri să ajungă până la marginile rezervaţiei. Civilizaţia și-a găsit drumul spre inima pădurii tropicale. Mortalitatea ridicată a copiilor. Paiki are două televizoare în coliba sa, unde tocmai a ajuns cu prada zilei. Gunoiul este împrăștiat peste tot, iar bunurile de preţ ale familiei sunt puse la păstrat în pungi de plastic, agăţate de pereţi. Paiki își împarte coliba cu o altă familie. Toată lumea doarme pe jos, în corturi sau în hamace. Soţia lui Paiki stă întinsă într-un hamac și alăptează copilul. Copiii și adolescenţii indieni sunt primii afectaţi de lipsa igienei și de climatul umed amazonian. Bolile respiratorii sunt foarte comune printre copii, iar medicii susţin că aici rata mortalităţii infantile este de aproape zece ori mai ridicată decât la São Paulo. Multe femei preferă să nu fie examinate, susţine Iria Novaes, ginecolog din Campinas. Majoritatea femeilor pe care le consult se află la prima lor vizită la ginecolog, mai adaugă ea. Novaes este ajutată în munca ei de una dintre cele două unităţi cu ultrasunete ce au fost oferite de Siemens pentru EDS. Aceste unităţi se adaugă contribuţiei financiare pe care compania o are la expediţie. Într-o seară, chiar înainte de a se retrage în cortul ei pentru a se culca, Novaes discută despre femeile pe care le-a tratat în cursul zilei. Una dintre paciente, o femeie în vârstă de 27 de ani, i-a trezit îngrijorarea lui Novaes în mod special, pentru că ar putea avea cancer. Novaes a prelevat o mostră de ţesut și a trimis-o către Spitalul universitar din Campinas pentru biopsie. Până atunci, examinarea cu ajutorul unităţii cu ultrasunete i-a oferit cel puţin o veste bună: Niciun semn de metastaze, ceea ce înseamnă că nu este încă prea târziu pentru tratament și vindecare. Comunicarea dintre medici și pacienţi nu este 46 Pictures of the Future Toamna 2011

47 ușoară, pentru că trebuie să treacă peste barierele culturale. Deși din cadrul expediţiei nu lipsesc interpreţii, iar unii indieni Kayapo ca Paiki vorbesc destul de bine portugheza, limba rămâne totuși o problemă. În plus, multe gesturi ce sunt foarte importante în relaţia dintre medic și pacient rămân neînţelese. Dar regiunea Amazonului nu este singura în care medicii se confruntă cu astfel de probleme. Situaţia indigenilor brazilieni este din multe puncte de vedere extremă, însă în întreaga lume sunt miliarde de oameni în regiunile rurale care nu dispun decât de un acces limitat la servicii medicale (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2011, p. 88). Situaţia lor poate fi îmbunătăţită fără costuri mari dacă sunt împlinite două condiţii, la fel ca în cazul expediţiilor EDS: Medicii trebuie să fie dedicaţi meseriei lor și trebuie să fie dotaţi cu tehnologie modernă la preţuri accesibile. În loc să-și exporte aparatura, Siemens produce în prezent din ce în ce mai multe echipamente medicale direct în ţările în curs de dezvoltare, pentru a se asigura că cea mai modernă tehnologie medicală poate fi oferită la preţuri cât mai mici. Celso Takashi Nakano, oftalmolog, este de asemenea de părere că nu trebuie să fie nevoit să lucreze cu echipamente mai puţin performante sau chiar la mâna a doua doar pentru că lucrează în pădurea tropicală. Nakano a adunat un număr mare de donaţii și astfel poate utiliza în prezent cele mai moderne echipamente de pe piaţă, chiar și atunci când pornește într-o astfel de expediţie medicală pe Amazon. El operează cataracte în majoritatea cazurilor, una după alta, existând zile în care are și până la 20 de astfel de intervenţii. Aici sunt cele mai dificile cazuri de cataractă din lume, susţine el. Este o sarcină foarte grea, chiar și pentru Nakano, care este considerat cel mai bun medic pentru astfel de cazuri foarte complicate, la Spitalul Universitar din São Paulo. Pupilele indienilor Kayapos de abia dacă se dilată, ceea ce are probabil legătură cu obiceiurile lor alimentare, explică el. Acest fapt face ca intervenţiile sale să fie foarte dificile pentru că trebuie să-și introducă instrumentul chirugical cu maximă precizie prin pupilele foarte înguste. Este ora 9:30 a.m. ora la care Nakano își primește primul pacient. El folosește un dispozitiv cu ultrasunete pentru a îndepărta cristalinul opacifiat și întărit al pacientului și apoi îi introduce un nou cristalin, cu ajutorul unei perechi fine de foarfece. Apoi pacientul său se trezește din anestezie într-un hamac, în școala din sat, cu un bandaj gros deasupra ochiului operat. Unul dintre primii pacienţi, al cărui bandaj a fost îndepărtat între timp, îl vizitează pe medic în timpul mesei de prânz. Acum poartă niște ochelari de soare care-l fac să semene cu o vedetă rock la vârsta a treia. Ia uite cât de bine pot să văd acum! strigă el fericit în portugheză scoţându-și ochelarii. Înainte de operaţie mai dispunea de doar 15% din vedere, însă în curând după ce ochiul său se va vindeca complet va reveni la aproximativ 80%. Câţiva doctori îi adresează un prietenesc Meikumré! un cuvând în limba Kayapo care înseamnă Foarte bine!. Spre sfârșitul șederii lor, unii dintre membrii expediţiei încep chiar să poarte decoraţiile tradiţionale ale tribului. Cu cât sfârșitul expediţiei este mai aproape, cu atât mai lungă devine coada din faţa cortului folosit de stomatolog. S-a răspândit zvonul că acest dentist salvează mai mulţi dinţi decât extrage, astfel încât cei care nu au fost în viaţa lor la stomatolog și cei care au fost, dar se temeau, acum vor neapărat să-și încerce norocul. Pe o tăbliţă din faţa cortului sunt trecute cuvintele kekét meitere - un zâmbet frumos. Așa cum explică Pedro Affonso Ferreira din Campinas, aici stomatologii sunt puși la grea încercare pentru că nu dispunem de suficiente lămpi speciale. Eu sunt nevoit să folosesc o lampă pe care o port pe cap, chiar dacă lumina emisă de ea face ca uneori anumite materiale din plombe să se întărească prea rapid. Asta înseamnă că trebuie să lucrez mai rapid. Ore de ploaie. Afară cerul s-a întunecat din nou a ploaie, așa cum se întâmplă în multe dupăamieze. Un ropot ușor se aude dinspre frunzele copacilor, iar primele picături de ploaie, ce se vor transforma în scurt timp într-o perdea de apă, încep să cadă. Atunci satul Kikretum se va transforma într-o mlaștină. Mici podeţe improvizate din lemn - ca acelea folosite în piaţa veneţiană San Marco atunci când canalele sunt inundate oferă ultimele căi de retragere pentru pacienţii care doresc să ajungă fie la propriile colibe, fie la școală. O ultimă barcă vine de la A Ukre, iar un vas mai mare sosește de la Gorotiri. La bord se află, printre alţii, nouă pacienţi cu simptome de malarie. Acum doi ani nu erau decât câteva cazuri izolate de malarie în această parte a teritoriului Kayapo, însă în prezent această boală infecţioasă este întâlnită din ce în ce mai frecvent. Măsurile de prevenţie sunt singurele care pot ajuta în lupta cu malaria; medicii din cadrul EDS știu prea bine că medicamentele și tehnologia medicală de ultimă generaţie sunt neputincioase în faţa acestei maladii mortale. În doar câteva zile, membrii expediţiei își vor demonta corturile și vor pleca la bordul avionului lor monomotor care îi va duce până la cel mai apropiat aeroport major, la Marabá. De acolo vor zbura către orașele mari din sudul Braziliei, în care majoritatea lor locuiesc și muncesc. Nu se vor mai întoarce la Kikretum pentru o perioadă lungă de timp, pentru că viitoarea expediţie EDS va avea o altă destinaţie. La urma Multe gesturi importante în cadrul relaţiei doctor-pacient rămân neînţelese urmelor, sunt numeroși oameni, răspândiţi prin vastele regiuni străbătute de Amazon, care au nevoie de servicii medicale. Paiki se întoarce la docuri și se uită la un băieţel Kayapo care aruncă pietre în Rio Fresco cu praștia. Nici măcar nu a fost nevoie să folosească freza!, exclamă Paiki fericit. Se pare că de data aceasta a reușit să ajungă la stomatolog. Zâmbește dezvelind niște dinţi ce au fost reparaţi cu mult metal strălucitor, în ultimii ani. O să fim triști când or să plece doctorii, susţine el. Poate Paiki să-și imagineze că și pentru el ar putea veni o zi în care să părăsească pădurea tropicală? Acea zi nu va veni niciodată, este el sigur. Locul lui este aici. Şi, deși i-ar fi mai ușor să vândă bijuteriile pe care le face soţia sa într-un oraș mare, viaţa acolo ar fi mult prea complicată și, după cum mărturisește, probabil că s-ar fi rătăcit mereu. Băieţelul de pe malul râului a început acum să danseze. Între două pietre zvârlite în apă cu praștia, el cântă refrenul unui cântec în limba engleză, pe care l-a văzut recent la televizor: Baby, baby, baby, oh! Baby, baby, baby, oh!. Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future Toamna

48 Din Sumar: 53 Ştiinţa previziunilor Siemens dezvoltă niște metode prin care pot fi identificaţi și urmăriţi parametri cheie care guvernează sistemele și tendinţele complexe, reușind astfel să obţină abilitatea de a prognoza numeroase procese cu o acurateţe uimitoare. 57 Corp de cunoştinţe Pornind de la cele câteva mii de imagini cu adnotaţii, sistemele software au învăţat să identifice organele și chiar să recunoască diferitele stadii oncologice 62 Porţile înţelegerii Cum învaţă mașinile? Care sunt problemele asociate acestui proces și ce avem de câștigat din el? Interviurile cu Prof. Bernhard Schölkopf și Prof. Tomaso Poggio oferă răspunsuri și la aceste întrebări. Paginile 62, Inspectorii de zbor Una dintre cele mai complicate probleme cu care se confruntă cercetătorii din domeniul inteligenţei mașinilor este vederea. Oamenii de știinţă de la Siemens dezvoltă niște sisteme video care nu sunt doar capabile de a învăţa, dar pot și să interpreteze independent lumea vizibilă. 70 Optimizare la locul de muncă Înarmat cu algoritmi de învăţare, orice sistem de mare complexitate ar putea în mod virtual să fie proiectat să-și minimizeze propriile necesităţi de mentenanţă și să-și maximizeze eficienţa de funcţionare. Printre exemple se numără echipamentele medicale avansate, turbinele cu gaz și parcurile eoliene permite mașinilor să înveţe știe că adversarii În timp ce așteaptă pe o masă de tratament să i se repare o valvă cardiacă afectată, inventatoarea unei tehnologii unice care le săi ar putea să încerce să o ucidă în orice moment. Însă asasinii nu au habar de faptul că odată ce acest software este pornit, agenţii săi vor scotoci fiecare pistă disponibilă, și se vor apropia încet dar sigur de ţintă în timp ce vor documenta fiecare dovadă pe care o descoperă Inventatoarea programului de calculator care învaţă să descopere potenţialele ameninţări pentru afaceri și pentru proprietarii lor, își dă seama că a devenit la rândul ei ţinta unui complot de asasinat pus la cale de competitorii din domeniu. Ceea ce aceștia nu știu încă este că, deși încă în stadiul pilot, acest software a învăţat să le prevadă fiecare acţiune. 48 Pictures of the Future Toamna 2011

49 Educaţia mașinilor Scenariul 2035 Profetul invizibil Denise, ce te aștepţi ca ei să facă?, întreabă Dr. Higgs căscând ochii cu consternare după ce i-am explicat situaţia gravă în care mă aflam. Nu știu sigur, i-am răspuns. Însă orice ar fi, este probabil să se întâmple chiar acum. Încercam să mă relaxez pe o masă de tratament în secţia de intervenţii cardiologice a spitalului, în timp ce un scaner multimodal producea o imagine 3D a valvei mitrale bolnave din inima mea. Pe de altă parte, ardeam de nerăbdare, fascinată de ideea că o versiune pilot, activată recent, a software-ului de la compania mea, Prophet Analytics, era probabil pe cale să aducă dovezi clare, irefutabile, împotriva celor implicaţi în ceea ce pare a fi un plan diabolic de a scăpa de mine. Dar să vă povestesc care au fost evenimentele care m-au adus în această poziţie... Am înfiinţat Prophet Analytics acum aproape un an. Ideea era de a crea o companie care să folosească un software dotat cu un grup de algoritmi unici de învăţare, menit să detecteze eventualele ameninţări asupra unor afaceri sau persoane și, evident, să permită evitarea materializării acestor ameninţări. În varianta sa pilot, acest program, ce a fost antrenat să identifice evenimentele anormale din mediul meu extins de viaţă, a fost conceput să ruleze ca o aplicaţie cu grad ridicat de securitate pe comunicatorul meu. Acest software își trimite agenţii prin toate reţelele și aceștia monitorizează datele produse de toţi senzorii relevanţi. Odată ce dau peste un eveniment anormal, Profetul formulează un set de ipoteze cu privire la acel eveniment și apoi compară aceste ipoteze cu ceea ce s-a întâmplat de fapt. În cursul acestui proces, programul învaţă din experienţă și își îmbunătăţește constant acurateţea predicţiilor. Deși dezvoltarea acestui program are calificativul Pictures of the Future Toamna

50 strict secret, cineva a reușit să afle informaţii despre potenţialul său de a-și falimenta concurenţa și se pare că a decis să-l facă să dispară din peisaj, împreună cu inventatoarea sa cu tot. Însă s-au mișcat prea târziu. Programul este deja operabil în secret, în forma sa pilot. Iar atunci când un cercetător de la un potenţial competitor de pe piaţă, aflat în vizită la firma mea, a adus ca din întâmplare vorba despre invitarea celor mai buni manageri ai mei la un picnic de vară și l-a întrebat pe un coleg apropiat de-al meu dacă sufăr de vreo alergie, un agent Prophet dintr-un senzor AV instalat în holul nostru a surprins un anumit ton al vocii sau o expresie a feţei care l-a determinat să dea alarma. Imediat după aceea, agenţii Prophet au descoperit că cineva a încercat, și este posibil să fi și reușit, să obţină acces la fișierele despre mine ale medicului meu din copilărie. Având cunoștinţă de faptul că la un moment dat am suferit o reacţie alergică acută la o înţepătură de albină, motorul de generare de ipoteze al programului Prophet a căutat imediat conexiunile cu apitoxina și în special melitina, principalul compus activ al veninului de albină. Şi probabil că deloc întâmplător, un profesor care s-a întâlnit recent cu Dr. Shanti omul de știinţă care ne-a vizitat deţine o mică afacere în domeniul nanotehnologiei, folosită pentru a conduce melitina produsă artificial în ţesuturile bolnave de cancer. Folosind algoritmi unici de învăţare, această aplicaţie de înaltă securitate poate detecta ameninţări asupra unor afaceri sau persoane. Apoi, acum aproape o lună, în timp ce jucam într-un meci de volei de binefacere, o minge trimisă cu putere m-a izbit în piept, chiar sub nivelul gâtului. Impactul a fost atât de puternic încât m-a doborât la pământ. Un test cu ultrasunete făcut pe loc a indicat existenţa unei posibile rupturi a unuia dintre cordoanele care menţin supapele inimii - chordae tendineae - și anume a acelui cordon care susţine supapele valvei mitrale. În aceste cazuri valva poate regurgita sângele, ceea ce cauzează o stare de slăbiciune. Sub impulsul momentului, rezultatul acestei prime examinări a fost trimis automat către un spital din apropiere care dispune doar de o securitate minimă a datelor. În dimineaţa următoare, în timp ce mă gândeam la rezultatele neconcludente obţinute de Prophet până atunci, am înţeles că accidentul meu și slaba securitate informatică a spitalului la care au ajuns datele, pot funcţiona ca o capcană menită să-i atragă pe cei care vor să mă omoare. Mai mult decât atât, dacă cineva acţiona într-adevăr împotriva mea și a companiei mele, cu cât mă purtam mai normal, fără să-mi iau precauţii deosebite, cu atât mai bine, pentru că ei nu aveau cum să înţeleagă faptul că eram de fapt pe urmele lor. Drept urmare, o serie de informaţii despre accidentul meu au circulat înainte și înapoi între biroul meu și departamentul de cardiologie al spitalului inclusiv detaliile unei programări pentru o serie de teste și o intervenţie chirurgicală prin care să fie remediată situaţia, restaurând funcţionalitatea normală a inimii mele. Până după-amiază, Prophet analiza deja tot felul de informaţii. Fragmente de conservaţii și fotografii realizate de senzorii din autovehicule, trafic, de pe străzi, din parcări și prin infrastructurile private și satelit, indicau faptul că înalt automatizatul Centru de Producţie a Dispozitivelor Prostetice (Prosthetic Device Production Center PDPC) din spitalul meu se bucura de neobișnuit de multă atenţie. De un deosebit interes a fost ceea ce părea o întâlnire cu totul întâmplătoare dintre Dr. Shanti și Dr. Clark Hallick, un fost supervizor de la Prophet Analytics, la o staţie KwickC de reîncărcare cu energie electrică a automobilelor, mai ales că amândoi au intrat în același timp în toaleta staţiei de reîncărcare. Se întâmplă însă să-l ţin minte foarte bine pe Clark, pentru că am avut o relaţie fugară cu el, mai demult, în perioada pre-ipo. Însă nici toate calităţile fizice din lume nu ar fi putut să mă facă să trec cu vederea atitudinea arogantă și egocentrică a lui Clark. Ne-am despărţit cu scandal, plini de resentimente, iar la scurt timp el a părăsit compania. Acum se pare că el conduce un program de optimizare a procesului de învăţare al roboţilor în cadrul spitalului iar senzorii din filtrul de aer de la toaleta staţiei de reîncărcare au detectat prezenţa unor molecule foarte neobișnuite pentru acel loc: melitina. După ce a adunat o cantitate uriașă de informaţii despre personalitatea posibililor răufăcători, despre trecutul lor și despre activităţile lor prezente, motorul care generează ipoteze al programului Prophet a pornit să analizeze datele de la zero, pentru a anticipa posibilele scenarii viitoare. Iar scenariul considerat a avea cel mai înalt nivel de probabilitate - 93% - este acela care a început deja să se deruleze. Mai târziu în acea seară, departamentul lui Hallick a început în mod aparent pregătirile pentru un test menit să identifice dacă sistemele optice robotizate de supraveghere ale spitalului și senzorii asociaţi ar putea cădea pradă unui atac al hackerilor. Conform datelor oficiale, acest test urma să aibă loc peste două zile, în timpul nopţii cu alte cuvinte la scurt timp după internarea și tratamentul meu. Acum, când stau întinsă pe masa de tratament iar Dr. Higgs examinează reprezentarea 3D a valvei mele mitrale pe un mic display pivotant, conturul unui clip prostetic optimizat a apărut automat pe ecran. Higgs a dat click pe câteva butoane virtuale pe interfaţa ecranului, afișând parametrii pe care îi va expedia spre PDPC pentru producţie. Câteva secunde mai târziu o lumină albastră strălucitoare a început să clipească pe un panou de comandă din apropiere, anunţând că a sosit deja clipul protetic special conceput pentru mine. Te vom pune pe picioare imediat Denise, a spus Higgs pe un ton liniștitor. Îţi voi da un sedativ.... A început să se întindă după cadranul mic și strălucitor atașat de cateterul ce-mi pătrundea în vintre. Însă înainte de a atinge cadranul, l-am prins de mână. Dr. Higgs, lasămă să mă uit puţin la proteză, aș dori să o examinez cu smartphone-ul i-am spus. Am îndreptat telefonul spre micuţul obiect. Ultimele modele de telefoane mobile pot recunoaște obiectele indiferent de cât de neobișnuite sunt acestea iar datele obţinute sunt apoi introduse într-un catalog ce conţine și informaţii despre preţ și locul unde au fost fabricate. O serie de aplicaţii specializate le permit utilizatorilor să deschidă în mod virtual obiectul de interes, accesând datele de baze de pe internet pentru a vedea, asculta, analiza sau compara preţurile diferitelor subansambluri. Echipat cu tehnologia Prophet însă, un astfel de telefon va căuta orice amănunt care, cumulat cu datele anterioare, oferă un rezultat predictibil. Un moment mai târziu un avertisment a apărut pe telefon, indicând faptul că PDPC a trecut printr-o scurtă întrerupere a fluxului de date e- xact înainte de a trece la producţia protezei pentru mine. Şi mai grav: spectrometrul cu diodă laser al telefonului a găsit urme de melitină chiar în proteză, într-o nanocapsulă ce urma să-și descarce conţinutul toxic ulterior intervenţiei chirugicale. Doamne Dumnezeule! a exclamat Higgs. Având în vedere antecedentele tale medicale asta te-ar fi.... Exact, l-am întrerupt. Şi probabil că nu s-ar fi întâmplat nimic imediat, ci la mai mult timp după ce aș fi părăsit spitalul. Mi-am îndreptat telefonul spre un perete monitor lung, folosit de obicei pentru a afișa interacţiunile celulare, fiziologice și anatomice ce prezintă importanţă pentru anumite proceduri complexe. Recunoscând instantaneu importanţa și natura urgentă a datelor, acest monitor a devenit o extensie a ecranului de la telefon. Programul Prophet a analizat noile date și a reconstituit crima pe care a împiedicat-o. Prima oară pe ecran a apărut o imagine de foarte aproape cu proteza mea și cu analiza spectrometrului laser asociată. Apoi a apărut o imagine a unui model M6 de robot de salubrizare. În raportul din dreptul acestei imagini se precizează că au fost găsite urme de melitină și ADN-ul lui Clark pe o pereche de mănuși, pe care le-a ridicat din coșul de gunoi și le-a analizat automat. Cea de-a treia imagine îl prezintă chiar pe Clark intrând în sediul PDPC la ora 4:35 în această dimineaţă. Iar în cele din urmă, imediat după ce am apăsat cu arătătorul pe iconiţa Prophet cu conţinutul Transmit Report to Security, a apărut o imagine de sus a holului de la recepţia spitalului și un cerc roșu în jurul unei persoane marcată Hallick C care se îndrepta aparent spre ieșire și un cerc albastru în jurul unei persoane în uniformă de lângă ieșire, cu mesajul Security Notified. Ei bine, i-am spus lui Higgs, cred că asta a fost tot. Ai avut dreptate, Denise, mi-a răspuns el. Iar acum îţi recomand să comanzi o nouă proteză și să începem procedura. Arthur F. Pease 50 Pictures of the Future Toamna 2011

51 În prezent, sistemele de evaluare a imaginilor pot doar detecta și număra persoane și obiecte. În viitor aceste sisteme vor fi capabile și să interpreteze ce se întâmplă într-o imagine. Educaţia maşinilor Tendinţe Înfloritoare pe seama complexităţii Fie că sunt pregătite prin analiza a mii de exemple, fie că sunt capabile să tragă singure concluzii, mașinile care învaţă din experienţă contribuie la optimizarea tuturor domeniilor în care au aplicaţii, de la interpretarea imaginilor medicale, până la produsul fermelor eoliene. În acest proces, ele ne ajută nu doar să ne integrăm, dar și să beneficiem de o lume din ce în ce mai complexă. Le găsești la lucru în centrale energetice, fabrici și spitale. Le poţi găsi și în subsolurile clădirilor mari, în centrele de supraveghere și în serviciile poştale automate. Unele dintre ele percutează neobosite înainte și înapoi, găurind plăci de metal. Altele stau bine fixate în niște hale uriașe, producând doar un zbârnâit mantric dar și foarte multă electricitate. Toate fac parte dintr-o nouă generaţie de sisteme: mașinile care învaţă. Fie că obiectivul lor este să intervină în complicate proceduri pe cord deschis și să le facă mai sigure prin identificarea automată a unor caracteristici cheie, fie că sunt menite să mărească eficienţa celor mai mari turbine din lume, abilitatea de a învăţa din experienţă transformă mașinile în sisteme care ţin minte, evoluează și câteodată chiar ne surprind. Puteţi să-i spuneţi schimbare de paradigmă sau revoluţie, mașinile care învaţă sunt pregătite să accelereze procesul de dezvoltare şi cunoaştere în toate industriile și să devină nişte factori competitivi decisivi pe măsură ce ajung să fie din ce în ce mai inteligente. Învăţarea este poarta spre inteligenţă, susţine Tomaso Poggio, care este profesor Eugene McDermott la Departamentul de Ştiinţe Cognitive de la Laboratorul pentru Inteligenţă Artificială din cadrul Massachusetts Institute of Technology (vezi p. 68). Pe măsură ce complexitatea și specializarea civilizaţiei noastre continuă să crească, mașinile inteligente vor deveni cea mai bună metodă de a trece în revistă toate datele pe care le generăm și apoi de a identifica ceea ce poate fi optimizat. Deja, atunci când este vorba de procese foarte complexe, este singura soluţie de care dispunem, susţine el. Reprezentarea matematică a lumii. Şi ce ar putea fi mai complex decât prognoza preţurilor la electricitate sau la cupru, preţuri care sunt la rândul lor bazate pe mii de variabile? Da, acesta este exact genul de lucru printre multe alte exemple - pe care sistemul care învaţă de la Siemens, Software Environment for Neural Networks (SENN), a fost conceput să-l facă (vezi p. 53) şi funcţionează! Siemens beneficiază deja de suport în luarea deciziilor privind achiziţionările de energie electrică în Germania, dar și în importantele achiziţii de cupru pe care le face din întreaga lume, pornind de la prognozele oferite de acest software unic. Ştiinţa predicţiilor, susţine Dr. Hans-Georg Zimmermann, Siemens Senior Principal Research Scientist, cel ce deţine majoritatea patentelor care fac posibilă existenţa SENN, este o cursă între complexitatea în creștere a lumii reale și abilitatea noastră accelerată de a o reprezenta matematic prin mijloacele din domeniul tehnologiei informaţiei. Un bun exemplu al relaţiei dintre complexitate și soluţiile IT este dat de capacitatea noastră în creștere de a înlocui operaţiile chirurgicale pe cord deschis cu proceduri intervenţionale ce pot fi realizate cu ajutorul cateterului. Totuși, pentru a realiza astfel de intervenţii, este nevoie ca medicii să poată vedea practic prin pacient. Pentru a îndeplini acest deziderat, oamenii de știinţă dezvoltă sisteme care învaţă prin observarea a mii de imagini cu inimi umane. Astfel de sisteme au învăţat să extragă elementele unei valve aortice din angiografie și din imaginile obţinute cu ultrasunete, să descopere particularităţile anatomice comune ambelor și să combine aceste imagini pentru a produce o imagine hibridă completă (vezi p. 57). Spre deosebire de procesul de învăţare uman, ce devine din ce în ce mai puţin capabil să extragă informaţii importante din date pe măsură ce volumul acestora crește, sistemele artificiale de învăţare pur și simplu înfloresc cu cât complexitatea datelor este mai mare. Spre exemplu, sistemele care învaţă au oferit niște perspective surprinzătoare în experimente privind detectarea relaţiilor posibile dintre părţi diferite ale genomului uman un domeniu imposibil de procesat de creierul uman (vezi pag 62). De fapt, odată ce vom dispune de software mai Pictures of the Future Toamna

52 pregătit în acest domeniu, cu cât îi vom oferi mai multe date, cu atât rezultatele lui vor fi mai precise, susţine Prof. Bernhard Schölkopf, Director al Max-Planck Institute for Intelligent Systems din Tübingen și Stuttgart. Acest lucru este valabil și pentru relaţia dintre condiţiile meteorologice locale și randamentul unei ferme eoliene, relaţie caracterizată de un volum uriaș de date ce trebuie procesate în timp real (vezi p. 70). Spre exemplu, cercetătorii de la Siemens au dezvoltat un sistem care învaţă autonom prin colectarea datelor de la senzori cu privire la condiţiile meteo locale, cum ar fi viteza vântului, turbulenţele atmosferice, temperatura și presiunea, și apoi folosește o serie de algoritmi pentru a corela aceste date cu randamentul dat de ferma eoliană. Acest software învaţă gradual interconexiunile dintre input(uri) și output(uri) și ajustează o serie de variabile cum ar fi unghiul de incidenţă al palelor rotorului. În timp - și pe măsură ce câștigă din ce în ce mai multă experienţă din date acest sistem poate aduce îmbunătăţiri semnificative în randamentul colectiv al fermei eoliene. Fermele eoliene pot avea de asemenea de câștigat de pe urma mașinilor capabile să înveţe și în ceea ce privește mentenanţa externă. Spre exemplu, după o furtună majoră, un operator poate dori să verifice stâlpii și elicele eolienelor care ar fi putut fi afectate de furtună iar o bună verificare se face prin inspectarea în amănunt, de aproape, nu de la distanţă, cu ajutorul binoclului. Soluţia? Cum ar fi să chemaţi în Mici platforme video zburătoare învaţă să inspecteze utilaje, cu ajutorul sistemelor laser și al senzorilor optici. ajutor o flotilă de miniroboţi zburători? Cu această idee în minte, cercetătorii de la Siemens Corporate Technology din Princeton și colegii lor de la Massachusetts Institute of Technology din Boston, au început lucrul la quadcopter o mică platformă video zburătoare care folosește tehnologie laser și senzori optici pentru a crea modele 3D ale obiectelor din jurul său (vezi p. 64). Acest dispozitiv, care a fost testat în zbor pentru a inspecta uriașe instalaţii industriale și a produs niște hărţi digitale 3D de detaliu ale spaţiilor interne ale acestor instalaţii, în vederea unor lucrări majore de modernizare, poate fi antrenat să detecteze și să cartografieze eventualele părţi avariate ale eolienelor. Ce au în comun plicurile, plăcuţele de înmatriculare, semnele de circulaţie, produsele farmaceutice și rafturile supermakerturilor? Trei lucruri: litere, numere și nevoia unui sistem capabil să le citească automat. Iar cheia îndeplinirii tuturor acestor funcţii este mașina care învaţă (vezi p. 67). Tehnologia esenţială care asigură pentru Siemens poziţia dominantă în lume în ceea ce privește sisteme de citire a adreselor pentru serviciile poștale, și care a făcut posibilă citirea a 95% din toate textele, inclusiv cele scrise de mână, fără nicio eroare, este folosită acum pentru a ajuta orașe precum Londra să impună o metodă nouă de percepere a taxelor de drum prin sisteme din ce în ce mai inteligente de citire a plăcuţelor de înmatriculare o piaţă cu un potenţial uriaș la nivel mondial. Iar în domeniul securităţii, sistemele de citire bazate pe mașini capabile să înveţe sunt folosite de Ministerul Federal al Educaţiei și Cercetării din Germania ca parte a unui sistem de supraveghere a camioanelor, ce vor fi însemnate în mod special atunci când transportă substanţe cu grad ridicat de toxicitate sau de periculozitate. Chiar și utilajele industriale grele, cum ar fi burghiurile sau strungurile din fabrici, bat la ușile pieţei sistemelor capabile să înveţe. Spre exemplu, putem vorbi despre un program de calculator iniţiat în 2008 la Siemens Technology-to-Business Center din Berkeley, California, sub conducerea doctorului Sarah Peach, și transferat recent la Siemens Corporate Technology din Princeton, New Jersey, unde se continuă dezvoltarea sa. Dr. Linxia Liao și Zack Edmonson lucrează acum în cadrul unităţii Siemens Motion Control pentru a face ultimele retușuri la acest software denumit Plug and Prognose (PnP). Acest program le permite sistemelor inteligente din mașini-unelte să înveţe continuu, prelucrând datele preluate de senzorii de vibraţii, cuplu, turaţii, viteză și temperatură, și să-și ajusteze astfel randamentul încât să atingă niște valori optimizate. Acest program va elimina necesitatea opririi mașinii pentru a fi testată de un tehnician specializat. Acest software ţine cont și de nevoia de flexibilitate pe linia de producţie. Spre exemplu, atunci când este plasată o nouă comandă ce necesită găurirea unor plăci mai groase de aluminiu, PnP comunică cu un controler și își ajustează în consecinţă parametrii algoritmilor. Algoritmul PnP se adaptează la schimbări fără a fi nevoie de intervenţia vreunui operator. Pe scurt, învaţă din experienţă, explică Liao. Una peste alta, de la învăţarea de a descifra conţinutului imaginilor medicale până la citirea instantanee a informaţiilor de pe o plăcuţă de înmatriculare sau de pe un plic și de la identificarea problemelor potenţiale de mentenanţă până la prezicerea viitorului, mașinile care învaţă pot funcţiona ca un accelerator pentru aproape orice domeniu tehnologic. Cu toate acestea, rămân încă niște lucruri foarte simple pe care aceste mașini nu pot să le facă. Spre e- xemplu, aceste mașini nu pot înţelege ce se întâmplă într-o fotografie cu niște oameni de la o petrecere. Cred că acest lucru ar fi cea mai intelectuală provocare la care ar trebui să răspundă o mașină, susţine Poggio de la MITT. Avem acum sisteme cum este Watson, care pot răspunde la întrebări complexe. Avem sisteme care numără câţi oameni sau câte mașini apar într-o imagine. Dar înţelegerea exactă a ceea ce se întâmplă într-o fotografie? Cred că vor trece cel puţin încă 20 de ani până când un sistem artificial va fi în stare de așa ceva, concluzionează el. Arthur F. Pease Fă o pauză și privește pe geam pentru un moment. Ce vezi? Forme parţial identificabile sau copaci și clădiri? Dacă nu ai văzut niciodată o clădire sau un copac, și nu ai auzit niciodată de astfel de lucruri, priveliștea ar putea să-ţi pară într-adevăr confuză. Totul este însă familiar, pentru că ai modele în mintea ta care îţi organizează uriașa cantitate de informaţii, prezentă în câmpul tău vizual, în lucruri ce sunt identificabile pe loc. 52 Pictures of the Future Toamna 2011

53 Dr. Hans-Georg Zimmermann de la Siemens Corporate Technology a creat un sistem de învăţare capabil să ofere predicţii despre orice, de la preţul cuprului până la cea mai potrivită locaţie pentru a amplasa o nouă fabrică. Educaţia maşinilor Reţelele neuronale Ştiinţa predicţiilor Când este cel mai bine pentru o companie să achiziţioneze electricitate sau materii prime? Este posibil să prognozăm productivitatea pe oră a unui parc eolian cu suficientă precizie pentru a programa folosirea generatoarelor de gaz de back-up? Siemens dezvoltă niște metode de identificare, urmărire și învăţare a parametrilor cheie pe care se bazează astfel de sisteme, având ca rezultat abilitatea de a face prognoze cu privire la o multitudine de procese, cu o acurateţe uimitoare. În prezent, cu aceeași provocare se confruntă sistemele complexe artificiale; însă sistemele în chestiune înţeleg niște modele ce sunt într-atât de multifaţetate și atât de străine simţurilor noastre, încât nicio fiinţă umană nu ar putea vreodată să le vadă în ansamblu. Acestea sunt modelele din care, cu din ce în ce mai mult succes, putem avansa predicţii. Şi funcţionează! Tehnologiile predictive ce sunt dezvoltate acum la Siemens oferă niște cadre deosebit de precise ale rezultatelor din viitor, ale comportamentului și nevoilor de întreţinere ale unor sisteme, de la turbine la parcuri eoliene și la evoluţia tendinţelor economice, cum ar fi preţul materiilor prime și direcţia în care vor evolua bursele. Într-adevăr, Siemens obţine deja sprijin în luarea deciziilor privind achiziţiile de electricitate în Germania, dar și cu privire la achiziţiile sale de cupru de pe piaţa internaţională, de la predicţiile avansate de sistemul de învăţare Software Environment for Neural Networks (SENN). Acest sistem este, conform Dr.- ului Hans-Georg Zimmermann, Senior Principal Research Scientist în cadrul SENN, cel mai avansat sistem de modelare neliniar și multidimensional din familia sa. Mulţumită celor peste 20 de ani de experienţă în cercetare matematică integrată, dezvoltare software și aplicaţii practice, SENN a reușit să se concentreze asupra știinţei predicţiilor într-un mod continuu și mai consistent decât oricare alt program de acest tip. Zimmermann, care a conceput baza matematică pentru mai mult de 60 de aplicaţii predictive din mediul industrial, a înregistrat 22 de patente pentru a proteja modelele de arhitectură de sistem asociate acestui program, și susţine conferinţe la nivel universitar cu privire la finanţarea cantitativă, explică faptul că reţelele neuronale oferă o serie de avantaje importante prin comparaţie cu sistemele predictive convenţionale, bazate pe logica liniară. Reţelele neuronale se pot adapta la aplicaţii practice, indiferent de cât de neliniare și multidimensionale sunt variabilele care ghidează aceste aplicaţii. În plus, reţelele neuronale oferă un cadru elegant pentru modelarea structurilor temporale, susţine el. Spre exemplu, într-un studiu recent, conceput să prezică cererea pentru 16 tipuri de cabinete electrice de control, echipa lui Zimmermann a pus sistemul SENN să concureze împotriva unui model liniar. Cele două sisteme au prevăzut volumele de vânzări lunare pentru fiecare tip de cabinet, pentru un întreg an. Însă sistemul SENN a ţinut cont de factori precum rata de schimb valutar și fluctuaţiile de pe piaţa sistemelor automatice. Rezultatul: SENN a oferit prognoze cu o marjă de eroare medie de doar 23,3% (prin comparaţie cu cererea reală) cu mult mai bune decât prognozele oferite de modelul liniar, ce aveau o marjă medie de eroare de 52,6%. Acest tip de prognoze de mare acurateţe privind cererea pieţei poate contribui la optimizarea unui lanţ de aprovizionare și poate reduce costurile, mai susţine Zimmermann. SENN îndeplinește de asemenea un rol important și în prognoza randamentului fermelor eoliene. Spre exemplu, Siemens Wind Power din Danemarca i-a solicitat echipei SENN să-i ofere prognoze în cicluri de 72 de ore cu privire la randamentul pe oră al unui important parc eolian. În acest context, SENN folosește predicţiile meteorologice generale și le transformă în prognoze privind energia electrică generată la nivel local. Odată cu creșterea importanţei surselor de e- nergie regenerabilă, așa cum este vântul, în ansamblul energetic total, aceste sisteme trebuie nu doar să ofere prognoze cu privire la cerere, dar și cu privire la ofertă. Predicţiile sunt importante pentru că, în cazul eolienelor, permit estimarea timpului în care trebuie pornite generatoarele de back-up, mai explică Zim- Pictures of the Future Toamna

54 mermann.ținând cont de acest lucru, echipa lui Zimmermann a creat o reţea neuronală bazată pe parametrii majori care pot afecta puterea vântului. În astfel de cazuri obiectivul este de a crea un model software care să fie o reprezentare matematică a lumii reale, mai susţine Zimmermann. Însă iniţial, explică el, modelul nu știe cât de important este fiecare parametru în parte - și aici intervine procesul de învăţare din datele care sunt obţinute (pentru mai multe, vezi în chenar). Tot ceea ce un astfel de sistem știe de la început este că, în funcţie de input-ul pe care îl primește în faza de pregătire, va trebui să producă un output care să fie cât mai apropiat de output-ul real de energie obţinută de parcul eolian, într-o unitate de timp. La început diferenţele dintre output-ul furnizat de model și cel real sunt imense. Însă în timp, algoritmul de învăţare începe să modifice parametrii individuali din cadrul modelului său, astfel încât rezultatele prevăzute și cele reale să fie cât mai apropiate. Prin măsurarea nivelului de eroare după mii de predicţii, întregul sistem trece treptat de la etapa formulării de prognoze aleatoare la identificarea anumitor combinaţii de factori sau parametri care duc la anumite efecte. Este ca și cum ai învăţa cum să dai gol într-un meci de fotbal. Tot ce știi este că output-ul tău trebuie să fie să introduci mingea în plasă. Apoi, printr-un proces de încercări și nereușite, și ţinând cont de miile de posibile circumstanţe ce pot influenţa rezultatul, poţi învăţa să lovești mingea exact cum trebuie pentru a marca, mai explică Zimmermann. Iar SENN a marcat în ceea ce privește prognoza capacităţii de producţie a acestui parc eolian. Eroarea sa medie în ceea ce privește predicţia randamentului energetic zilnic al parcului a coborât în prezent la 7,2% - cu 3% mai bună decât prognoza celui mai bun sistem competitor, bazat pe un model fizic. Modele similare sunt dezvoltate în prezent pentru centralele fotovoltaice. Cuantificând necunoscutul. În mod similar, echipa condusă de Zimmermann a dezvoltat o reţea neuronală pentru a modela emisiile de oxid de azot (NOX) ale turbinelor cu combustie. Un astfel de model poate fi folosit pentru a analiza relaţiile dintre numeroasele variabile de input și output ale turbinei într-o unitate de timp. La fel ca și în cazul parcului eolian, SENN a început doar cu date primare și cu funcţia de a observa output-ul actual. Pe măsură ce a învăţat care sunt relaţiile dintre diferitele variabile, modelul a devenit din ce în ce mai aproape de a duplica comportamentul turbinei, iar în cele din urmă a putut face prognoze cu privire la acest comportament în timp real, cu o acurateţe aproape perfectă. Desigur însă că există mult mai multe lucruri care se produc într-o turbină sau în orice alt sistem complex decât sistemul său cunoscut de variabile. După cum subliniază Zimmermann, există variabile pe care nu le poţi măsura, iar apoi sunt și acele variabile despre De la sisteme biologice, la mașini, cheia este învăţarea Sistemele biologice de învăţare coordonează viaţa de la organisme simple, așa cum este viermele inelat (Caenorhabditis elegans) cu cei aproape 300 de neuroni ai săi, până la creierul de elefant care are 200 de miliarde de neuroni. Fie că sunt localizaţi în sistemul nervos central al unei musculiţe de oţet sau al gândacilor de bucătorie, al cimpanzeilor sau al delfinilor, toţi neuronii fac același lucru: procesează și transmit informaţia. Iar scopul acestei funcţii este același în întreaga lume vie: evitarea pericolului și creşterea șanselor de a supravieţui și de a procrea. Toate organismele trebuie să poată să simtă mediul în care trăiesc, să răspundă în conformitate la stimulii din mediu și să-și amintească acei stimuli care înseamnă pericol dar și pe aceia care indică recompense. Pe scurt, învăţarea este o necesitate pentru supravieţuirea indivizilor și a speciilor din lumea vie. Însă, aceași lege de fier devine din ce în ce mai relevantă și pentru lumea sistemelor artificiale. Conform Dr-ului Volker Tresp, una dintre autorităţile de vârf în ceea ce privește mașinile care învaţă de la Siemens și profesor de cibernetică la Universitatea Ludwig Maximillian din Munchen, există trei tipuri de învăţare: memorarea (adică abilitatea de a-ţi aminti anumite lucruri); competenţele (așa cum ar fi abilitatea de a învăţa să arunci o minge) și capacitatea de a abstractiza (cum ar fi abilitatea de a formula reguli bazate pe observaţii). Calculatoarele, care deja se nasc superdotate în ceea ce privește primul tip de învăţare, au început să recupereze rapid terenul și în celelalte două tipuri de învăţare. Să luăm spre exemplu competenţa de a produce o tablă perfectă din oţel, de o anumită grosime domeniu de activitate în care Siemens este lider mondial de mai bine de 20 de ani. În acest caz, cel mai simplu algoritm de învăţare este de a formula o prognoză și apoi să verifici dacă produsul rezultat întrunește specificaţiile dorite, susţine Tresp. Confruntat cu cerinţa de a obţine, să spunem, o anumită puritate a oţelului, un laminor automatizat va ţine cont de datele obţinute de la senzori (compoziţie, temperatură etc.), va estima presiunea necesară pornind de la informaţiile pe care le-a obţinut din procesele de fabricaţie anterioare și apoi se va ajusta în timp real în funcţie de propriul său output până va obţine exact presiunea de care are nevoie pentru a obţine grosimea dorită pentru tabla de Sistem de învăţare bazat pe reţea neuronală (1) bazat pe input de informaţii (2) și oferind predicţii de output (3) privind necesarul de combustibil pentru o perioadă de 7 zile, după o fază pregătitoare de 14 zile. Învăţarea este reprezentată în trei instantanee, de la ponderarea aleatoare sau relativă (4) la învăţarea parţială (5) și până la dobândirea calităţii de pregătit sau antrenat (6). Sistemele bazate pe reţele neuronale au capacitatea de a procesa volume uriașe de date introduse pentru a-și ajusta output-ul. Pentru a reuși acest lucru, un astfel de sistem trebuie să-și construiască un model matematic care să copieze modelul corespunzător din realitate. Un astfel de model constă în esenţă într-o comunitate de unităţi de decizie. În mod colectiv, interacţiunea dintre unităţile de decizie poate fi reprezentată sub forma unei matrice (vezi fiecare tabel). În funcţie de complexitatea aplicaţiei, poate fi nevoie de sute de Cum învaţă reţelele neuronale Simulator neuronal. Prognoza pe 7 zile Prezent Recapitulare pe 14 zile 2 Output: Nevoia de energie (prognoza pe 7 zile) 3 Input: Temperatură, umiditate, radiaţie, timp şi efecte externe Fiecare linie reprezinta un grup de neuroni (vezi caseta din dreapta pentru matricea de ponderare) Pictures of the Future Toamna 2011

55 Cine are cei mai mulţi neuroni? oţel. În sistemele de învăţare bazate pe reţele neuronale acest lucru va fi realizat prin ajustarea matricei de ponderare relativă (vezi diagrama) a tuturor factorilor care influenţează un anumit parametru dat, așa cum este grosimea, explică Tresp. Dincolo de memorare și de abilitatea de a-și optimiza competenţele, sistemele artificiale sunt din ce în ce mai des chemate să realizeze operaţiuni de generalizare sau extragere a caracteristicilor care-i conferă unui obiect individual apartenenţa la un grup de obiecte. Recunoașterea optică a caracterelor (OCR), ce este folosită în mod tradiţional pentru sortarea poștală de mare viteză, este un exemplu. Începând cu 1985, anul în care această tehnologie a fost inventată, acurateţea sistemului a crescut exponenţial de la procente mai mici de 10% până la peste 95% în prezent, pentru cuvinte în alfabetul latin, scrise de mână, sau 90% pentru cuvintele în arabă, de asemenea scrise de mână. În 2007 sistemul de învăţare ARTread, aparţinând Siemens, a câștigat primul loc în cadrul concursului International Conference on Document Analysis and Recognition pentru OCR în arabă. Având în vedere excepţionalul grad de exactitate al OCR, această tehnologie a început să migreze spre o serie de noi aplicaţii, cum ar fi citirea automată a plăcuţelor de înregistrare ale mașinilor sau vederea industrială (pentru mai multe, vezi p. 67). Dar unde vor ajunge mașinile care învaţă? Cu certitudine noi oportunităţi vaste se deschid pe măsură ce senzorii devin mai puternici și mai numeroși, obţinând din ce în ce mai multe informaţii pentru sistemele locale sau pentru reţelele informatice. Învăţarea în contextul mediilor interconectate în reţele face obiectul a două proiecte majore: Theseus (vezi Picture of the Future, Primăvară 2008, p. 89), proiect coordonat de Siemens alături de MEDICO, și care se concentrează asupra extragerii de informaţii semantice din imagini și texte pentru a permite apariţia unei noi generaţii de aplicaţii menite să-i ajute pe medici, și, al doilea proiect major, proiectul LarKC al Uniunii Europene (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2011, p. 84) pentru dezvoltarea chestionării scalare, a înţelegerii și abordării datelor interconectate de către mașinile care învaţă. Învăţarea prin informaţii interconectate, concluzionează Tresp, acolo este marea provocare a prezentului!. Arthur F. Pease Viermele inelat 302 neuroni Musculiţa de oţet 100,000 Matricea de ponderare 6 Pregătit Matricea de ponderare Matricea de ponderare 5 4 Învăţare Nepregătit matrice aflate în interacţiune. Iniţial, interacţiunile dintre unităţile de decizie sunt aleatoare. Astfel, atunci când sistemul își începe faza de pregătire (vezi periodizarea, stânga) nivelul său de eroare diferenţa dintre predicţie și observaţie este foarte ridicat[ (4). Odată ce predicţia este comparată cu output-ul real înregistrat, nivelul de eroare este introdus înapoi în fiecare matrice (săgeţile îndreptate spre dreapta către fiecare chenar), modificând astfel ponderea internă a fiecărei unităţi de decizie ce nu se mai bazează pe aleator și își modifică fiecare parametru de input în funcţie de ceea ce a învăţat (săgeţile îndreptate spre stânga din fiecare chenar). În cele din urmă, după mii de cicluri, fiecare dintre ele cu un nivel al erorii mai redus decât cel dinaintea sa, sistemul învaţă să descrie exact întregul flux de informaţii conţinut în input, duplicându-i aproape exact output-ul (6) - și în cele din urmă ajunge capabil să facă predicţii despre lumea reală. Gândacul de bucătărie 1,000,000 Caracatiţa 300,000,000 Omul 100,000,000,000 Elefantul 200,000,000,000 Pictures of the Future Toamna

56 Piaţa de mărfuri din Chicago. SENN (Software Environment for Neural Networks) ajută compania Siemens să-și optimizeze achiziţiile de cupru la nivel mondial. care nici măcar nu știi că există. Astfel de variabile invizibile se pot adăuga pentru a produce un munte de incertitudini. Pornind de aici am descoperit un nou mod de a explica incertitudinea drept interacţiunea dintre variabilele observabile și cele ascunse, mai susţine Zimmermann. Prin comparaţie, abordarea standard pentru a măsura incertitudinea în sistemele dinamice mecanice și economice este de a exprima deviaţia dintre predicţia modelului și ceea ce se întâmplă de fapt în lumea reală, printr-o estimare a riscului. Această abordare pornește de la premisa că modelul de incertitudine măsurată în operaţiunile din trecut constituie o bună estimare a riscurilor viitoare. Însă acest lucru nu are o aplicabilitate generală în lumea finanţelor, din care fac parte și preţurile tranzacţiilor cu electricitate și cupru, avertizează Zimmermann. Aici ideea este că incertitudinea se extinde din prezent spre viitor ca într-un proces de difuziune scalabil prin prisma istoricului erorilor măsurate ale modelului devenind din ce în ce mai extinsă pe măsură ce înaintăm în timp, mai susţine el. Prin contrast, conform soluţiei lui Zimmermann, din moment ce nu este posibil să reconstituim fără ambiguitate variabilele ascunse ale sistemului, putem cuantifica cantitatea de incertitudine dintr-o predicţie prin analiza distribuţiei diferitelor scenarii care prind contur. Aici, nivelul fluctuaţiilor dintre scenarii este interpretat drept nivel de risc. Iar un scenariu bazat pe valorile medii ale celorlalte scenarii unde toate au aceași probabilitate poate fi considerat drept o predicţie mai valabilă a unei tendinţe viitoare. Riscul de piaţă rezultant este astfel caracterizat de variaţiile dintre scenarii, susţine Zimmermann, care explică faptul că, pornind de la un număr finit de observaţii, vor exista mereu căi multiple de reconstrucţie a variabilelor ascunse, astfel apărând multiple scenarii pentru viitor. Siemens folosește deja aceste metode pentru a îmbunătăţi deciziile de cumpărare a energiei electrice și a cuprului. În locul unui singur model al viitorului, această metodă ne oferă o gamă variată de posibile scenarii viitoare pe care să le analizăm și să le evaluăm, adaugă Zimmermann. Cum ar putea evolua în următorii ani știinţa predicţiilor? În mod categoric, dacă trecutul ne poate servi drept ghid, vom constata o progresie susţinută spre o acurateţe din ce în ce mai bună. După cum subliniază Zimmermann, modelele SENN nu sunt singurele care învaţă în fiecare zi. Şi creatorii lor învaţă de la modelele generate de SENN, pe măsură ce acestea se transformă în reprezentări din ce în ce mai fidele ale realităţii. Potenţial uriaș. Dincolo de prognoza preţurilor la energie și la materiile prime, dincolo de predicţia randamentului turbinelor și a parcurilor eoliene, SENN are potenţialul aplicabilităţii într-un număr aproape nelimitat de domenii. Poate ajuta la luarea unora dintre cele mai provocatoare, complexe și costisitoare decizii din timpurile noastre, cum ar fi cele privind investiţiile urbane și regionale în domenii precum infrastructura rutieră, de trafic aerian, de apă sau electrică. Potenţialul SENN ca sistem de suport în luarea deciziilor este deja testată la Siemens pentru a ajuta, spre exemplu, la determinarea avantajelor relative pe termen lung a diferitelor locaţii, înainte de construirea unor fabrici. Şi dincolo de asta? Un model diferit al relaţiei noastre cu viitorul prinde contur sub forma unei demonstraţii SENN Forecast Server, care funcţionează în prezent pe intranetul Siemens. Acest sistem este folosit pentru a le prezenta clienţilor interni ai Siemens potenţialul SENN. Peste nici 10 ani am putea descărca aplicaţii SENN pentru a monitoriza, a învăţa, a pune diagnostice sau pentru a optimiza funcţionalitatea caselor noastre, a vehiculelor sau a micilor afaceri. Versiunile viitoare ale SENN ar putea oferi și scenarii predictive care să sprijine serviciile medicale optimizate și personalizate, serviciile educaţionale și strategiile financiare. Până la urmă, fiecare întrebare are un răspuns care se află undeva în viitor. Ştiinţa predicţiilor, concluzionează Zimmermann, este o cursă între complexitatea în creștere a lumii reale și capacitatea noastră accelerată de a o reprezenta matematic prin intermediul unor mijloace care ţin de tehnologia informaţiei, așa cum sunt modelele SENN. F. Pease Prognoza SENN pe 20 de zile a preţului energiei Simularea emisiilor turbinelor cu gaz Preţul energiei în EEX-bazat 09 Prognoza de piaţa SENN EEX: tranzacţiile europene de energie Concentraţia de oxizi de azot Modelele de date observate (în secunde) Modelul SENN Emisiile de oxizi de azot reale 56 Pictures of the Future Toamna 2011

57 Educaţia maşinilor Aplicaţii medicale Cercetători conduși de Dr. Kevin Zhau dezvoltă sisteme de învăţare ce vor putea să identifice automat și să extragă exact obiectul căutării unui medic dintr-o bază de date de imagini medicale. Corp de cunoaştere Pregătite prin examinarea a mii de imagini cu adnotări, sistemele software au învăţat să identifice organele și chiar să recunoască diferitele stadii oncologice. Astfel de capabilităţi deschid ușa spre o lume de diagnostic și tratament în care anatomia și fiziologia devin niște noţiuni adresabile semantic. Imaginează-ţi că ai putea dispune de o scanare medicală atât de completă încât ar reţine locaţia și funcţionalitatea fiecărei celule din organismul tău. Acest lucru ar face posibilă, spre exemplu, vizualizarea instantă a tuturor celulelor cardiace, sau a celor care compun prostata, prezentând astfel imaginea neobstrucţionată, 3D, a unui organ din orice unghi dorit, și permiţând de asemenea și funcţia de zoom asupra oricărei părţi a organului, până la orice nivel de detaliu dorit, cu o simplă mișcare din joystick sau prin tastarea unei solicitări. Deși ne aflăm probabil la 20 de ani distanţă de o astfel de tehnologie, oamenii de știinţă abordează deja o parte din aceste funcţii în zone limitate ale corpului, până la nivelul voxelilor sau cu alte cuvinte a pixelilor 3D care reprezintă fiecare aproximativ de celule. Rezultatul final al eforturilor noastre trebuie să fie abilitatea de a eticheta automat fiecare vo- xel dintr-o scanare, susţine Dr. S. Kevin Zhou, conducătorul unui program care se concentrează pe analiza imaginilor întregului organism, la Siemens Corporate Technology (CTUS) din Princeton, New Jersey. Pornind de aici, vom ajunge la dezvoltarea unor servicii cum ar fi căutarea semantică, care ar face posibilă pentru un medic simpla menţionare, spre exemplu, a unei tumori la ficat, iar sistemul va evidenţia imaginile acelei tumori de la cele mai recente examinări ale pacientului, îi va măsura dimensiunile relative din fiecare imagine și astfel va ilustra felul în care respectiva tumoare a răspuns la un anumit tip de tratament. Toate aceste posibilităţi vor crea un sistem mult mai rapid, mai eficient și mai precis de diagnosticare și tratament, adaugă el. Înainte ca un sistem de analiză a imaginilor să poată determina dacă imaginea ficatului pe care tocmai a identificat-o în baza sa de date este cea căutată de medic, trebuie să treacă mai întâi printr-un proces de învăţare. Pentru asta, un astfel de sistem începe prin a căuta sisteme de referinţă anatomice. În torax, spre e- xemplu, este plasată zona de deasupra plămânilor sau capătul inferior al aortei. Sistemele de referinţă menţin ordinea într-un sistem de analiză a imginilor și îi permit să se orienteze, explică Zhou. Cum memorează mașinile. În spatele creșterii capacităţii sistemelor de mașini de a învăţa să identifice particularităţi din sistemul de referinţă și de a se concentra asupra porţiunilor de interes, se află procesul de dezvoltare al unui software care poate învăţa să identifice conţinutul unei imagini în baza unui număr mare de clasificatoare sau pornind de la caracteristicile comune tuturor imaginilor - exemplu ale unui obiect ţintă pe care le deţine. Odată pregătit pe mii de imagini, de exemplu Pictures of the Future Toamna

58 Mulţumită mașinilor care învaţă, abilitatea de a distinge conturul exact al organelor și anatomiile lor constitutive, indiferent de ocluziuni, unghi de vedere, de modul în care a fost obţinută imaginea sau de patologie, este automatizată, deschizând astfel poarta spre diagnoze mai rapide și mai precise. ale unui ficat, fiecare astfel de imagine fiind adnotată de experţi, un astfel de sotware a reușit în esenţă să memoreze forma tridimensională a ficatului uman și prin urmare poate generaliza până acolo încât identifică și segmentează (separă de ceea ce este în jur) un ficat în orice imagine medicală, indiferent de ocluziuni, de unghiul de vedere, de modul în care a fost obţinută imaginea sau de patologie. Iar același lucru este valabil pentru un număr din ce în ce mai mare de entităţi anatomice, de la organe și oase, până la conturul unui fetus sau al unei leziuni. Coastele plate. Odată ce un astfel de sistem a învăţat să identifice automat părţi anatomice, începe să se deschidă o uimitoare lume a posibilităţilor. Să luăm, spre exemplu, ce se întâmplă după o tomografie computerizată realizată asupra întregului corp. În prezent, în multe ţări, radiologii sunt obligaţi prin lege indiferent de motivul realizării tomografiei să examineze toate organele majore și cutia toracică, pentru a observa dacă există vreun semn de boală. Examinarea coastelor consumă foarte mult timp pentru că este dificil să navighezi pe toate acele suprafeţe curbe, susţine Zhou. Însă un software, ce este dezvoltat în prezent de Siemens Corporate Technology în colaborare cu Siemens Computed Radiology business unit, va face într-o zi posibilă segmentarea automată a cutiei toracice de restul imaginii și aplatizarea coastelor, astfel accelerând foarte mult procesul de examinare al acestora. Programul va învăţa să identifice fiecare coastă, individual, și să îi localizeze linia de centru. Acest lucru va face apoi posibilă aplicarea unui alt program simplu, care va aplatiza imaginea fiecărei coaste, adaugă Zhou. Fuziunea informaţiilor obţinute prin radiologie și ultrasunete. Pentru mai bine de 50 de ani, pacienţii care sufereau de cele mai grave maladii cardiace erau nevoiţi să îndure trauma unei intervenţii chirurgicale pe cord deschis. Însă în prezent, mulţumită tehnicilor imagistice Folosind mașinile care învaţă, cercetorii care participă la proiectul Semantic Heart al Siemens pregătesc scena pentru producerea unui model complet funcţional al inimii fiecărui pacient. 58 Pictures of the Future Toamna 2011

59 din ce în ce mai performante și apariţiei sistemelor care pot învăţa să identifice și să urmărească automat totul, de la valve și cavităţi până la catetere și stenturi, un număr din ce în ce mai mare de pacienţi vor putea fi trataţi prin metode foarte puţin invazive, cum ar fi folosirea unor catetere specializate. Spre exemplu, în urmă cu un an, după cum a fost relatat pe larg în revista Pictures of the Future, Toamnă 2010, p. 79, Siemens a lansat o nouă tehnologie de vizualizare și ghidaj pe bază de raze X menită să faciliteze înlocuirea valvelor aortice. În prezent, mulţumită mașinilor dotate cu algoritmi de învăţare capabili să identifice automat aceleași puncte de reper anatomice în modalităţi diferite, astfel de proceduri, precum înlocuirea valvei aortice, sunt pe cale să devină mult mai precise. Tehnologia de învăţare a mașinilor ajută sistemele de computer tomograf să identifice ţesuturile calcifiate Noi am numit această nouă tehnică fuziune pe bază de model susţine Dr. Razvan Ionasec de la Corporate Technology din Princeton, New Jersey. Angiografia 3D cu raze X este excelentă pentru a vedea locaţia unui cateter, dar nu foarte bună pentru vizualizarea ţesuturilor. De cealaltă parte, ultrasunetele fac exact opusul. Deci ideea este să le combinăm pe cele două, a mai adăugat el. Pornind de la această idee, cercetătorii conduși de Dr. Terrence Chen, tot de la Corporate Technology US din Princeton, lucrează la dezvoltarea unei tehnologii de detectare și urmărire bazată pe învăţare, care să ajute la optimizarea automată a imaginilor unei angiografii, cu imaginile generate de un instrument miniatural intravascular cu ultrasunete (IVUS). Astfel de dispozitive sunt deseori folosite pentru a determina cantitatea de depuneri de pe arterele coronare. În acest caz procesul de învăţare se concentrează asupra recunoașterii automate a dispozitivului cu ultrasunete și a cateterului, pe măsură ce înaintează prin vasele de sânge. Acest lucru ajută la determinarea locaţiei e- xacte a unei depuneri pe artere și ajută astfel la pregătirea unui tratament, susţine Chen. Identificarea automatică a calcificaţiilor. Lucrând în același domeniu, o echipă de cercetători conduși de Dr. Tong Fang, Corporate Technology Visualand-Solid-Modeling Program Manager, a dezvoltat o tehnologie denumită Dynamic Tissue Contrast Enhancement (DTCE) care identifică anatomia umană cu ajutorul ultrasunetelor și apoi optimizează calitatea imaginii folosind tehnologii avansate de reducere a sunetului și de îmbunătăţire a structurilor, conform lui Fang. Bazându-se pe pregătirea off-line, în care imaginile adnotate de specialiști au fost folosite în procesul de învăţare, acest software a oferit o calitate superioară a imaginii și beneficii pentru procesele clinice de diagnoză în cadrul unui studiu pilot, susţine Fang. Cercetătorii folosesc de asemenea mașini dotate cu tehnologii de învăţare, pentru a pregăti sistemele de tomografie computerizată de a identifica ţesuturile calcifiate din imaginile inimii. Calcificarea este principala cauză a înlocuirii de valvă aortică și un factor cheie în evoluţia bolilor coronariene, explică Ionasec. Imaginile obţinute prin tomografie computerizată ne oferă deja un nivel de detaliu anatomic extraordinar. Însă în viitor, folosind un software care este în prezent în stadiul de dezvoltare, ne așteptăm să patentăm un sistem care îi va ajuta în premieră pe medici să obţină informaţii de ordin cantitativ despre depozitele de calciu dintr-o valvă aortică și din aorta toracică. Această informaţie îi va ajuta pe medici să prevadă șansele de succes ale unei intervenţii de înlocuire a valvei aortice, să prevadă ce tip de valvă să folosească și nivelul de presiune pe care trebuie să-l aplice printr-un balon în momentul fixării noii valve în loc a mai adăugat el. În viitorul apropiat, oamenii de știinţă speră că mașinile capabile să înveţe îi vor ajuta să detecteze diferenţele dintre depunerile normale de placă, ce rămân ancorate de suprafeţele pe care le ocupă și așa-numitele depuneri de placă instabilă, ce se pot desprinde provocând un infarct - un factor major de risc în multe tratamente invazive. Putem observa diferite feluri de depuneri, în imaginile obţinute cu ajutorul tomografiei computerizate și al rezonanţei magnetice, susţine Dr. Gareth Funka-Lea, specialist în maladii cardiovasculare la Corporate Technology US din Princeton, însă tot nu știm cum să deosebim depunerile instabile de cele stabile. Este totuși posibil ca în cele din urmă să găsim răspunsul cu ajutorul mașinilor care învaţă și a capacităţii lor de a căuta și de a analiza bazele de date. Inima semantică. Echipa de experţi în maladii cardiovasculare și mașinile care învaţă de la Siemens și-au extins domeniul de cercetare de la valva aortică până la aproape întreaga inimă umană. În cadrul unui proiect major al Siemens R&D, denumit Semantic Heart, folosim în prezent capacitatea de a învăţa a mașinilor pentru a identifica automat toate cele patru valve și integrăm aceste date cu modelele noastre de camere cardiace, pentru a produce un model complet al inimii, susţine Ionasec. Ideea este că, în cele din urmă, medicii vor putea modela și compara efectele diferitelor tipuri de intervenţii pe cord de la inserarea unui stent sau repararea unui anevrism până la repararea sau înlocuirea unei valve asupra dinamicii inimii pacientului ca ansamblu, înainte de aplicarea tratamentului. Unul dintre cele mai pline de potenţial rezultate ale proiectului Semantic Heart este abilitatea ce se dezvoltă rapid de a modela valva mitrală care controlează fluxul de sânge din atriumul stâng spre ventricolul stâng. Mult mai com- În timp ce alţii lucrează la un motor de raţionare medicală (vezi p. 60) pentru a-i ajuta pe medici, un sistem de învăţare identifică stadiile de cancer într-o serie de biopsii de prostată (dreapta). Pictures of the Future Toamna

60 plexă decât valva aortică, valva mitrală este menţinută de către o reţea de tendoane care îi susţin cele două supape, pentru a nu se modifica direcţia fluxului sanguin din atriumul stâng. Însă aceste tendoane se pot rupe în cazul în care sunt supraîntinse sau ca urmare a unei boli cu consecinţe care pot fi minore sau foarte grave, periclitând viaţa pacientului. Această problemă medicală poate fi remediată printr-o procedură de trans-cateter ce implică tăierea supapei cu tendonul secţionat până la partea rămasă sănătoasă. Însă atașarea unei minuscule cleme la două supape în mișcare cu ajutorul unui simplu cateter și folosind doar fluoroscopie pentru a vedea ce faci, nu este deloc ușor, susţine Ionasec. Pentru a răspunde acestei provocări, echipa de cercetare condusă de Ionasec dezvoltă o abordare care combină imaginile cu rezoluţii submilimetrice, obţinute de la un traductor cu ultrasunete introdus preoperator în esofag, cu imaginile intra-operatoare cu raze X, obţinute cu dispozitivul DynaCT Cardiac, într-un sistem de angiografie Siemens Artis. Abordarea, ce este bazată pe algoritmi pregătiţi pe mii de imagini ale pacientului, folosește tehnica de învăţare a mașinii pentru a recunoaște și urmări automat anatomia și mișcările supapelor, precum și pentru a îmbina imaginile obţinute cu raze X cu cele obţinute prin ultrasunete. Noua procedură urmează să intre în faza de testare clinică în Germania, la sfârșitul acestui an. Citind limbajul ascuns al celulelor. Într-o zi va Un motor de raţionare pentru medicii de mâine Ca un precursor al unui sistem care într-o zi îi va ajuta pe medici să răspundă unor întrebări medicale complexe, cercetători din cadrul Siemens Corporate Technology din Princeton dezvoltă un motor de raţionare capabil să înveţe de la volume mari de date. Exemplul de mai jos ilustrează patru pași din cadrul procesului de raţionare profundă: (1) obţine istoricul pacientului și datele de la examinările medicale, (2) determină potenţialele diagnostice, (3) recomandă teste de dagnostic pentru a elimina necunoscutele: de exemplu recomandă un EKG pentru a determina nivelul de ST-Elevation (i.e. ocluziunea unei artere coronare) și Q-Waves (i.e. disfuncţia electrică locală a celulelor miocardului), pentru a ajunge la (4) alegerea celui mai probabil diagnostic. Sistemul, explică Mathaeus Dejori, Project Leader, PhD, reflectă procesul de luare a deciziilor în practica medicală. Medicii de obicei primesc liste cu valorile pacientului și se așteaptă de la ei luarea unor decizii dificile. Sistemul nostru evită complexitatea unei abordări direct lingvistice. În locul unei astfel de abordări, el lucrează cu concepte semantice cum ar fi ocluziune coronară sau dureri acute în piept, adaugă Vinay Shet, PhD, care este de asemenea implicat în proiect. Motorul de raţionare înţelege astfel de concepte și folosește cunoștinţe medicale pentru a trage concluzii. Dejori, Shet și colegul lor, Dan Tecuci, PhD, văd în această tehnologie un asistent inteligent care îi va ajuta pe medici să se folosească mai bine de rezervele în creștere rapidă de informaţii digitale. Exemplu de proces de raţionare în patru etape Date şi observaţii despre pacient Raţionament profund Vârsta: Diagnostic posibil: Sindrom coronarian acut Sex: Masculin Recomandări: Realizarea unui EKG Simptome: Durere acută în piept Durere cervicală Durere de spate Analiza de sânge Justificare: Pacientul suferă de ischemie din cauza unui nivel Oboseală ridicat al markerilor de necroză Transpiraţie Tensiune arteriala scazută Cel mai probabil diagnostic: Infarct miocardic Subtip: STEMI 3 Justificare: Pacientul prezintă elevare ST şi infarct miocardic ECG: Elevaţie ST Noi unde Q Test de sânge: Markeri ridicaţi de Posibila cauză: STEMI Cauzată de ocluzia coronară necrozare 4 Cauzată de tromboză Cel mai probabil cauzată de fragmentarea placilor de depuneri Mai puţin probabil cauzată de eroziunea endotelială exista un dispozitiv denumit Digital Diagnostic Pathology Scanner. Va procesa mii de cadre de patologie pe oră, fiecare încărcat cu o fâșie de grosimea foii de hârtie - de ţesut ce este suspectat că ar ascunde o boală - și va oferi niște analize medicale de mare acurateţe la costuri minime. Rezultatele sale vor fi comparate cu cele obţinute de pacient din alte domenii, cum ar fi genetică, psihologie, anatomie și demografie. Şi bineînţeles că dispozitivul va învăţa câte ceva cu fiecare nou cadru analizat, îmbunătăţindu-și astfel constant rezultatele. Astfel, de dispozitive vor funcţiona probabil în reţele și vor putea să înveţe și unele de la altele. Deși o astfel de mașinărie poate părea de domeniul SF, oamenii de știinţă combină în prezent cunoștinţele bazale care vor fi cuprinse într-o zi într-un astfel de dispozitiv. La Princeton, New Jersey, spre exemplu, o echipă de cercetători condusă de Dr. Leo Grady, specialist în analiza imaginilor biomedicale în cadrul Siemens Corporate Technology, folosește o tehnologie de învăţare a mașinilor pentru a face predicţii cu privire la stadiul cancerului, detectat în mostre, din biopsii ale prostatei. Folosind cadre marcate în prealabil de un expert patolog ca sisteme de referinţă pentru fiecare din cele patru stadii ale cancerului, sistemul încearcă să identifice particularităţi ale structurii celulelor și ale felului în care acestea sunt dispuse, particularităţi ce sunt asociate cu stadiile bolii, explică Grady. Pentru fiecare 100 de cadre cu grade, sistemul este antrenat pe 90 și apoi testat pe ultimele 10. Apoi întotdeauna la întâmplare alte 90 de cadre sunt alese pentru pregătire și 10 pentru testare, mai adaugă el. Procesul este repetat până când performanţele sale devin bune în testări, moment din care sistemul a învăţat să generalizeze din experienţă câteodată cu niște rezultate chiar surprinzătoare. Spre exemplu, sistemul nu a învăţat doar să identifice diferitele tipuri de celule după cum arată deschizând astfel poarta spre enumerarea automatizată ci a descoperit ceva ce nu știau nici oamenii de știinţă. Sistemul a înţeles faptul că, deși în fiecare imagine sunt modele de celule canceroase și normale în formă de bucle, lungimea buclei și numărul celulelor din ea sunt suficiente pentru a prezice stadiul bolii susţine Grady. Aceasta a fost o surpriză pentru noi. Însă când am discutat acest aspect cu un patolog, el ne-a spus că, într-adevăr, specialiștii examinează aceste structuri pentru a determina stadiul cancerului. În cazul nostru însă, sistemul a descoperit singur acest lucru, a mai adăugat el. Arthur F. Pease 60 Pictures of the Future Toamna 2011

61 Educaţia maşinilor Fapte şi previziuni Un univers de aplicaţii pentru sistemele care învaţă Cantitatea de date produse la scară mondială crește exponenţial. Conform companiei de studii de piaţă International Data Corporation (IDC), universul digital cu alte cuvinte toate datele în format digital stocate în întreaga lume a depășit 1 zettabyte (1021 bytes, ZB) în 2010, pentru prima oară. Iar experţii IDC se așteaptă ca acest volum să crească la 35 ZB până în 2020 (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2011, p. 82). Această cantitate de informaţii ar putea fi scrisă pe două coloane de DVD-uri, ce s-ar întinde de la Pământ la Lună. Printre categoriile de date cu cel mai rapid ritm de creștere, se află vastele colecţii de date denumite metadate, deci cărţi și baze de date, dar și date nestructurate, cum ar fi Costul relativ al managementului informaţiei Investiţie pe Gigabit (US$) În 2009 în lume s-au cheltuit 4 trilioane de dolari pe produse hardware, software, servicii, reţele şi personal IT. Exabiţi (10 18 bytes) texte la întâmplare și grafice sau imagini cu o structură nedefinită. Aproximativ o treime din universul digital constă în prezent în informaţii cu un înalt grad calitativ cu alte cuvinte date și conţinut aflate sub imperiul regulilor de securitate, de conformitate și de stocare. IDC estimează că acest tip de date va ajunge să reprezinte jumătate din volumul total al datelor, până în Această masă în creștere de date din ce în ce mai complexe trebuie să fie procesată eficient. Însă acest lucru nu este posibil fără ajutorul calculatoarelor care ajută la sortarea, analiza și comprimarea sau arhivarea datelor, precum și la pregătirea lor pentru a fi folosite de către oameni. Sistemele care învaţă sunt foarte folositoare în Principalii utilizatori ai stocării de date în SUA pe domeniu şi companie Fabricare discretă Guvern Comunicaţii şi media Procesul de fabricaţie Operaţiuni bancare Servicii medicale Servicii de securitate şi investiţii Retail sau cu amănuntul Educaţie Asigurare Transport Angro Utilităţi Investiţie pe gigabit Exabiţi Datele înregistrate în SUA în 2009 Datele înregistrate pe firmă (> de angajaţi), pe 2009 Petabytes (10 15 bytes) Terabytes (10 12 bytes) , , , ,866 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 Sursa: IDC Digital Universe Study, sponsored by EMC, Mai ,507 Zonele potenţiale de utilizare a maşinilor inteligente Procentajul de câştig provenit de la diferitele segmente de diagnostic asistat de computer, în lume, în 2010 Piept (mamografie) 78% Torace 14% Colon 4% Prostată 1.5% Ficat 1% Țesut osos 0.5% Sursa: IDC; US Bureau of Labor Statistics; McKinsey Global Institute analysis Source: Frost & Sullivan (2011) acest domeniu pentru că pot învăţa din exemple, recunosc modele de date și pot folosi aceste informaţii pentru a face previziuni cu privire la evoluţiile viitoare. Domeniul aplicaţiilor pentru aceste mașini care învaţă este extrem de divers, trecând de la analize de piaţă și mentenanţă în anticipaţie pentru aplicaţii industriale până la metode de diagnoză pentru sisteme medicale. În multe cazuri, accentul este pus pe tehnologiile pentru recunoaștere vocală, text și recunoaștere a imaginilor. Sistemele de recunoaștere vocală pot fi folosite, spre e- xemplu, pentru a acţiona vehicule sau pentru schimbarea automată a apelurilor telefonice, pentru managementul tehnologiilor office sau pentru controlul calităţii produselor în industrie și diagnoză medicală. Analiștii de piaţă de la Datamonitor se așteaptă la mari creșteri în anumite domenii. Spre exemplu, ei prevăd că piaţa pentru sisteme de recunoaștere vocală avansată din receptoare se va tripla de la 32,7 milioane de dolari în 2009 până la aproape 100 de milioane de dolari în Conform acestor experţi, piaţa pentru sisteme mobile de recunoaștere vocală la autoturisme va crește de la 64,3 milioane de dolari până la 208,2 milioane de dolari, în aceeași perioadă de timp. Astfel de sisteme de recunoaștere vocală nu sunt o noutate. Conform unui raport publicat de compania de studii și analize de piaţă Gartner în 2011, tehnologiile de recunoaștere vocală făceau parte din tendinţele tehnologice relevante ale pieţei încă din Aceste sisteme nu au ajuns încă la maximum de eficienţă, în primul rând pentru că, deocamdată, recunoașterea vorbirii colocviale reprezintă una dintre cele mai dificile sarcini pentru un calculator. Principalul motiv pentru aceasta este că un calculator ar trebui să aibă cunoștinţe extensive despre viaţa de zi cu zi pentru a putea înţelege ceea ce spune cineva. Sistemele de învăţare pot fi de asemenea folosite și pentru a analiza imagini și înregistrări video. Astfel de sisteme sunt benefice în mod special în procesarea industrială a imaginilor. Drept urmare, European Machine Vision Association (EMVA) se așteaptă ca această piaţă să crească cu 20% în Europa în 2011, după ce în 2010 a înregistrat o creștere de 11%. Deși controlul și asigurarea calităţii rămân cele mai comune domenii în care sunt folosite sisteme industriale de procesare a imaginilor, sunt introduse și o serie de noi tehnologii spre exemplu, sistemele robotice de vedere 3D. Aceste tehnologii variază de la sisteme video pentru automobile, până la soluţii de securitate. Recunoașterea modelelor devine între timp din ce în ce mai importantă în domeniul ingineriei medicale (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2011, p. 70). Firma de consultanţă de afaceri Frost & Sullivan indică faptul că medicii se bazează din ce în ce mai mult pe software capabil să înveţe, pentru a filtra și procesa informaţiile importante obţinute prin proceduri complexe de imagistică digitală, așa cum sunt imaginile obţinute prin tomografie computerizată, rezonanţă magnetică sau cu ajutorul sistemelor cu ultrasunete. Acest software este folosit, spre exemplu, la mamografii, dar și pentru diagnosticarea cancerului pulmonar, pancreatic și intestinal. Sylvia Trage Pictures of the Future Toamna

62 Educaţia maşinilor Interviu Înflorind pe munţi de date Prof. Bernhard Schölkopf, 43 de ani, este directorul noului Institut Max Planck pentru Sisteme Inteligente (Max Planck Institute for Intelligent Systems) din Tübingen și Stuttgart, precum și unul dintre cei mai importanţi experţi în inteligenţa mașinilor din lume. Fizician și matematician, Schölkopf, a dezvoltat noi metode și tehnici de învăţare menite să identifice regularităţile unor seturi complexe de date. El a condus o serie de studii la Bell Laboratories și la Microsoft Research, printre alte locaţii, și este laureat al Max Planck Research Award, premiu primit în Ce înseamnă învăţarea în sens strict știinţific? Schölkopf: Acest lucru depinde de persoana căreia îi pui întrebarea. Un psiholog ţi-ar putea răspunde că învăţarea se definește ca o schimbare în comportament ce rezultă din experienţă. Este totuși doar o definiţie parţială. Dacă cineva se lovește la picior, va începe să meargă șchiopătat nu pentru că a învăţat să meargă astfel, ci pur și simplu pentru că îl doare. Pe de altă parte, eu, în calitatea mea de fizician, mă aflu în căutarea anumitor tipuri de regularităţi care conduc de la un input specific către un output anume. Oamenii de știinţă se referă la această activitate, de a trage concluzii din relaţia cauză-efect în baza unor observaţii, ca la o inferenţă empirică. Institutul meu încearcă să transforme mecanismele asociate în algoritmi, pentru a găsi soluţii la problemele pe care oamenii nu le pot rezolva singuri. Puteţi oferi un exemplu? Schölkopf: Mereu apar astfel de probleme acolo unde se lucrează cu volume uriașe de date. Să luăm bioinformatica spre exemplu. Geneticienii doresc să găsească o cale să afle unde încep și unde se termină genele pe o catenă ADN. Poţi face acest lucru prin organizarea unul experiment de laborator ce va genera milioane de date și informaţii legate unele de altele. Niciun om nu va putea apoi să descopere, din acest volum uriaș de date, care sunt regularităţile ce vor permite predicţii cu privire la unde se află interfeţele potrivite. Dar dacă folosește aceste date pentru a pregăti un software, lucrurile încep să meargă foarte bine. Lucrul minunat este că regularităţile converg, așa cum spunem noi, adică rezultatele devin din ce în ce mai precise pe măsură ce introducem mai multe date în sistem. Acesta este marele avantaj al tehnologiilor de învăţare a mașinilor. Mașinile identifică astfel de structuri comune în volume uriașe de date, pe care un om nu ar avea cum să le descopere vreodată. Acest lucru nu este deloc surprinzător, ţinând cont de faptul că noi avem creierul optimizat pentru percepţie și acţiune - și nu pentru procesare știinţifică. Un alt avantaj al mașinilor care învaţă poate fi găsit în acele aplicaţii cu ajutorul cărora observăm mediul înconjurător cu niște senzori cu care oamenii, pur și simplu, nu sunt înzestraţi. La urma urmelor, organismul nostru nu este echipat cu scanere laser pentru a măsura cu precizie distanţele, spre exemplu. În ce domeniu păstrează creierul uman un avantaj? Schölkopf: Creierul este un organ foarte complex, care poate executa foarte precis și eficient o serie de sarcini dobândite prin învăţare. Acest raţionament este cu atât mai valabil atunci când creierul se confruntă cu probleme importante pentru noi, de-a lungul evoluţiei, așa cum ar fi recunoașterea unor modele vizuale. De aceea putem recunoaște numere și litere în fracţiuni de secundă, în timp ce calculatoarele au mari probleme să reușească același lucru. Pe de altă parte, dacă am convertit aceste simboluri în coduri de bare, noi suntem cei care nu mai pot să le citească, iar calculatoarele o fac cu ușurinţă. Acest lucru se întâmplă pentru că creierul nostru este pregătit toată viaţa pentru sarcina de a extrage regularităţi din numere și litere. Neurologul Horace Barlow a descris la un moment dat creierul ca pe un organ capabil de luare a deciziilor statistice. Totuși, trebuie să reţinem că doar anumite sarcini statistice pot fi rezolvate cu eficienţă de către creier - și anume cele care au avut cea mai mare importanţă de-a lungul evoluţiei. Ce rol îndeplinesc sentimentele în învăţare? Schölkopf: Sentimentele îndeplinesc în mod categoric un rol în procesul de învăţare la om spre exemplu, atunci când hotărăști ce este important de făcut, sau ce este logic să faci, sau în situaţii în care este implicată motivarea. De asemenea, evoluţia pare să ne arate că toate lucrurile de care dispune un organism uman sunt folositoare. Din acest motiv sunt de părere că problemele psihologice vor deveni în curând relevante și de foarte mare ajutor în crearea de sisteme inteligente. Însă am senzaţia că ne aflăm încă foarte departe de momentul în care vom înţelege și vom implementa astfel de inteligenţe artificiale într-o manieră funcţională. Acum 40 de ani oamenii de știinţă credeau că nu va mai dura mult până vor reuși să construiască roboţi cu inteligenţă artificială. De ce nu au reușit? Schölkopf: Acele mașini au fost construite de ingineri, motiv pentru care oamenii au putut 62 Pictures of the Future Toamna 2011

63 să le înţeleagă. Atunci când un senzor dintr-un astfel de robot înregistrează o anumită măsurătoare, un motor din cadrul robotului se pune în mișcare. Inteligenţa artificială nu este însă un domeniu tradiţional de expertiză al inginerilor. Sistemele biologice sunt singurele sisteme cu adevărat inteligente și este greu pentru oameni să le înţeleagă. Programele făcute acasă, de felul celor din trecut, nu vor funcţiona însă aici. Vreţi să spuneţi că mașinile trebuie să înveţe cum să înveţe? Schölkopf: Sistemele care pot învăţa ne oferă o serie de beneficii, dar și acestea sunt create tot de ingineri. Majoritatea progreselor înregistrate aici s-au făcut prin învăţare monitorizată, caz în care tot oamenii trebuie în primul rând să evalueze datele măsurate, sau să le eticheteze, așa cum spunem noi. Poţi pregăti un program de recunoaștere facială, spre exemplu, specificându-i unui sistem când o anumită persoană apare într-o imagine. Dacă faci acest lucru de suficient de multe ori, programul va putea să extrapoleze până la un anumit nivel limitat, chiar dacă persoana respectivă arată puţin diferit de fiecare dată. Cu alte cuvinte, procesul de învăţare la animale și la om nu poate fi considerat învăţare monitorizată? Schölkopf: Așa este. În majoritatea cazurilor nu este o învăţare monitorizată; însă întâlnim acest tip de învăţare, spre exemplu, atunci când părinţii îi arată copilului o imagine a unei pisici și-i spun că este o pisică. De cealaltă parte, prinderea unui obiect este un lucru pe care copiii îl învaţă singuri. Mașinile încă nu pot să facă acest lucru. Acesta este motivul pentru care folosim din ce în ce mai mult o metodă denumită învăţare reîntărită, care este un fel de cale de mijloc. În acest caz, proiectantul unui robot nu îi mai spune mașinii în ce direcţie trebuie să se miște braţul său pentru a prinde obiecte. Aici, proiectantul nu raportează decât dacă robotul a reușit sau nu să prindă obiectul. Apoi mașina învaţă care dintre mișcările pe care le poate face au succes și determină care este cea mai bună cale de a-și mișca braţul. Ce se întâmplă atunci când sunt interconectate sisteme biologice și mașini, așa cum aţi făcut dumneavoastră cu sistemul Brain Interface, care transformă undele cerebrale în mișcări ale musculaturii? Schölkopf: Sistemul Brain Interface este conceput pentru a-i ajuta pe paraplegici să-și miște braţele, imaginându-și mișcarea dorită, în timp ce noi le măsurăm undele cerebrale produse. Activitatea creierului nostru nu poate fi modelată matematic, motiv pentru care, și aici, suntem nevoiţi să folosim metoda învăţării monitorizate. În timpul fazei de pregătire, un cercetător înregistrează undele cerebrale ale unui pacient, dar și mișcările pe care acesta și le imaginează. Dacă reușim să adunăm suficiente date, putem obţine o rată de recunoaștere între 80% și 90%. Totuși, nivelul de generalizare adică abilitatea de a aplica aceeași abordare pentru a rezolva probleme similare este foarte scăzut. Spre exemplu, dacă știi cum arată undele cerebrale pentru mișcarea braţului, nu înseamnă că poţi să-ţi dai seama cum să miști și piciorul. Noi oamenii suntem adevăraţi maeștri la acest capitol noi învăţăm să scriem cu mâna pe hârtie, dar putem apoi să folosim aceași mână pentru a scrie la tablă aceleași litere, doar mai mari, fără niciun fel de probleme. Care sunt principalele aplicaţii din prezent pentru tehnologiile de învăţare a mașinilor? Schölkopf: Acestea sunt folosite în lucruri pe care nu le vedem, dar le folosim zilnic motoare de căutare. Mulţi dintre oamenii angajaţi de Google sunt experţi în tehnologiile de învăţare a mașinilor. Băncile apelează de asemenea la aceste tehnologii pentru a prevedea tendinţele evoluţiei preţului acţiunilor, spre exemplu. Şi ar mai fi și o aplicaţie medicală foarte interesantă: tomografia cu emisii de pozitroni (PET) este de obicei folosită împreună cu o unitate computer tomograf în aplicaţii clinice, unde imaginile obţinute de computerul tomograf sunt folosite pentru a corecta valorile de intensitate ale imaginii PET. Totuși medicii preferă dispozitivele cu rezonanţă magnetică (MR) pentru că acestea oferă și informaţii fiziologice. Siemens a prezentat recent un astfel de sistem combinat MR-PET. Institutul nostru a dezvoltat o metodă de a prevedea imaginile sintetice obţinute de computerul tomograf (CT), pe baza imaginilor obţinute prin rezonanţă magnetică. Acest proiect a făcut posibilă folosirea unor perechi de imagini MR-CT în procesul de învăţare al mașinilor. Ca rezultat, acum putem procesa imagini PET ca și când ar fi fost realizate cu un computer tomograf. Roboţi și copii învaţă prin încercări și exemple La ce progrese am putea să ne așteptăm în privinţa mașinilor autodidacte în următorii 10 sau 20 de ani? Schölkopf: Este o certitudine că se va înregistra un progres în ceea ce privește procesarea unor volume din ce în ce mai mari de date cu ajutorul unor computere din ce în ce mai performante. Însă este greu de spus dacă vor fi dezvoltate și metode fundamental noi. Eu sper că progresele vor fi obţinute prin învăţarea bazată pe cauzalitate. În prezent, am identificat regularităţi statistice, dar nu și legile cauzale din spatele lor. Să luăm următorul exemplu: ţările cu cele mai mari populaţii de berze înregistrează și cei mai ridicaţi indici ai natalităţii. Oare asta înseamnă că berzele aduc copiii? Desigur că nu dar metodele pe care le folosim în prezent nu pot diferenţia în astfel de cazuri, așa că avem nevoie să descoperim legi cauzale. Ce se întâmplă cu vechiul vis al roboţilor capabili să înveţe? Schölkopf: Eu cred că în viitor vom dispune de un mare număr de sisteme autonome fizic. În urmă cu 40 de ani cercetătorii credeau că în zilele noastre roboţii vor fi omniprezenţi. Nu s-a întâmplat așa, iar eu tot nu cred că vom vedea roboţi infirmieri prin spitale, spre exemplu. Oamenii sunt mai buni pentru a acorda îngrijire altor oameni decât vor putea vreodată mașinile să fie. Ceea ce am putea însă întâlni din ce în ce mai frecvent sunt micro-roboţii cu inteligenţă artificială care pot face lucruri pe care oamenii nu pot să le facă, cum ar fi să trateze și să distrugă o tumoare din organism. Interviu realizat de Bernd Müller. Pictures of the Future Toamna

64 Educaţia mașinilor Aplicaţii de securitate Inspectorii zburători Puţine domenii de cercetare sunt atât de complexe precum cel al educării mașinilor. Iar una dintre cele mai grele provocări cu care se confruntă oamenii de știinţă din acest domeniu este vederea. Pentru a împinge lucrurile mai departe în acest domeniu, Siemens dezvoltă o serie de sisteme video care sunt capabile să înveţe, dar și să interpreteze lumea înconjurătoare. Un ciudat aparat de zbor bâzâie prin aer la laboratoarele Siemens Corporate Research din Princeton, New Jersey. Acest aparat, un cadru pătrat din sârme, poate zbura datorită unui mic bloc motor care acţionează patru rotoare ca de elicopter. Acest vehicul poartă numele de quadcopter. Folosind sisteme laser, poate scana ferestre, pereţi sau mașini; senzorii optici și camerele video înregistrează fiecare detaliu de arhitectură. Se mișcă prin aer după niște culoare plănuite di- nainte, gata să identifice și să evite eventualele obstacole ce-i apar în cale. Datele pe care le adună sunt procesate pentru a crea modele 3D de mare precizie ale mediului. Cunoscut și drept Fly & Inspect (zboară și inspectează) proiectul acestui quadcopter este rezultatul unei colaborări dintre programatorul Yakup Genc de la Siemens Corporate Technology din Princeton și cercetătorul în domeniul roboticii Nicholas Roy de la Massachusetts Institute of Technology din Boston. Acest proiect are drept obiectiv obţinerea unui sistem capabil să obţină autonom date și să construiască modele digitale ale unor medii complexe, cum ar fi sisteme de transport al bagajelor, instalaţii de prelucrare și hale de fabrici. Astfel de modele digitale 3D vor fi folosite pentru a determina nevoile de reparaţii sau pentru a simula operaţii majore de renovare. Genc și Roy se așteaptă ca tehnologia Fly & Inspect să îndeplinească aceste sarcini eficient. Quadcopter poate de asemenea inspecta locaţii la care este 64 Pictures of the Future Toamna 2011

65 Quadcopter este o platformă zburătoare ce folosește camere video și scanere cu laser pentru a crea hărţi 3D ale unor structuri complexe. Acest dispozitiv se poate dovedi extrem de folositor într-o gamă variată de activităţi de inspecţie și modelare. greu de ajuns, cum ar fi rotoarele sau stâlpii eolienelor, în căutarea urmelor de uzură pe care poate fi învăţat să le recunoască. În acest moment, dispozitivul încă are nevoie de un operator uman care să-l controleze cu o telecomandă, susţine Genc. Însă ne așteptăm ca în curând să funcţioneze autonom, folosindu-și senzorii optici, mai adaugă el. Dezvoltarea unor sisteme care pot procesa informaţia cuprinsă în imagini reprezintă una dintre marile provocări ale domeniului învăţării mașinilor. În februarie 2011, un supercomputer IBM denumit Watson i-a învins pe cei mai buni concurenţi umani, în cadrul emisiunii-concurs de cultură generală Jeopardy. Însă chiar și Watson nu este nimic mai mult decât un sistem sofisticat de evaluare a informaţiei din baza sa de date și de pe internet. În lumea reală, calculatoarele sunt încă neajutorate. Acolo unde un copil mic poate face diferenţa dintre un copac și o antenă fără nicio problemă, calculatoarele se blochează. Însă mulţumită activităţii desfășurate în prezent de grupurile de cercetare din companii și universităţi, elemente ale vederii mașinilor sunt din ce în ce mai aproape de a primi aplicaţii practice, comerciale. La centrele sale de cercetare și dezvoltare din Princeton, New Jersey, Graz, Austria și München, Germania, Siemens lucrează la sisteme care pot identifica pe imagini din satelit modele complexe, așa cum ar fi structuri industriale, clădiri, drumuri și alte elemente de infrastructură; alte sisteme analizează imagini obţinute cu raze X ale containerelor și recipientelor în căutarea unor obiecte ascunse, citesc semnele de circulaţie și monitorizează mulţimi de oameni sau așa cum este cazul quadcopterului cartografiază și inspectează locuri greu accesibile. Ceea ce toate aceste aplicaţii au în comun este abilitatea de a învăţa similară cu cea prin care un copil mic își dezvoltă abilitatea de a distinge și de a diferenţia obiecte. În cadrul unui proces denumit învăţare supravegheată, oamenii de știinţă încarcă sute de mii de imagini ale obiectelor în programe. După aceea, algoritmii software identifică acele caracteristici comune pentru diferitele clase de obiecte. Spre exemplu, oamenii pe stradă merg de obicei în poziţie bipedă, au mâini și picioare și capete de formă aproximativ ovală. O masă, pe de altă parte, are o suprafaţa orizontală pe care se pot pune obiecte, și picioare sub această suprafaţă, pentru a o susţine. Programele creează reprezentări digitale ale unor astfel de clase de obiecte. La rândul său, acest lucru face posibilă operaţiunea de căutare semantică a unei imagini specializate sau permit funcţionarea unui sistem de asistenţă pentru șoferi care poate detecta semnele de circulaţie în mod automat. Recunoașterea diferenţelor. De multe ori, însă, cercetătorii și-ar dori ca sistemele dotate cu vedere să realizeze sarcini mai complexe, cum ar fi să numere oamenii care așteaptă întro staţie de metrou. Însă să presupunem, de e- xemplu, că un sistem de vedere detectează un cap dar nu și un tors, pentru că alte persoane sau obiecte îi obstrucţionează câmpul vizual. Şi în acest caz, sistemul trebuie să poată înţelege că vede o persoană. El poate obţine acest lucru înţelegând și felul în care un obiect sau persoană poate ascunde pe altcineva sau altceva în spatele său și apoi să raţioneze pe seama efectelor fizice ale acestor suprapuneri. În cadrul unui proces ce se desfășoară pas cu pas, cercetătorii învaţă sistemele artificiale cum să vadă. În viitor computerele vor putea recunoaște modele mult mai complexe din arhivele de informaţii video, în special în sistemele criminalistice, susţine Vinay Shet, specialist în sisteme de calcul din Princeton. Un exemplu al unei astfel de căutări a modelelor complexe din criminalistică ar putea fi urmărirea unei persoane pe mai multe camere de supraveghere instalate într-o zonă publică aglomerată, așa cum ar fi un aeroport. Shet compară această căutare a unui pattern vizual cu identificarea unei gramatici vizuale La fel ca propoziţiile dintr-o limbă, imaginile și datele video au o structură care poate fi formalizată și interpretată ca o gramatică vizuală, susţine el. Acest lucru poate fi făcut prin atribuirea de caracteristici datelor vizuale; la rândul său, combinarea acestor caracteristici poate fi evaluată pentru a stabili dacă aceeași persoană poate fi văzută în imaginile obţinute de la diferite camere video. Aceași tehnologie de gramatică vizuală poate fi folosită pentru inspectarea unei încărcături sau a unui bagaj, din motive de securitate un proiect de care este interesată Divizia Infrastructure & Logistics a Siemens. Recunoașterea vizuală a modelelor poate ajuta, spre exemplu, la identificarea elementelor caracteristice ale unei bombe, printre care detonatorul, materialul explozibil și dispozitivul de activare a detonatorului prin telefon. În prezent, la aeroporturi, această sarcină este îndeplinită încă de oameni. Deocamdată, algoritmii de detecţie automată necesari acestor sisteme nu funcţionează perfect. O abordare inovativă pentru a beneficia atât de precizia oamenilor, cât și de rapiditatea mașinilor este explorată de o echipă de cercetători de la Universitatea Columbia din New York, sub conducerea lui Paul Sajda, un expert în electroencefalograme (EEG). Fondurile sunt asigurate de Departamentul american al Apărării. La proiect participă și specialiști în vederea mașinilor de la Siemens Corporate Technology din Princeton. Ideea centrală a acestei abordări este de a scana foarte rapid imagini mari obţinute din satelit, pentru a identifica obiecte semnificative cum ar fi facilităţi industriale, clădiri, drumuri, piste pentru avioane sau helioporturi etc. Cercetătorii au combinat vederea mașinilor cu vederea umană, amplificată electronic în cadrul unui sistem care mărește semnificativ rapiditatea procesului de analiză a imaginilor, în ansamblu. În primul rând, software-ul conceput de Siemens pentru aceste sisteme maschează regiunile în care este puţin probabil să existe ţinte cum ar fi ariile omogene, fără niciun semn distinctiv - întinderile deșertice, Pictures of the Future Toamna

66 zonele dens împădurite sau cele de stepă. În al doilea rând, părţile care rămân din imaginea de ansamblu și sunt potenţial relevante sunt împărţite în mici imagini pătrate, sau chips și sunt prezentate unui analist de imagine care poartă un senzor de electroencefalogramă conectat la un calculator care analizează semnalele. Chip-urile sunt prezentate într-o succesiune foarte rapidă (cinci până la zece pe secundă) mai rapid decât ar putea să le observe și să răspundă la ele analistul. Însă sistemul EEG poate învăţa să detecteze un anumit semnal cerebral generat atunci când un astfel de chip conţine o ţintă de interes. În al treilea rând, analistului îi sunt arătate regiunile cu chip-uri detectate prin EEG și ia o decizie conștientă asupra ţintei. Această abordare combinată a mărit de patru ori viteza de analiză, susţine Claus Bahlmann, cercetător Siemens din Princeton. Stivuitoare fără șofer. Analiza inteligentă a imaginilor este de asemenea esenţială pentru Roboţii trebuie să asimileze mediile umane, să comunice cu oamenii și să înveţe de la ei mișcare în mediile industriale. Un exemplu este cel oferit de Autonomous Navigation System (sistemul de navigare automată) dezvoltat de Siemens la München și la Stuttgart, Germania, pentru vehicule industriale așa cum sunt stivuitoarele. Un astfel de vehicul își învaţă ruta după ce este condus pe ea de către un lucrător. Vehiculul își ia repere din spaţiu din sunt folosite la Daimler în special pentru transportul paleţilor către rampele de încărcare și aducerea lor înapoi. Depinzând de sarcina pe care o au de îndeplinit, aceste vehicule vor putea învăţa să recunoască și alte obiecte, în viitor, și vor putea de asemenea să recunoască și zona în care aceste obiecte sunt localizate, mai susţine Lawitzky. Paleta de aplicaţii pentru aceste sisteme ar putea include roboţi de securitate, ghizi robotizaţi pentru muzee și roboţi de ajutor în supermarketuri", a mai adăugat el. Roboţi care citesc hărţi. Cercetătorul Maneesh Singh din Princeton lucrează de asemenea cu un robot mobil. El a preluat un robot ce a fost deja lansat pe piaţă, și care arată cam ca o oală de gătit sub presiune pe roţi, și l-a echipat cu un sistem video Kinect oferit de Microsoft și care poate recunoaște și interpreta mișcările mâinii și ale braţului utilizatorului (vezi pag. 74). Camera, care a fost iniţial creată pentru consola de jocuri Xbox 360, este echipată cu un senzor 3D. Acest senzor îi permite robotului nu doar să detecteze și să evite obstacolele, dar și să producă în timp real un model al împrejurimilor în care se află, permiţându-i astfel, după un timp, să-și determine propria locaţie. Ca și oamenii, acest dispozitiv mobil va putea să se uite la un plan al unui etaj de la intrarea într-o clădire, îl va înţelege și-l va folosi pentru a naviga autonom prin clădire. În același timp, își va construi o memorie vizuală a zonelor prin care a trecut, susţine Singh. Însă Singh are niște planuri și mai ambiţioase pentru robotul său. În viitorul apropiat, el pre- Singh este în continuare explorat. În cadrul Departamentului Research and Development de la Siemens, astfel de idei sunt de obicei testate pentru o anumită perioadă de timp înainte de a se lua vreo decizie în colaborare cu alte unităţi ale Siemens cu privire la eventuala lor lansare pe piaţă. Acest lucru le oferă inginerilor de la Siemenes libertatea de a continua să încerce noi concepte. Una dintre aceste încercări este Outlier, un concept ce împinge și mai departe ideea de mașină care învaţă. Sisteme care descoperă anomalii. Cei mai adaptativi algoritmi de recunoaștere a imaginilor sunt pregătiţi înainte de introducerea lor într-un sistem. Outlier, în schimb, este un sistem inteligent de supraveghere, care învaţă în timp ce-și exercită funcţiile de supraveghere. Deocamdată a reușit acest lucru doar în laborator. Pe măsură ce realizează capturi video, Outlier își dezvoltă modele statistice a ceea ce poate fi considerat normal din câmpul său vizual. În cazul în care se produce un eveniment neobișnuit - cum ar fi un vehicul care derapează de cealaltă parte a străzii el va remarca această anormalitate unui supervizor. El poate astfel învăţa din feedback-ul primit dacă respectivul incident este sau nu relevant, și își va modifica viitoarele rapoarte în consecinţă. Outlier este o schimbare de paradigmă, susţine Josef Birchbauer, cercetător Siemens din Graz. Trăsătura sa unică este că se poate adapta constant la condiţii noi iar acest lucru, după cum subliniază Birchbauer, este esenţial, într-o lume complexă în care este aproape imposibil să prezici fiecare eveniment și care vor fi urmările sale chiar dacă este amplasat într-un aeroport sau în inima Times Folosind lasere, o stivuitoare scanează și memorează automat ceea ce vede în mediul său (centru). Robotul lui Maneesh Singh (dreapta) se bazează pe senzori 3D pentru orientare. zonele mai ridicate, pentru că acestea se schimbă foarte rar și se pot orienta apoi să repete aceeași rută ori de câte ori este nevoie. Acest sistem este de asemenea capabil de a recunoaște obiectele într-o anumită măsură. El recunoaște obiectele importante pentru sarcina pe care o are de îndeplinit, cum ar fi paleţii sau lăzile, susţine Gisbert Lawitzky, expert în robotică de la Siemens din München. Astfel de vehicule cu sisteme de navigare autonomă vede că robotul său va folosi tehnologiile de învăţare a mașinilor, nu doar pentru a-i recunoaște pe oameni și activităţile lor, dar și pentru a comunica cu ei și a învăţa de la ei prin interacţiuni firești. Curând vom putea să-i învăţăm pe roboţi la fel cum ne învăţăm copiii spre exemplu, arătându-le un obiect și vorbind cu ei, mai susţine el. La fel ca și în cazul tehnologiei Fly & Inspect a lui Genc, potenţialul robotului învăţăcel al lui Square. Mai mult ca sigur că această abordare nu va rămâne de sine stătătoare în viitor, când probabil că algoritmii sistemelor de securitate video vor fi pregătiţi dinainte de a fi amplasaţi în astfel de dispozitive, cu ajutorul a mii de imagini exemplu, dar vor avea și capacitatea de a învăţa în timp real, în timpul supravegherii, mai susţine el. Hubertus Breuer 66 Pictures of the Future Toamna 2011

67 Un sistem sofisticat de recunoaștere automată a textului a propulsat compania Siemens în poziţia de lider mondial de piaţă în domeniul sistemelor de sortare a corespondenţei. Acest software poate citi cu acurateţe înscrisuri de mână în limbile arabă, chineză și rusă. Educaţia mașinilor Recunoaşterea optică a caracterelor Vă citim cu uşurinţă Sistemele de recunoaștere optică a caracterelor sau inscripţiilor, fie că este vorba de litere sau cifre, a revoluţionat serviciul poștal internaţional. Această tehnologie are însă un potenţial extraordinar și în alte domenii. Printre aplicaţiile ce sunt dezvoltate în prezent sunt cele din domeniul sistemelor de transport și de securitate, dar și dispozitive menite să-i ajute să citească pe cei cu dizabilităţi vizuale. Poștașii și farmaciștii au un lucru în comun. Ambele grupuri posedă niște calităţi criptografice, care le permit să descifreze până și cele mai neinteligibile note scrise de mână. În prezent însă, există mașini care pot recunoaște cele mai variate stiluri de a scrie de mână mulţumită dezvoltării unor sisteme de învăţare de-a dreptul uimitoare. Tehnologia care face acest lucru posibil este cunoscută sub denumirea de recunoaștere optică a caracterelor, sau OCR. Suntem liderul mondial de piaţă atunci când vine vorba de recunoașterea adreselor susţine cu mândrie Peter Schindler, product manager la Siemens. Tehnologia noastră nu are nimic de-a face cu citirea unui text scos pe o imprimantă, pentru că orice scanner poate face asta; adevărata realizare constă în descifrarea scrisului de mână. Schindler estimează că tehnologia OCR de la Siemens este în prezent folosită în aproape jumătate din toate centrele de sortare a corespondenţei din lume. Valoarea de piaţă globală a acestor sisteme de recunoaștere este de aproximativ 1 miliard de dolari, iar Siemens Mobility Division, producătorul acestor sisteme, are o cotă de piaţă de 35%. Realizatorii sistemului OCR de la Siemens lucrează continuu pentru a îmbunătăţi acurateţea acestei tehnologii. Ultimul nostru dispozitiv intrat în producţia de serie, ARTread, poate descifra între 90% și 95% din adresele scrise de mână, susţine Matthias Schulte-Austum, technical manager al echipei responsabile pentru preprocesarea imaginii și recunoașterea obiectelor din cadrul Siemens Mobility de la Konstanz, Germania. Însă acest sistem trebuie să facă mai mult decât să descifreze texte scrise de mână, indiferent cât de ilizibile ar fi acestea. El trebuie să identifice și toate informaţiile considerate relevante trecute pe un plic lucruri precum modificări ale adresei prin ștersături, alte adnotări făcute de expeditor și chiar valoarea timbrelor. Sistemele automatizate poștale trebuie de asemenea să recunoască cu acurateţe și alte instrucţiuni trecute de expeditor pe plicuri cum ar fi dacă scrisoarea trebuie returnată expeditorului, dacă destinatarul s-a mutat. Scopul general este de a maximiza nivelul de automatizare. Dorim să extragem în mod automat toate informaţiile relevante cu privire la un obiect, o scrisoare, pentru a menţine nivelul muncii manuale cât mai jos cu putinţă, explică Schulte-Austum. Există încă un potenţial enorm de dezvoltare și perfecţionare pentru aceste sisteme, în special în ţări precum Rusia, China, India sau în lumea arabă. Am creat algoritmi care pot citi orice fel de note scrise de mână, fie că sunt în alfabetul chirilic, în chineză sau în arabă susţine Ingolf Rauh, un expert din cadrul centrului de inovare Siemens din Konstanz. De fapt, recent chiar am câștigat o competiţie pentru citirea scrisului de mână în limba arabă, a adăugat el. Provocarea lansată de competiţie a fost de a identifica numele unor orașe tunisiene fără nicio greșeală. Principiile recunoașterii optice a caracterelor sunt mereu bazate pe aceleași reguli. Una dintre metodele care s-a dovedit a fi extraordinar de eficientă pregătește sistemele să compare mii de litere și cifre scrise de mână, din diverse surse, și să le clasifice cu claritate în cadrul unui proces de învăţare. Am recunoscut cu rapiditate marea varietate a aplicaţiilor potenţiale pentru această tehnică, explică Rauh. Din acest motiv ne-am decis să explorăm toate posibilităţile de folosire a tehnologiei OCR, inclusiv acelea care presupun pătrunderea pe pieţe cu totul noi, a mai adăugat el. Scanarea drumurilor. O astfel de piaţă este cea a citirii plăcuţelor de înmatriculare ale autoturismelor în cadrul unor noi sisteme de taxare rutieră. Spre exemplu, sistemele Sicore de la Siemens folosesc camere video echipate cu software de procesare a imaginilor pentru a recunoaște rapid numerele și literele de pe plăcuţele de înmatriculare, în timp ce mașinile se deplasează cu viteză pe drumuri sau auto- Pictures of the Future Toamna

68 străzi. Astfel de sisteme sunt folosite în Marea Britanie, spre exemplu, unde orașe precum Londra au introdus o taxă pe traficul congestionat. Aceste camere video înregistrează automat mașinile care pătrund în zone cu traficul congestionat și apoi verifică o bază de date centrală, pentru a se asigura că șoferii acestor mașini sunt înregistraţi în sistemul de colectare a taxei. O altă aplicaţie implică folosirea camerelor care înregistrează automat plăcuţele de înregistrare ale mașinilor, în zonele cu restricţii de viteză. Spre deosebire de pistoalele radar, aceste camere pot măsura viteza medie a mașinilor pe o bucată lungă din drum. Astfel, ele pot observa dacă un șofer a condus cu prea mare vivind transportul de încărcături periculoase pe camioane (vezi Pictures of the Future, primăvară 2010, p. 78). Aceste semne sunt portocalii și conţin două numere. Primul număr reprezintă clasificarea materialului sau substanţei periculoase, iar cel de-al doilea număr reprezintă chiar respectiva substanţă. Recunoașterea automată a acestor semne va face ca traficul pe tuneluri și poduri să fie mai sigur, susţine von der Nüll. Conform proiectului, acest sistem va închide automat un tunel dacă, spre exemplu, un camion care transportă hidrogen se apropie prea mult de un alt camion care transportă oxigen. De asemenea, va fi posibil să determini dacă un camion ce transportă materiale periculoase este pe cale Educaţia mașinilor Interviu Poarta Fie că este folosit pentru a citi data de expirare de pe produsele alimentare, pentru aplicarea taxelor de drum (deasupra, dreapta) sau pentru a asigura respectarea limitărilor de viteză din tuneluri prin citirea plăcuţelor de înmatriculare, sistemul de recunoaștere optică a caracterelor este ideal pentru un spectru larg de aplicaţii. teză printr-un tunel, spre exemplu. Ne-am folosit de tehnologia noastră a camerelor video pentru a dezvolta un sistem denumit Safezone, în cooperare cu Siemens ITS din MB, susţine Stephan von der Nüll, responsabilul pentru dezvoltarea de noi produse și tehnologii la Siemens din Konstanz. Acesta este primul sistem care face posibilă o astfel de monitorizare a vitezei în trafic, în interiorul orașelor, mai adaugă el. Safezone este aproape gata să fie lansat pe piaţă. Siguranţa în tuneluri. O extensie a sistemului Safezone este evaluată în prezent în cadrul unui proiect desfășurat sub egida Ministerului german al Educaţiei și Cercetării. Aici scopul este de a identifica automat semnalizările pri- să pătrundă într-un tunel în care s-a produs un accident rutier. Se pare că tehnologia OCR îmbunătăţită va fi folosită în viitorul apropiat practic în toate domeniile. Recunoașterea automată a datei de expirare de pe alimente și medicamente este de asemenea un alt bun exemplu, așa cum este și identificarea numerelor de producţie și de serie ale plăcilor cu circuite în industria electronică și automatică. Persoanele nevăzătoare pot beneficia de asemenea de sistemele OCR, care vor putea să le citească scrisori, cărţi sau etichetele de pe alimente în supermarketuri. Rolf Froböse Tomaso Poggio, 63 de ani, este profesor Eugene McDermott în cadrul Departamentului de Ştiinţe Cognitive (Brain and Cognitive Sciences) de la Laboratorul pentru Inteligenţă Artificială (Artificial Intelligence Laboratory) în cadrul Massachusetts Institute of Technology. De asemenea, el este și Co-Director al Centrului MIT pentru Învăţare Biologică și Computaţională ( MIT s Center for Biological and Computational Learning). Poggio s-a alăturat facultăţii MIT în 1981, după ce și-a petrecut 10 ani la Institutul Max Planck pentru Biologie și Cibernetică de la Tubingen (Institute for Biology and Cybernetics), Germania. În 1970 a primit o diplomă PhD de la Universitatea din Genova. Poggio este de asemenea și membru al Academiei Italiene de Ştiinţe și al Academiei Americane de Arte și Ştiinţe. 68 Pictures of the Future Toamna 2011

69 către inteligenţă Care este definiţia dumneavoastră cu privire la inteligenţa mașinilor? Poggio: Cea mai bună definiţie a fost propusă de un matematician britanic, Alan Turing, în El a propus o situaţie în care ai putea vorbi cu altcineva aflat într-o altă cameră. Dacă acea persoană ar fi fost o mașină și nu ţi-ai fi dat seama de acest lucru, în timp ce vorbeai cu ea, înseamnă că aveai de-a face cu o formă de inteligenţă. Este învăţarea poarta spre inteligenţă? Poggio: Răspunsul la această întrebare ţine de domeniul credinţei și este o ipoteză pertinentă. În termeni evolutivi, de fapt, primatele și oamenii sunt cele mai puţin conectate fiinţe de pe glob. Insectele pot învăţa. Însă o mare parte din comportamentul lor este limitat de evoluţie. În schimb oamenii au nevoie de mulţi ani pentru a se dezvolta. Spre exemplu, înainte de vârsta de 10 ani, un copil nu poate recunoaște feţele la fel de bine ca un adult. Atunci când se pune problema învăţării din experienţă, cât de importante sunt sentimentele? Poggio: Emoţiile sunt cu siguranţă importante atunci când se pune problema explicării comportamentului uman și dezvoltarea inteligenţei. În contextul biologiei, sentimentele noastre și corelările lor biochimice sunt extrem de importante pentru procesul învăţării. În contextul dezvoltării de mașini care învaţă, părerea mea este că sentimentele și emoţiile nu sunt necesare pentru procesul de învăţare. Însă dacă se pune problema ca o mașină să treacă testul Turing, va fi nevoie să fie capabilă să simuleze inteligenţa emoţională. Iar acest lucru ne duce într-o zonă gri: un sistem de simulare poate fi foarte diferit faţă de o persoană, dar dacă nimeni nu-și dă seama de diferenţe, ar trebui ca acestea să conteze pentru noi? Care este cel mai mare obstacol în calea apropierii mașinilor de oameni, în ceea ce privește abilitatea de a învăţa? Poggio: Nu știm! Dar nu cred să existe limite în ceea ce privește capacitatea mașinilor de a deveni la fel de bune ca noi la învăţat, sau chiar mai bune. Până acum zece ani era ușor să contești capacitatea mașinilor de a învăţa, pentru că memoria umană era mult mai mare decât cea a oricărui computer. Însă în prezent nu mai poţi susţine același lucru. Capacitatea de stocare a memoriei noastre nu poate fi mai mare decât numărul sinapselor din creier. Așa că dacă avem aproximativ 1011 neuroni, atunci avem cam de de ori mai multe sinapse, adică aproximativ Acum putem spune că 1014 bits o sută de mii de miliarde înseamnă foarte mult, dar în prezent poţi cumpăra un hard disc de 1 terabit, ceea ce înseamnă cam 1012 bits adică o mie de miliarde pentru doar vreo 50 de dolari. Așa că mașinile nu sunt departe de a egala puterea brută de calcul a creierului uman. Ceea ce nu avem încă sunt algoritmii necesari pentru a transforma această putere brută de calcul în inteligenţă. De ce nu? De ce mai avem nevoie? Poggio: Deocamdată nici măcar nu știm ce ar trebui să facem. Dacă am ști, atunci problema inteligenţei probabil cea mai ambiţioasă provocare a știinţei ar fi doar o problemă de inginerie. Eu cred că în acest domeniu cheia problemei va fi integrarea diferitelor aspecte ale inteligenţei vedere, limbaj, bun simţ etc. Dar pentru a înţelege cum interacţionează aceste elemente, vom avea nevoie de eforturi semnificative în trei domenii ale știinţei neuroștiinţe, informatică și știinţe cognitive. Doar în acest mod vom obţine o mai profundă înţelegere a problemei și vom putea să ne gândim la o soluţie. Ne pot ajuta cunoștinţele pe care le avem despre funcţiile cortexului în crearea unui nou algoritm de învăţare? Poggio: Da. Dacă definim inteligenţa drept abilitatea de a trece de testul Turing, un test de inteligenţă umană, atunci înţelegerea funcţionării creierului uman ne va ajuta cu siguranţă. Iar neuroștiinţele fac deja progrese pe acest drum. Acest domeniu al știinţei s-a dezvoltat exponenţial în ultimii 20 de ani. În acest moment, cred că este doar o chestiune de timp până când nivelul nostru de cunoștinţe despre felul în care funcţionează creierul ne va ajuta direct în dezvoltarea unor domenii precum computer vision și învăţarea mașinilor. Aţi contribuit în vreun fel în aceste domenii? Poggio: Da. O mare parte a muncii noastre s-a desfășurat alături de fiziologi, în ceea ce privește înregistrarea semnalelor emise de creierul macacilor cu ajutorul unor electrozi. Acest experiment ne oferă niște informaţii foarte exacte pentru că face posibilă înregistrarea datelor emise de neuroni individuali. Rezultatul acestei activităţi este că am reușit să producem un model matematic al cortexului vizual al macacilor, ce simulează activitatea de învăţare a aproximativ 1 milion de neuroni. Am rulat acest model ca pe un program de calculator și l-am antrenat folosind mii de fotografii să recunoască opt tipuri de comportament alergare, somn, hrănire etc la cobai ce au fost modificaţi genetic pentru a avea autism, schizofrenie sau depresii. Funcţionează prin marcarea unui comportament drept alergare sau hrănire etc., într-un material video și apoi introduce durata comportamentului într-o bază de date statistică. Acest program detectează și tranziţii de la un comportament la altul, iar toate acestea se adaugă pentru a desena un fel de amprentă comportamentală. Prin automatizarea acestui proces am reușit să corelăm în mod obiectiv comportamentul la genom. Cât de bun este acest sistem? Poggio: Am comparat acest sistem cu randamentul adnotatorilor umani și am descoperit că este cel puţin la fel de bun, dacă nu chiar mai bun. Şi lucrează 24/7 fără să se plictisească! Poate o astfel de tehnologie să conducă la sisteme de supraveghere capabile să descrie activităţi umane? Poggio: În principiu da. Desigur însă că un astfel de sistem ar avea nevoie de un uriaș volum de pregătire sau antrenare. Iar comportamentul uman este cu mult mai complicat decât cel al șoarecilor. Să poţi să-i arăţi o imagine unui sistem artificial și să obţii de la acesta o descriere a imaginii lucraţi și la un astfel de proiect? Poggio: Da. Dar nu am ajuns încă până acolo! Cred că suntem aproape să obţinem sisteme care vor putea spune automat ce văd într-o fotografie, dacă este un pieton, o mașină, o pasăre sau orice altceva. Însă sunt și niște probleme mult mai complexe, cum ar fi să poată recunoaște ce face un anumit om într-o imagine. În prezent nu există niciun calculator care să poată face așa ceva. Așa că aceasta este viitoarea provocare. De ce este așa de greu? Poggio: Oamenii profită de un volum uriaș de cunoștinţe și de experienţe. Noi știm cum să identificăm și să interpretăm indiciile care ne spun, spre exemplu, că o persoană este implicată într-o conversaţie, în timp ce o alta nu. Dacă stai să te gândești, pentru a interpreta ceea ce se întâmplă într-o imagine ai nevoie de mult mai mult decât de vedere ai nevoie de inteligenţă. Vor ajunge mașinile la un astfel de nivel de inteligenţă în 10 ani? Poggio: Abilitatea de a descrie conţinutul unei imagini va fi una dintre cele mai grele provocări din punct de vedere intelectual la care ar putea să răspundă o mașină. Vom avea nevoie de un nou ciclu de cercetări pentru a rezolva această provocare de a spune povestea ce se desprinde dintr-o imagine. Cred că vor trece cel puţin 20 de ani până vom dispune de această tehnologie. Interviu de Arthur F. Pease Pictures of the Future Toamna

70 Amit Chakraborty de la CT a creat un software de învăţare care poate prognoza necesarul de energie. Tehnologiile de învăţare a mașinilor pot juca un rol important în extinderea unei reţele inteligente la Allgäu, Germania (dreapta). Educaţia mașinilor Aplicaţii industriale Optimizare la locul de muncă Dotat cu algoritmi de învăţare, aproape orice sistem complex poate fi proiectat să-și micșoreze propriile nevoi de mentenanţă pentru a-și îmbunătăţi randamentul. Printre exemple se numără echipamentele medicale avansate, sistemele de distribuţie a energiei, turbinele cu combustie și întregi parcuri eoliene. Hollywood-ului îi place să se joace cu ideea roboţilor inteligenţi. Să ne gândim doar la mașinile autonome si necontrolate din hitul cinematografic Transformers. Însă realitatea este diferită. Majoritatea cinefililor probabil că nu știu că oamenii de știinţă au făcut pași importanţi spre dezvoltarea unor mașini care pot învăţa și reacţiona autonom întotdeauna în serviciul umanităţii, desigur. Un astfel de gen de proiect este în desfășurare la Siemens Corporate Technology (CT) din Princeton, New Jersey. Acolo o echipă lucrează alături de Amit Chakraborty, Knowledge Decision Systems Program Manager, la dezvoltarea unui nou tip de software pentru companiile e- nergetice. Acest program poate învăţa obiceiurile de consum ale clienţilor prin analiza a milioane de înregistrări de date. În cele din urmă, sistemul va ajunge să poată face prognoze cu privire la cererea de energie electrică în mod independent. În reţelele inteligente ale viitorului, principalul obiectiv va fi reconcilierea consumului de energie cu sursele fluctuante de aprovizionare, așa cum ar fi centralele energetice solare sau eoliene (Pictures of the Future, Primăvară 2011, pp. 17, 20, 22). Sistemele de energie sustenabilă vor controla cantitatea de curent disponibilă pentru consumatori, astfel încât să o adapteze la fluctuaţiile actualei gene- raţii de surse de energie regenerabilă, susţine Chakraborty. Din acest motiv trebuie să dezvoltăm metode care să le permită companiilor e- nergetice să facă un planning exact, a mai adăugat el. Înainte de sfârșitul anului 2011, noul software va fi testat într-un proiect pilot în care vor fi folosite date reale de consum energetic. În primul rând, obiectivul este de a studia profilurile de consum ale clienţilor. Pentru aceasta vor fi adunate date de la milioane de consumatori, folosind sisteme de măsură inteligente. Aceste date vor oferi informaţii despre cantităţile de energie consumate și despre perioadele de consum. Cercetătorii de la Siemens vor combina ceea ce află din proiectul pilot cu datele meteorologice și cu informaţii despre evenimente speciale, cum ar fi playoff-ul campionatului de baseball. Ei vor folosi aceste informaţii brute pentru a dezvolta un sistem de antrenare pentru acest software. Algoritmii acestui program vor putea să ofere prognoze ale consumului energetic pe termen scurt, de foarte mare precizie. Folosirea prognozelor nu este un lucru nou. Toată lumea este probabil familiarizată cu vârfurile de consum ce se produc în timpul sărbătorilor, când milioane de curcani sunt înghiţiţi de cuptoarele electrice. Însă aceste modele primare nu corespund cerinţelor unui sistem energetic sustenabil. În SUA, companiile energetice se bazează pe principii de piaţă de mai mulţi ani, atunci când vine vorba de managementul vârfurilor de consum. Dacă în acele momente este disponibilă o cantitate mare de energie electrică, atunci costurile sunt coborâte. Dacă nu, consumatorii pot să-și ia angajamentul contractual că vor folosi mai puţină energie electrică atunci când cantitatea disponibilă este mai mică, în caz contrar urmând să plătească un preţ mai mare pentru consumul suplimentar. Însă sistemele de acest tip, capabile să răspundă cererii, nu funcţionează mereu perfect. În cazul în care consumatorii nu se comportă așa cum a fost prevăzut în prognoze, companiile de energie trebuie să achiziţioneze sau să producă urgent mai multă electricitate; acest lucru este deseori ineficient și duce la un volum crescut de emisii de gaze cu efect de seră. Pentru a preîntâmpina această situaţie, va trebui să putem prezice cum se vor comporta consumatorii în orice situaţie, mai susţine Chakraborty. Tehnologiile de învăţare a mașinilor pot de asemenea să contribuie la reducerea costurilor de extindere a reţelei electrice. Spre exemplu, Dr. Michael Metzger, care studiază sisteme de automatizare a reţelelor electrice pentru un 70 Pictures of the Future Toamna 2011

71 proiect de reţea inteligentă în cadrul Siemens, la München, a creat alături de alţi experţi din cadrul CT un algoritm de învăţare care calculează structura reţelei apelând la măsurătorile făcute de senzori. Deseori, nu avem nicio informaţie disponibilă despre numărul sau locaţiile liniilor de cupru trase în urmă cu zeci de ani pentru a aproviziona utilizatorii finali cu energie, susţine el. Pentru a obţine acest gen de informaţie primară despre părţi ascunse ale reţelei electrice, se pot plasa senzori în reţeaua de cabluri. Acești senzori vor oferi date cu privire la fluxul de curent și voltajele atinse. Pornind de la aceste informaţii, este posibil să determinăm structura reţelei. Această informaţie îi permite unui operator al reţelei de e- nergie electrică să știe care este voltajul pe reţea și unde este localizat, susţine Metzger. Siemens testează în prezent algoritmul de prognoză pe un sector al reţelei electrice a companiei energetice Allgäuer Überlandwerke din Kempten, în sudul Germaniei. Recunoașterea semnelor de defecţiune. În domeniul întreţinerii și reparaţiilor, schimbările pe care ar putea să le aducă tehnologiile de Învăţarea autonomă poate mări randamentul unui parc eolian cu echivalentul al încă unei turbine. poate dezvolta algoritmi care pregătesc un program de calculator să identifice aceste anomalii atunci când procesează date noi. Spre exemplu, atunci când heliumul criogenic dintr-un scanner IRM începe să scape din sistem, se înregistrează mici variaţii de temperatură și presiune. Mulţumită acestor algoritmi de avertizare, tehnicienii de la Siemens Healthcare pot identifica defecţiunea și pot repara sistemul de răcire înainte ca aparatul să ajungă să nu mai funcţioneze. În prezent echipele Siemens de service folosesc acest software pentru a monitoriza peste de scannere IRM, dar și pentru a executa lucrări preventive de mentenanţă. Această strategie a avut ca rezultat o reducere a costurilor totale de mentenanţă și reparaţii a echipamentelor de 5,8 milioane de dolari, pe o perioadă de trei ani. Unul dintre precursorii acestor proiecte de cercetare este un program condus de cercetătorul CT Ciprian Răileanu din Princeton, program conceput să monitorizeze poduri. În acea perioadă Departamentul de Transport al SUA se afla în căutarea unei modalităţi de a optimiza operaţiunile de reparaţii și întreţinere a peste de poduri din SUA. Echipa lui Răileanu a propus o soluţie în colaborare cu Universitatea Rutgers și Center-ul său pentru Infrastructură Avansată și Transporturi, localizat lângă Princeton. Sistemul folosește date de la senzori instalaţi pe poduri, din rapoartele de inspecţie, informaţiile meteorologice, datele din proiectele de construcţie, informaţiile privind frecvenţa accidentelor, rapoartele întocmite de poliţie și fotografii, pentru a determina în mod independent starea podului respectiv, explică Răileanu. Am examinat toate aceste informaţii foarte învăţare a mașinilor ar putea revoluţiona domeniul. În locul așteptării apariţiei defecţiunilor la echipamente foarte scumpe, cum ar fi sistemele de diagnoză medicală, cercetătorii de la Siemens au făcut un uriaș pas înainte. Am conceput un program care poate face predicţii solide despre momentul în care se va defecta o mașină de imagistică prin rezonanţă magnetică (IRM) sau un sistem medical nuclear, susţine Dr. Fabian Mörchen, cercetător care participă la conceperea de sisteme de învăţare în cadrul Knowledge & Decision Systems area, de la facilitatea de cercetare a Siemens din Princeton. Această abordare pornește de la faptul că există o serie de semne care pot anunţa o iminentă defecţiune a mașinilor. Trucul constă în identificarea acelor semne și în evidenţierea lor, susţine Mörchen. Astfel de semne pot fi schimbări de voltaje, zgomote, vibraţii, presiune și temperatură. Abaterile de la condiţiile normale de operare sunt măsurate de senzori amplasaţi chiar în aceste mașini. Pornind de la informaţiile despre parametrii normali de funcţionare ai unei mașini, cercetătorii și sistemele de învăţare pe care le-au creat extrag date pentru a identifica eventualele anomalii de funcţionare. Odată ce o serie de anomalii a fost corelată cu o defecţiune, echipa care lucrează alături de Mörchen Secţiune printr-o turbină cu combustie. Folosind reţele neuronale, sistemele de învăţare pot preconiza criteriile optime de operare pentru turbine și nivelurile lor de emisii asociate (pentru mai mult, vezi p. 54). Pictures of the Future Toamna

72 În viitor, Agenţi Personali de Energie (Personal Energy Agents) se vor ocupa de tranzacţiile cu energie dintre consumatori și companiile energetice, prin intermediul unui dispozitiv specializat (stânga) echipat cu software de învăţare. Învăţând de la sunete - și economisind foarte multă energie Topirea deșeurilor de metal pentru a obţine oţel în cadrul unui furnal cu arc electric este un proces haotic. Bucăţi de metal de diferite greutăţi și dimenisuni, unele la fel de mari cât un automobil, se lovesc și se topesc împreună sub trei puternice arcuri electrice. Însă arcurile, ce dezvoltă temperaturi de până la de grade Celsius, nu reușesc mereu să se conecteze cu deșeurile topite, ajungând să-și dirijeze energia către peretele furnalului. Zgomotul furnalelor este asurzitor. Arcurile generate de electrozi AC trifazaţi generează aproximativ 120 de decibeli, un zgomot mai puternic decât cel al unui avion cu reacţie. Exact acest zgomot l-a pus pe gânduri pe Dr. Detlef Rieger, manager de proiect în cadrul Global Technology Field for Non-Destructive Testing, aparţinând de Siemens Corporate Technology din München și pe Dr. Thomas Matschullat, care lucrează la Metals Technologies din Erlangen. Cei doi oameni de știinţă au dorit să afle cum se poate monitoriza și controla procesul de topire din furnal, astfel încât să se obţină o reducere a consumului energetic. Ei au montat senzori pe peretele exterior al furnalului, unde puteau măsura nivelul sunetului ce se propaga din interior. În plus, ei au monitorizat continuu fluxul electric din electrozi. Am combinat datele de la electrozi cu cele de la măsurătorile de sunet. Apoi, algoritmii noștri pot calcula ce fel de oscilaţii sonore se produc între arcurile electrice și peretele furnalului, iar de aici putem afla ce se întâmplă în furnal în orice moment, susţine Rieger. În timpul fazei iniţiale de topire, sistemul lor a învăţat deja suficient pentru a determina felul în care sunt distribuite deșeurile metalice în furnal. Aceste informaţii pot fi interpretate pentru a determina dacă debitul electrozilor trebuie crescut sau scăzut. În timpul celei de-a doua faze de topire este extrem de important ca zgura rezultată din impurităţile topite să fie distribuită cât mai uniform cu putinţă deasupra metalului topit. În acest scop, în furnal este suflat praf de cărbune care formează un strat de spumă de monoxid de carbon în zgură. Acest strat are rolul de a izola arcurile electrice și metalul topit și previne supraîncălzirea pereţilor furnalului. Prin aceasta se reduce consumul de energie. Prin interpretarea datelor sonore, acest software, ce poartă denumirea de SIMELT Foaming Slag Manager, măsoară în mod constant dacă stratul de spumă este suficient de gros și dacă este răspândit uniform. Acest sistem este folosit în prezent la două oţelării din Germania și la una din Belarus, unde contribuie la reducerea consumului de energie electrică cu 2,3%. Dacă luăm o încărcătură tipică de 100 de tone de oţel, această reducere este echivalentă cu o economie de aproape 920 kilowaţi-oră, în fiecare oră susţine Rieger. Mai mult decât atât, aceste oţelării folosesc în prezent cu 25% mai puţin cărbune și emit cu de tone de CO 2 mai puţin în fiecare an. Katrin Nikolaus eterogene în căutarea unor patternuri, a adăugat el. Pornind de la aceste patternuri, algoritmii învaţă ce consecinţe se pot produce din convergenţa anumitor factori. De exemplu, dacă podul a fost construit în 1976 într-o regiune cu precipitaţii bogate și are grinzi din fier, este foarte probabil că au apărut crăpături în piloni, după 30 de ani. Departamentul american pentru Transport folosește programul de monitorizare a podurilor din Acest program a servit și ca model pentru un sistem cu totul nou folosit de companiile de căi ferate din Marea Britanie și Rusia pentru a-și monitoriza garniturile de tren. Datele de care au nevoie aceste sisteme de învăţare provin de la senzorii amplasaţi în diferite subansamble ale trenurilor, cum sunt cei care sunt plasaţi la sistemul de frânare și la uși, iar o altă parte a datelor este prelucrată din orarul trenurilor și din rapoartele de defecţiuni. Cunoscut drept Rail Remote Service Desktop (RRSD), acest sistem combină toate aceste date și calculează unde se află fiecare garnitură în orice moment și când trebuie trasă pe o linie moartă pentru lucrări de întreţinere. În prezent RRSD monitorizează 175 de trenuri iar Siemens asigură software-ul și componentele automatizate. Stăpânind complexitatea. Turbinele cu gaze (sau cu combustie) reprezintă o altă aplicaţie majoră pentru sistemele de învăţare în acest caz, cele bazate pe reţele neuronale (vezi p.54 și Pictures of the Future, Primăvară 2011, p. 97). Aceste sisteme creează prognoze privind emisiile rezultate și operarea optimă a turbinei în interval de timp de ordinul secundelor. Turbinele sunt guvernate de nenumărate interconexiuni complicate, pe care de multe ori cercetătorii le pot evalua doar prin metode statistice, pentru că multe dintre variabilele implicate pot fi doar aproximate. Formulele matematice tradiţionale, care au nevoie de numere exacte, nu sunt foarte folositoare în acest domeniu. Însă pentru a mări durata de viaţă și perfomanţele unei turbine, în timp ce-i micșorezi emisiile, efectele a mii de setări trebuie să fie evaluate și prognozate cu exactitate. Volkmar Sterzing și echipa sa CT de la Siemens Intelligent Systems & Control Global Technology Field din München au obţinut o nouă metodă care face acest lucru posibil. Folosind așanumitele reţele neuronale recurente, cercetătorii pot descrie toate procesele implicate în funcţionarea unei turbine și astfel pot face 72 Pictures of the Future Toamna 2011

73 Educaţia mașinilor Pe scurt Cercetători de la Siemens testează un sistem prognoze de mare acurateţe cu privire la randament. Înainte nu puteai decât să obţii un instantaneu al acestor procese, explică Sterzing. De fapt, noua noastră metodă ne permite să observăm ce se întâmplă înainte și după acest instantaneu, mai adaugă el. Conform lui Sterzing, această metodă le permite cercetătorilor să afle și ceea ce s-a produs în trecut, dar și cum se vor desfășura aceste procese în viitor. Această reprezentare dinamică face posibilă identificarea și beneficierea la maximum de schimbările pozitive, în timp ce reduce impactul schimbărilor negative și modifică în consecinţă planurile de mentenanţă. Cercetătorii CT au aplicat ceea ce au învăţat de la turbinele cu gaz într-un domeniu înrudit - optimizarea turbinelor eoliene și a marilor parcuri eoliene. În calitatea sa de navigator experimentat în cursele de regată, Sterzing știe că pentru a putea să-și cârmească iahtul în cel mai eficient mod cu putinţă, trebuie să ţină cont în fiecare moment de valuri, de viteza vântului și de celelalte ambarcaţiuni cu care se află în competiţie. Altfel, nu ar fi posibil să prevezi evenimentele viitoare și să plănuiești o cursă perfectă. Această abordare l-a inspirat să creeze un sistem software pentru turbinele eoliene bazat pe senzori care măsoară aproximativ zece factori, printre care viteza vântului, nivelurile de turbulenţe, temperatura și presiunea aerului. Algoritmii corelează aceste date la productivitatea unui parc eolian astfel încât programul poate învăţa din miile de interacţiuni și apoi poate aplica aceste cunoștinţe la situaţii noi. Pe măsură ce sistemul învaţă situaţii diferite, devine din ce în ce mai bun la preconizarea setărilor perfecte pentru anumite situaţii așa cum ar fi un anumit unghi al palelor rotorului, sau o anumită viteză a generatorului astfel încât o turbină eoliană să dea cel mai bun randament. Această metodă poate mări randamentul unei turbine eoliene cu până la 0,5%. Acest procent poate părea mic, însă într-un parc eolian mare are un impact major. Testele desfășurate la ferma eoliană Lillgrund din Suedia în ultimele șase luni au demonstrat că, mulţumită abilităţii de a învăţa independent din propriile sale acţiuni așa-numita învăţare autonomă randamentul parcului a crescut cu echivalentul al încă unei turbine. Katrin Nikolaus Viitorul va aparţine mașinilor care pot să înveţe. Acest proces de învăţare face posibilă colectarea și procesarea de date într-o lume din ce în ce mai complexă și astfel se descoperă noi posibilităţi de optimizare. Apelând la reţele neuronale, cercetătorii Siemens au creat bazele matematice pentru zeci de sisteme de prognoză industrială. Aceste sisteme sunt pregătite prin alimentarea cu mii de exemple. După antrenare, sistemele de învăţare pot fi folosite pentru aplicaţii complexe spre exemplu, pentru a prognoza volumele de vânzări, preţurile materiei prime sau productivitatea și randamentul fermelor eoliene și al turbinelor cu gaz. Rezultatele sunt semnificativ mai bune decât cele obţinute cu sisteme convenţionale (pp. 51, 52). Imaginile organelor umane și ale celulelor umane recoltate din biopsii sunt folosite pentru antrenarea sistemelor software în identificarea caracteristicilor organelor și a stadiilor oncologice. Alte sisteme de învăţare deschid calea pentru noi metode de diagnoză și tratament. Astfel de sisteme ar putea, spre exemplu, să-i ajute pe medici să cuantifice extinderea depozitelor de placă din artere sau pot combina imaginile obţinute prin raze X cu cele obţinute prin ultrasunete, pentru a îmbunătăţi siguranţa unor proceduri chirurgicale puţin invazive. (p. 57) În pofida a peste 50 de ani de cercetare, vederea continuă să fie una dintre cele mai mari provocări cu care se confruntă experţii în tehnologii de învăţare a mașinilor. Totuși, în viitor, sistemele video de la Siemens vor putea să creeze modele digitale ale lumii vizibile, dar și să interpreteze independent aceste modele pentru a putea identifica potenţiale pericole (p. 64). Sistemele de citire automată de la Siemens au revoluţionat traficul poștal internaţional. Totuși, sistemele de recunoaștere optică a inscripţiilor (OCR) dispun încă de foarte mult potenţial încă neutilizat. O gamă variată de alte aplicaţii acoperă un spectru vast, de la citirea plăcuţelor de înmatriculare și a semnelor de circulaţie, până la citirea codurilor de securitate de pe camioanele ce transportă substanţe periculoase. (p. 67) Înarmat cu algoritmi de învăţare, aproape orice sistem cu o complexitate ridicată poate fi desemnat să-și minimizeze propriile nevoi de întreţinere și să-și mărească randamentul. Printre exemple se numără echipamentele medicale avansate, sistemele de distribuţie a energiei electrice, turbinele pe gaz și parcuri intregi eoliene: (p. 70). Persoane de contact: Prognoză: Dr. Hans-Georg Zimmermann, CT hans_georg.zimmermann@siemens.com Dr. Volker Tresp, CT volker.tresp@siemens.com Aplicaţii medicale: Dr. Shaohua Kevin Zhou, CT shaohua.zhou@siemens.com Dr. Razvan Ionasec, CT razvan.ionasec@siemens.com Aplicaţii de securitate / Robotică: Dr. Gisbert Lawitzky, CT gisbert.lawitzky@siemens.com Maneesh Singh, Corporate Research maneesh.singh@siemens.com Recunoaștere optică: Dr. Volker Tresp, CT volker.tresp@siemens.com Ingolf Rauh, Mobility ingolf.rauh@siemens.com Stephan von der Nuell, Mobility stephan.vondernuell@siemens.com Aplicaţii industriale: Amit Chakraborty, CT amit.chakraborty@siemens.com Dr. Michael Metzger, CT michael.metzger@siemens.com Dr. Fabian Moerchen, CT fabian.moerchen@siemens.com Interviuri: Prof. Tomaso Poggio: tp@ai.mit.edu Prof. Bernhard Schölkopf: bernhard.schoelkopf@tuebingen.mpg.de LINK-uri: Asociaţia pentru Dezvoltarea Inteligenţei Artificiale: Asociaţia European Machine Vision: Max Planck Institute for Intelligent Systems: Laboratorul "MIT Computer Science and Articial Intelligence": Fundaţia "Neural Information Processing Systems": Pictures of the Future Toamna

74 Imagini ale viitorului Recunoașterea gesturilor Mulţumită unei tehnologii modificate din domeniul jocurilor pe console, chirurgii vor putea să manipuleze imaginile de care au nevoie doar prin simple mișcări ale mâinilor. Dedesubt: teste la Siemens Healthcare din Forchheim, Germania. Pe mâini bune Chirurgii vor apela în curând la gesturi cu mâinile pentru a trece de la o imagine la alta sau chiar pentru a modifica imagini digitale în timpul operaţiilor. Astfel ei vor putea să acceseze mai ușor și mai rapid fișierele de care au nevoie, fără a se contamina cu germeni. Acest lucru va fi posibil datorită ultimelor tehnologii din domeniul jocurilor video. Atunci când Dr. Thomas Friese de la Siemens Healthcare stă în faţa unui monitor în laboratorul său din Erlangen și execută niște mișcări rotative din mâini, scena ne aduce aminte de personajul interpretat de Tom Cruise în filmul Minority Report. Pe ecranul din faţa sa, un model 3D al cutiei toracice începe să se rotească. De îndată ce Friese se oprește din mișcare, și imaginea se oprește din rotaţie. Deși se află la 2 metri de monitor, el folosește funcţia de zoom mișcându-și cu grijă mâna dreaptă de la stânga la dreapta, în aer. Dr. Friese trece rapid printr-o serie de imagini, aproape la fel cum ar face pe smartphone-ul său cu o simplă mișcare de alunecare a mâinii. Acest mod de a folosi gesturi fără a fi nevoie de atingeri urmează să fie folosit de chirurgi în viitorul apropiat pentru a selecta anumite imagini radiologice, în sala de operaţii, sau pentru a schimba felul în care sunt afișate pe ecrane, fără a atinge monitoarele și fără a părăsi masa de operaţie. Unele dintre cele mai mari schimbări în tehnologia medicală din aceste zile se produc în practica chirurgicală, explică Michael Martens, cel ce se ocupă de dezvoltarea afacerilor în domeniul chirurgiei de la Siemens Healthcare Syngo. Martens se referă în particular la o dezvoltare substanţială a procedurilor chirurgicale mai puţin invazive, ce sunt caracterizate prin mici incizii și sunt suportate mult mai ușor de către pacient. În timp ce un chirurg care operează în mod convenţional ajunge să vadă organele sau oasele relevante pentru intervenţie abia după ce a efectuat incizia, abordarea minimal invazivă nu-i oferă posibilitatea de a vedea organele vizate, un dezavantaj pe care sistemele de imagistică medicală îl pot îndepărta. Pentru a se pregăti pentru o operaţie, chirurgii vor trece din nou în revistă rezultatele radiografiilor și se vor putea consulta și cu privire la alte imagini obţinute în examinări anterioare. 74 Pictures of the Future Toamna 2011

75 Chirurgii pot accesa aceste imagini în orice moment al unei operaţii. Un acces mai ușor la aceste informaţii îmbunătăţește procedurile chirurgicale obișnuite, precum și felul în care sunt ţinute sub control eventualele complicaţii. Prin urmare, numărul blocurilor operatoare care dispun de acest tip de display amplasat în apropierea chirurgului este în continuă creștere. Însă acest lucru creează o problemă: chirurgul trebuie să se abţină pe cât posibil să atingă orice alte obiecte sau dispozitive, în afară de pacient și de instrumentele de intervenţie, pentru a elimina riscurile de infecţie. Pentru a evita orice risc de infecţie, chirurgul ar trebui să-și schimbe întregul echipament după orice contact cu orice obiect nesterilizat, așa cum ar fi un ecran cu touchscreen, iar aceasta ar prelungi foarte mult timpul în care pacientul este ţinut pe masa de intervenţie, sub anestezie. Tehnologia Xbox în blocul operator. Manipularea fără atingere a ecranelor prin control vocal nu este o soluţie practică pentru majoritatea interacţiunilor complexe de care este nevoie în ceea ce privește accesarea imaginilor medicale. O astfel de abordare ar necesita ca un alt membru al echipei medicale să fie mereu pregătit să rostească comenzile vocale de care are nevoie chirugul. Această persoană va trebui să stea în blocul operator, astfel crescând riscul potenţial de infecţii cu germeni, la care se adaugă și o creștere a costurilor unei intervenţii. Mai mult decât atât, în acest scenariu chirurgul nu va putea manipula intuitiv imaginile de care are nevoie, ci doar printr-un intermediar. În prezent însă, experţii de la Siemens Healthcarre au găsit o soluţie în industria jocurilor video. Atunci când Microsoft a introdus sistemul de concepţie proprie Kinect, noi am recunoscut imediat potenţialul său pentru recunoașterea gesturilor în chirurgie, susţine Friese. Sistemul Kinect este folosit la noile console de jocuri Xbox 360 de la Microsoft, și poate recunoaște și interpreta mișcările jucătorilor. La baza sistemului Kinect se află tehnologia PrimeSensor de la PrimeSense, o companie din Tel-Aviv, Israel. În acest sistem, o sursă de lumină în spectrul infraroșu proiectează în cameră o grilă de puncte vizibile doar în spectrul infraroșu. Orice persoană sau obiect aflate în acest spaţiu distorsionează aranjarea punctelor în grilă. Apoi un senzor măsoară această distorsionare și un software compară imaginea distorsionată cu cea ideală din memoria sistemului și apoi calculează distanţa fiecărui punct faţă de sursa de lumină, identificând ceea ce se numește valoarea profunzimii. Sistemul Kinect include și o cameră video care înregistrează o imagine color a camerei. De asemenea, o valoare de profunzime este atribuită fiecărui punct relevant din imagine. Astfel, sistemul poate calcula un nor de puncte 3D ce reprezintă structura spaţială a camerei. Apoi sistemul apelează la modele probabilistice pentru a distinge persoane în mod individual, în acest nor de puncte. Punctele imobile nu reprezintă persoane și sunt ignorate de sistem. Software-ul de recunoaștere a mișcării cu care este dotată consola Xbox 360 este conceput să identifice mișcările rapide ale corpului jucătorilor - și nu mișcările lente și precise pe care le-ar folosi un chirurg pentru a manipula niște imagini în sala de operaţii. Ținând cont de acest lucru am reprogramat tehnica de măsurare și am mărit precizia sistemului, precizează Dr. Georg von Wichert, expert în domeniul metodelor de control al sistemelor inteligente de la Siemens Corporate Technology. Pentru a recunoaște gesturi, sistemul trebuie mai întâi să identifice mâna unui utilizator ca parte a unui nor de puncte. Sistemul selectează o zonă senzitivă între monitor și utilizator. Începem prin presupunerea că, dacă ceva va trece de norul de puncte până în această zonă senzitivă, trebuie să fie o extremitate, așa cum este un braţ, explică von Wichert. Apoi programul calculează unde este localizată mâna la capătul acelei extremităţi și spre ce porţiune a ecranului este îndreptată. Apoi, sistemul măsoară lăţimea mâinii. În timpul unui gest cum ar fi răsfirarea degetelor, obiectul care se mișcă este prins în mod virtual pe ecran. Apoi o simplă mișcare a mâinii este suficientă pentru a derula rapid un șir de imagini. Pentru a schimba mărimea imaginii pe ecran, chirurgul nu trebuie decât să-și depărteze mâinile una faţă de cealaltă. Friese și von Wichert au avut nevoie de doar patru luni pentru a finaliza primul prototip. Ei au primit sprijin din partea Microsoft, care a adaptat interfaţa sistemului Kinect la sistemul de operare Windows folosit de cei doi cercetători. Astfel, Friese și von Wichert au putut folosi datele din cadrul funcţiei de recunoaștere a persoanei inclusă în software, pentru calculele lor. O nouă tehnologie folosește lumina în infraroșu pentru a transforma mișcările mâinii unui chirurg în comenzi. Suntem foarte mulţumiţi de cât de predictibil și de fiabil operează sistemul rezultat, a declarat și Martens. Sistemul se concentrează asupra zonei în care recunoaște mișcările mâinii și ignoră mișcările care se desfășoară în afara acestui spaţiu. Astfel, sistemul nu poate fi influenţat de o asistentă care se mișcă în imediata apropiere a unui chirurg, oferindu-i instrumentele necesare. Conform planurilor, acest prototip va ajunge foarte curând din laborator în blocul operator. Chirurgi de la două spitale europene, unul din Spania și unul din Amsterdam, doresc să testeze acest sistem spre sfârșitul anului 2011 în condiţii semi-realiste deși nu încă pe pacienţi. Ca un pas următor, inginerii Siemens plănuiesc programarea unui sistem de control al gesturilor care îi va permite chirurgului să prindă și să mute în mod virtual un obiect de pe ecran, și apoi să-i dea drumul din nou. Prin acest sistem chirurgii vor putea manipula imagini 3D într-un mod mult mai intuitiv decât ar fi posibil prin intermediul unui mouse obișnuit. Sistemul complet urmează să se integreze cu alte sisteme din mediul spitalicesc, cum ar fi arhivele de imagini sau cele cu fișele pacienţilor. Spre exemplu, în timp ce realizează o operaţie, un chirurg ar putea controla rapid și care sunt caracteristicile biochimice ale sângelui pacientului. Acest sistem le oferă chirurgilor un acces rapid la un întreg univers de informaţii utile și prin aceasta poate influenţa pozitiv rezultatul intervenţiilor chirurgicale a mai susţinut Martens. Michael Lang Pictures of the Future Toamna

76 Din sumar: 79 Limitele dezvoltării Populaţia Pământului este în creștere - și la fel este și cererea de energie și produse de consum. Evoluţia preţurilor la materii prime, așa cum sunt petrolul sau metalele, demonstrează deja impactul caracterului finit al acestor resurse. Acum avem nevoie de soluţii eficiente care să pună în echilibru cererea, oferta și protecţia mediului 81 O creștere a eficienţei Fie că este vorba de clădiri, de produse sau de procesele de obţinere sau de construcţie a lor, criteriul eficienţei a devenit de o importanţă critică pe măsură ce schimbările climatice și raritatea resurselor devin din ce în ce mai evidente. Instrumentele concepute de Siemens pot ajuta. Paginile 81, 86, 90, Contabilizarea folosirii resurselor Amprenta ecologică trebuie să devină un indice al performanţei la fel de important precum produsul intern brut, susţine Dr. Mathis Wackernagel, președintele Global Footprint Network. 100 Pregătind alternative Siemens studiază materialele alternative și metode sofisticate de reciclare pentru a se adapta la provocările asociate rarităţii globale a resurselor. 104 Zahăr, petrol și minţi inventive Setea Braziliei pentru energie a inspirat imaginaţia inginerilor din această ţară, ale căror inovaţii tehnologice au crescut eficienţa și stabilitatea sistemului de aprovizionare cu energie Expertul în substitute Maurice Lavell a fost chemat de fabricantul de automobile Wheel-E să analizeze compoziţia de materiale a unui nou autovehicul electric scos pe piaţă de o companie rivală. Despre noul model se spune că oferă cel mai bun raport calitate/preţ din clasa sa mulţumită unei combinaţii optime între materiale reciclate și alternative la materii prime rare, cum ar fi litiu, ce au devenit extrem de scumpe. Folosirea eficientă a resurselor Scenariul 2035 Mai puţin înseamnă mai mult 2035 Raritatea resurselor este o problemă veche pentru economia globală. Pentru a răspunde acestei probleme, companiile folosesc tot mai multe materiale reciclate și materiale alternative. Altfel ar fi imposibil să oferi produse la preţuri accesibile. În urmărirea obiectivelor lor, companiile caută deseori consilierea analiștilor de substitute - ca Maurice Lavell, care nu se teme să lucreze la limita posibilului. 76 Pictures of the Future Toamna 2011

77 Pot să înţeleg de ce m-au chemat aici, în această parcare întunecoasă și părăsită de la fabrică, în mijlocul nopţii acum, când mă uit la automobilul din faţa mea în toată splendoarea lui. Se pare că am în faţa ochilor un punct de reper în evoluţia mașinilor electrice: o mașină de top pentru un preţ de top. Cel puţin așa o laudă producătorul. Într-un fel sau altul, voi afla în această seară dacă ceea ce se spune este adevărat. Numele meu este Maurice Lavell. Lucrez pentru compania Henry Poiret din New York o agenţie înfiinţată acum vreo 20 de ani cu misiunea de a optimiza bilanţurile ecologice. În prezent compania este liderul mondial în identificarea potenţialului de reciclare și de substituţie pentru materiale. Noi le oferim clienţilor un serviciu foarte special. Fie că este vorba de un produs mic, cum ar fi o periuţă de dinţi electrică, garnituri complete de tren sau - în acest caz - mașini electrice, noi analizăm prototipurile de produs până la ultimul șurub. Astfel putem, spre exemplu, să determinăm dacă și cum ar putea fi reduse costurile de fabricaţie. Un mod de a ajunge la acest obiectiv este să apelezi la cât mai multe materiale reciclate cu putinţă. Un altul este să folosești alternative care costă mult mai puţin decât materiile prime convenţionale. Indiferent de metodă, obiectivul este întotdeauna să ne asigurăm că nici calitatea produselor și nici performanţele nu vor avea de suferit. Afacerea noastră s-a transformat într-o mină de aur acum cinci ani, când raritatea resurselor a oferit lovitura de graţie pieţelor, iar preţurile pentru materii prime precum cupru, litiu sau Pictures of the Future Toamna

78 aluminiu au explodat. Însă chiar și aceste materii prime sunt ieftine comparativ cu cele cu adevărat rare. Așa că acum, cu cât folosești mai multe materiale reciclabile sau materiale alternative, cu atât devii mai competitiv. Producătorii din toate ramurile industriale și din toată lumea se așează acum la coadă pentru a face afaceri cu noi, și abia dacă mai putem face faţă solicitărilor. Unul dintre primele noastre contracte a venit de la o asociaţie industrială care ne solicita să dezvoltăm o procedură pentru producţia în masă de polihidroxibutirat, un material plastic produs cu ajutorul unei bacterii purpurii cunoscută drept Paracoccus denitrificans. Bacteria reușește să producă acest material plastic transformând surplusul de carbohidraţi în acizi grași, pe care apoi îi leagă în lungi lanţuri moleculare. Ne-am folosit computerele de mare putere pentru a modifica o parte dintre parametri într-un bioreactor virtual, până am putut să mărim suficient de mult stabilitatea acestui plastic. Rezultatul muncii noastre este un material care poate fi produs în orice cantitate dorită. În anumite aplicaţii, acest material poate chiar să înlocuiască metalele. Acest succes ne-a făcut celebri peste noapte. Plasticul poate fi folosit într-o gamă variată de aplicaţii. Spre exemplu, fiecare tramvai de nouă Cu cât vor fi folosite mai multe materiale reciclate sau alternative, cu atât competitivitatea va fi mai mare. generaţie din prezent are în structura sa un procentaj ridicat din acest polimer ecologic. Restul garniturii constă, în cea mai mare parte, din materiale complet reciclabile mulţumită sofisticatelor metode de reciclare ce au fost dezvoltate și patentate de echipa mea, pentru un mare număr de substanţe. Dar să revenim la exemplul cu tramvaiul. Am utilizat o metodă specială de evaluare, ce ne-a permis să reducem costurile de operare a tramvaielor în aproape toate orașele importante din Europa, prin echiparea garniturilor cu niște baterii extrem de eficiente, structurate în sandviș. Rezultatul este că acum tramvaiele pot parcurge distanţe mari fără a avea nevoie de o linie de tensiune deasupra lor. Aceste garnituri pot opera autonom până revin seara la depou, pentru a-și reîncărca bateriile. Evident că reîncărcarea se face cu energie din surse regenerabile - și astfel, fără a produce emisii de CO 2 - și este foarte ieftină pe timp de noapte. Nu mai trebuie să amintesc că a trebuit să căutăm materiale alternative pentru baterii. Deloc surprinzător, cererea de litiu a crescut foarte mult - și a devenit astfel foarte scump după ce vehiculele electrice au început să fie dominante pe străzi. În urmă cu câteva luni noi chiar am primit o solicitare în acest sens din partea Naţiunilor Unite, care ne cereau să căutăm un substitut pentru litiu. Din fericire, tocmai ne-am activat noul calculator cuantic cu câteva săptămâni mai devreme, altfel ar fi fost extrem de dificil de a răspunde acestei solicitări. În interval de timp de doar câteva zile, programul sofisticat al calculatorului a construit virtual și a simulat funcţionarea a sute de mii de electrozi conţinând diferite combinaţii de metale, până a identificat un amestec cu proprietăţi apropiate de cele ale litiului. Bănuiesc că acest material alternativ și-a găsit drumul în bateriile care alimentează această mașină de lux din faţa mea. Ceea ce mă aduce înapoi, la sarcina mea de azi. Trebuie să verific mașina E-Ston Boiteaux, care, conform cu producătorului său E-Captions oferă cel mai bun raport calitate/preţ de pe piaţă. Până acum mașina cu cel mai bun raport calitate/preţ aparţinea producătorului Wheel-E, care este principalul competitor al companiei E-captions pe acest segment. De aceea, nu este deloc surprinzător faptul că Wheel-E mi-a solicitat să mă uit la noua mașină și să demonstrez că E-Captions a făcut o afirmaţie falsă. Pentru aceasta folosesc o tehnologie creată special, instrumentul pliabil e-paper, care îmi permite să analizez compoziţia materială a vehiculului. Wheel-E a transferat datele 3D ale mașinii electrice pe hârtia electronică, pentru mine. Compania a reușit să facă acest lucru datorită unei legi care stipulează că firmele competitoare pot solicita astfel de informaţii dacă există suspiciuni rezonabile că cineva poate încălca regulile unei competiţii corecte. Senzorii optici și software-ul inteligent compară câmpul și unghiul meu vizual cu datele virtuale. Acest lucru permite apariţia pe display a unei secţiuni a zonei exacte, în dreptul căreia am pus e-paper-ul. Informaţiile despre materialele folosite în construcţia vehiculului sunt apoi comparate în timp real cu o bază de date de la sediul nostru și analizate. Cumva, am sentimentul că nu va trece mult timp până voi ajunge la rezultat. La o primă vedere se pare că E-Captions a făcut o treabă bună. Spre exemplu, a folosit concentraţia exactă de fier pentru a reduce conţinutul de cobalt al bateriei. Magnetul sincronic al motorului electric conţine o combinaţie perfectă de neodimiu, fier și bor, care reduce semnificativ costurile dar poate încă asigura suficient de multă energie pentru ca randamentul motorului să nu scadă. De asemenea, se pare că toate materialele irelevante din punct de vedere statistic au fost înlocuite cu polimeri ecologici, iar restul materialelor provine din reciclări. Fie vorba între noi: compania Wheel-E are în faţă vremuri grele. După părerea mea, bolidul electric al companiei rivale este cu mult peste timpurile noastre. Singurul lucru unde s-ar mai putea aduce îmbunătăţiri este cockpit-ul. Mai exact, cred că eu sunt singurul care ar trebui să aibă voie să pătrundă în interior. Sebastian Webel În 1972 Clubul de la Roma, un think-tank ce a fost înfiinţat în 1968 și este încă foarte activ în lumea politicii internaţionale, a publicat un raport ce a avut o mare influenţă, Limitele creșterii, în cadrul căruia celebri gânditori și economiști, precum Dr. Dennis L. Meadows, au prefigurat viitorul economiei. Concluzia lor era că, în cazul în care populaţia lumii va continua să crească la aceași rată, la care se adaugă industrializarea, poluarea mediului, producţia de alimente și exploatarea resurselor naturale, atunci limitele absolute ale creșterii pe Pământ vor fi atinse în următorii 100 de ani. Imediat, autorii acestei predicţii au fost îngropaţi de avalanșe de critici venite din toate părţile. Un alt celebru economist, Dr. Thomas Sowell, spre exemplu, a catalogat acest raport drept probabil cea mai sărbătorită prognoză falsă din istoria recentă. Şi totuși, în prezent, la 40 de ani de la apariţie, această predicţie este mai relevantă decât oricând. Pentru început, dovezile privind schimbarea climatică ne demonstrează, că politica energetică a prezentului este orice dar numai sustenabilă nu. Pe măsură ce populaţia globului crește, la fel, crește și apetitul său pentru resurse cum ar fi petrolul sau metalele, și astfel crește preţul 78 Pictures of the Future Toamna 2011

79 Nu doar resursele de apă dulce sunt în declin, la fel se întâmplă și cu rezervele de petrol și de metale (stânga), iar nevoile energetice ale unei populaţii în creștere duc și la o mărire a preţurilor diferitelor bunuri. Folosirea eficientă a resurselor Tendinţe Limitele creșterii Pe măsură ce populaţia globului crește, la fel crește și apetitul său pentru resurse cum ar fi petrolul sau metalele și astfel crește preţul la aceste materii prime. Pentru a rebalansa cererea și oferta cu necesitatea protejării mediului, Siemens dezvoltă soluţii ce necesită mai puţine materii prime pentru a susţine creșterea economică. la aceste materii prime. Pentru a rebalansa cererea și oferta cu necesitatea protejării mediului, Siemens dezvoltă soluţii ce necesită mai puţine materii prime pentru a susţine creșterea economică. Lumea afacerilor și a politicii au acceptat acum această provocare după cum este deja evident, spre exemplu, în ceea ce privește explozia din prezent din domeniul energiei regenerabile, în special folosirea energiei eoliene pentru obţinerea energiei electrice. Aici prioritatea trebuie să fie creșterea randamentului prin mijloacele ingineriei inteligente, și prin automatizarea producţiei de parcuri eoliene, care ar deveni astfel mult mai eficiente din punct de vedere al costurilor (vezi p. 91). În același timp, inginerii lucrează la îmbunătăţirea eficienţei centralelor energetice care funcţionează pe baza combustibililor fosili, pentru a reduce astfel consumul acestor resurse. Recordul mondial de eficienţă în acest domeniu este deţinut în prezent de o centrală cu ciclu combinat din Irsching, Bavaria, prima centrală din lume care transformă 60,75% din energia rezultată din arderea gazelor în energie electrică (vezi p. 96). Mulţumită intrumentelor speciale de dezvol- tare și metodelor analitice, ce combină compatibilitatea maximă posibilă cu mediul și performanţa economică ridicată, este acum posibil să construim centre industriale mari și complexe în așa fel încât să consume din ce în ce mai puţină energie electrică. Rezultatele sunt vizibile în scăderea nivelelor de emisii nocive (vezi p. 81, 86). Un alt exemplu al acestor eforturi poate fi observat în industria construcţiilor, unde izolaţiile termice mai bune și folosirea pompelor de căldură pot reduce foarte mult cantitatea de energie necesară pentru încălzire (vezi p. 92). Obiectivul acestor eforturi nu este doar scăderea emisiilor de CO 2, ci și reducerea consumului de materii prime. Inevitabila penurie de resurse naturale și creșterea preţurilor ce-i este asociată, fie că este vorba de petrol, de gaze, cărbune sau metale, este una dintre predicţiile formulate de Clubul de la Roma care în prezent ameninţă să devină realitate. În 2010 Uniunea Europeană a catalogat drept critică problema accesului la 14 minerale și metale, printre care antimoniu, beriliu și cobalt, resurse cruciale pentru fabricarea unei game largi de produse, de la cele high-tech până la cele de consum zilnic. De trei ori cererea din prezent până în 2050? Raritatea resurselor va strangula oare creșterea economică? În prezent creșterea pare de neoprit. Programul de Mediu al ONU (UNEP) avertizează că până în 2050 consumul anual de minerale, minereuri, combustibili fosili și biomasă va ajunge la 140 de miliarde de tone, adică aproape de trei ori mai mult decât în prezent (vezi p. 82). În spatele acestei creșteri se află creșterea prognozată cu 2,3 miliarde a populaţiei planetei și clasa de mijloc din ce în ce mai numeroasă, în multe dintre ţările cu economii emergente. Această dezvoltare va genera o uriașă cerere pentru computere, mașini, haine, hrană și energie. Mai mult decât atât, așa cum susţine într-un interviu Dr. Mathis Wackernagel, președintele organizaţiei Global Footprint Network, un think-tank internaţional cu sediul la Oakland, California, rasa umană trăiește deja dincolo de capacităţile planetei de a o susţine. Deși progresul tehnologic a mărit biocapacitatea, această expansiune a fost cu mult mai lentă decât creșterea cererii de resurse, susţine el. Noi estimăm că în prezent epuizăm resursele naturale cu 50% mai rapid decât se pot ele regenera, mai adaugă el. Pictures of the Future Toamna

80 Întrebarea care se pune este dacă această creștere masivă în noi produse și servicii va avea ca rezultat un colaps ecologic sau poate fi îndreptată spre un viitor sustenabil, comentează și Ralf Fücks, președintele Fundaţiei Heinrich Böll, într-un articol publicat recent în săptămânalul german Die Zeit. Pentru companii așa cum este Siemens, penuria de materii prime este atât o încercare, cât și o provocare. Astfel, în ultimă instanţă problema se pune dacă creșterea economică poate fi smulsă de sub dependenţa de resurse epuizabile, oferindu-i șansa de a evolua într-o manieră cât mai sustenabilă cu putinţă. Pentru a ajunge la acest lucru, conform lui Fücks, va fi nevoie, pe de-o parte, de definirea politică a unor balustrade ecologice bazate pe exploatarea maximă tolerată a diferitelor ecosisteme, iar de cealaltă parte, de un sector corporatist care (vezi p. 100). Acest lucru include dezvoltarea unor metode cu totul noi de reciclare pentru recuperarea unor materii prime rare, cum ar fi tungstenul. În plus, experţii în rentabilitate încearcă mereu să identifice potenţialul îmbunătăţirii tehnologiilor existente. Aici sunt cuprinse, spre exemplu, ideile privind folosirea magneţilor de mare performanţă în turbinele eoliene, privind producerea de mașini electrice fără a folosi resurse rare, sau pentru înlocuirea cuprului scump cu aluminiu mai ieftin și pentru înlocuirea materiilor prime convenţionale cu biopolimeri regenerabili, fără a pierde din calitate și performanţe. În timp ce oamenii de știinţă din cadrul CT și-au fixat obiectivul de a proteja pe cât posibil compania Siemens de viitoarele penurii de materii prime, datoria personalului care coordonează relaţia cu lanţul de furnizori al companiei este de a evita creșterile de preţuri și blocajele, în ajutăm furnizorii să-și crească randamentul și eficienţa cu care operează, îi ajutăm implicit și să-și reducă costurile de producţie și prin aceasta se reduc și costurile la care Siemens face achiziţii, explică Kux. Siemens deja folosește propriul său program, Energy Efficiency Program for Suppliers (EEP4S), pentru a identifica și a exploata orice potenţial de economisire a energiei (vezi p.99). În prezent însă, compania vizează raţionalizarea producţiei de-a lungul întregului lanţ valoric cu ajutorul unui program denumit SPS@Suppliers (vezi p. 98). În fiecare an Sustainability Office oferă premiile pentru sustenabilitate celor mai eficienţi furnizori. Acest premiu are și efectul de a-i motiva pe aceștia să opteze pentru cele două programe ale Siemens. Natura acestor programe ar trebui să ofere suficientă motivaţie pentru a participa, mai susţine Kux. Pentru analiza finală, dacă furnizorii pot economisi energie, pot reduce timpul de transfer și pot îmbunătăţi simultan calitatea, productivitatea și sustenabilitatea, ei ajung să Turbine de mare performanţă cu gaze naturale (stânga) folosesc gazul mai eficient decât orice altă formă de generatoare de energie. Trenurile reciclabile ajută la conservarea resurselor. să dezvolte soluţiile tehnologice și procesele compatibile cu mediul de care este nevoie pentru a minimiza dependenţa de materiile prime, din ce în ce mai rare și mai scumpe. Siemens, spre exemplu, face acest lucru de mai mulţi ani, în special în ceea ce privește produsele și sistemele din cadrul Siemens Environmental Portfolio. Această strategie se extinde de la domeniul energiei regenerabile până la reţele energetice inteligente, sisteme de căi ferate care economisesc energie, facilităţi industriale și aplicaţii casnice, iar toate îi ajută pe clienţi să opereze într-un mod sustenabil. În același timp, compania ţine cu scrupulozitate la ideea minimizării consumului de resurse necesare pentru realizarea propriilor produse și afaceri. Să luăm spre exemplu, activităţile cercetătorilor în domeniul materialelor și proceselor de fabricaţie la Siemens Corporate Technology (CT). Unul dintre membrii grupului este Dr. Thomas Scheiter, care conduce domeniul de Material Substitution and Recycling. De îndată ce disponibilitatea de materii prime devine critică, este datoria noastră să dezvoltăm alternative tehnologice, susţine Scheiter relaţia cu cei aproximativ de furnizori ai Siemens din întreaga lume. Monitorizarea pieţei este un instrument crucial aici, susţine Barbara Kux, membru al Managing Board of Siemens AG și Chief Sustainability Officer. Kux este de asemenea responsabilă pentru managementul lanţului de furnizori ai Siemens. Avem un departament care produce analize de piaţă și prognoze, și astfel suntem mereu în contact cu ultimele evoluţii ale pieţei. Acest lucru ne permite să plănuim bine, să descoperim și să ne asigurăm furnizorii, dar și să hotărâm volumele de producţie cu mult înainte de orice creștere de preţuri, susţine ea. Pentru a evita blocajele, Siemens construiește și consorţii alături de alte companii, pentru a putea negocia preţul materiilor prime de pe o poziţie de putere. Am încheiat recent negocierile cu companiile miniere din Australia care ne vor asigura accesul la minereuri și metale rare, susţine Kux. Aducerea furnizorilor la bord. Alte măsuri menite să mărească sustenabilitatea afacerilor includ ajutarea furnizorilor, spre a-și îmbunătăţi eficienţa. Prin faptul că ne străduim să ne polueze mai puţin, iar costurile de producţie scad de asemenea, făcându-i să fie mai competitivi. De fapt, pentru companiile de felul lui Siemens, penuria de materii prime este atât o încercare cât și o provocare, conchide Kux. Şi aceasta pentru că penuria îţi oferă o motivaţie excelentă în a găsi noi soluţii care nu numai că vor reduce impactul blocajelor dinspre furnizori și al creșterilor de preţuri pentru companie, dar vor avea efecte benefice și asupra mediului, eficientizând tranzacţiile comerciale și micșorând semnificativ consumul de resurse naturale. Iar într-o lume care își atinge încet, încet, limitele creșterii, astfel de soluţii se traduc într-un avantaj de competitivitate ce nu trebuie subestimat. În cele din urmă, pentru a elimina complet limitele creșterii, va fi necesară înfiinţarea unei sofisticate economii care să se bazeze pe reciclare. Trenurile care sunt reciclabile în proporţie de 95% - așa cum sunt cele construite de Siemens la Viena (vezi p. 88) reprezintă un spectaculos exemplu despre cum o astfel de economie ar putea deveni într-o zi realitate. Sebastian Webel 80 Pictures of the Future Toamna 2011

81 Excavatorul electric Beneficiul pentru mediu Motorul electric cu 22% mai compatibil cu mediul, cu 22,2% mai ieftin Punct de referinţă Beneficiile pentru client Punctul portocaliu indică excavatorul echipat cu motor electric, ce este caracterizat de o utilitate sporită și oferă mai multe rezultate compatibile cu mediul decât modelele de excavatoare diesel. Folosirea eficientă a resurselor Analize de mediu Când este verdele cu adevărat verde? În faţa schimbărilor climatice și a rarităţii resurselor este nevoie din ce în ce mai mult de soluţii verzi. Însă ce înseamnă de fapt verde și când ajung strategiile verzi să fie rentabile din punct de vedere economic? Siemens a creat o procedură de testare pentru a răspunde acestor întrebări: Eco-Care Analysis. Practic orice companie oferă propriile soluţii verzi. Când însă această etichetă chiar înseamnă ceva? Majoritatea companiilor răspund la această întrebare prin apelul la metode analitice de reprezentare, cum ar fi amprenta de carbon sau evaluările de perfor manţă de mediu, ce ţin cont de impactul unui produs asupra mediului în contextul întregului său ciclu de viaţă de la achiziţia de materii prime până la proiectare, fabricare, utilizare și aruncare. Evaluările performanţei de mediu sunt de asemenea o parte importantă a managementului ciclului vital al produsului (PLM) în cadrul Siemens Industry Solutions. Sistemele PLM păstrează și folosesc toate datele despre un produs, de la etapa sa de concepţie, până când este aruncat la gunoi. Însă acest lucru nu era suficient pentru Prof. Dieter Wegener, Chief Technology Officer la Siemens Industry Solutions. O soluţie cu adevărat verde trebuie să fie profitabilă atât pentru mediu, cât și din punct de vedere economic. Aceste două calităţi nu se exclud reciproc, susţine el. Pentru a-și argumenta ideea, Wegener a trebuit să se gândească la o procedură știinţifică standardizabilă care să combine evaluări ecologice, dar și de performanţă, cu capitalul și analiza costurilor de operare. El a găsit un partener competent pentru un astfel de proiect la Denmark Technical University (DTU) din Copenhaga. Expertiza lor în domeniul evaluărilor de mediu este impresionantă. Am reușit să dăm drumul acestui proiect chiar în ziua în care am vizitat universitatea, a spus Wegener. O analiză de profunzime. Acest parteneriat s-a materializat sub forma unei metode sofisticate denumite Eco-Care Analysis. Rolul nostru a fost să încorporăm conceptul de compatibilitate cu mediul în această analiză, explică Dr. Stig Irving Olsen de la DTU. Spre exemplu, a trebuit să determinăm cum vor fi afectate emisiile unui complex industrial de folosirea diferitelor materiale sau de instalarea unui sistem de control electronic, a adăugat el. Siemens s-a ocupat de problemele de productivitate factori precum felul în care schimbările procesului industrial pot afecta costurile de materiale, energetice sau cheltuielile de personal. Aceste calcule complexe au dus la crearea unei matrice Eco-Care Matrix un instrument de sprijin al deciziei care oferă rezultate grafice și pune la un loc consideraţii privind impactul asupra mediului cu factorii economici. O analiză bazată pe acest instrument este foarte ușor de înţeles. Centrul matricei - instrument conţine mereu un punct de referinţă comparativ, ce este derivat din tehnologiile tradiţionale. Axa y arată nivelul de compatibilitate cu mediul al noii soluţii, relativ la punctul de referinţă. Această valoare combinată include (dar nu este limitată de nivelul de CO 2 ) dioxid de sulf, oxizi de azot și emisii de praf și pulberi în suspensie, precum și aportul de apă, energie și resurse naturale folosite. Axa x prezintă beneficiile clientului exprimate în schimbarea costurilor sistemului. Dacă un nou produs sau soluţie se plasează deasupra și la dreapta punctului de referinţă, beneficiile clientului sunt mai mari, iar impactul de mediu mai mic. Subiectul este deci în mod obiectiv verde conform definiţiei lui Wegener. Folosim metoda Eco-Care Analysis la Industry Solutions încă din 2009, iar în prezent folosirea ei este obligatorie pentru toate soluţiile verzi oferite de Divizie, mai precizează el. Una dintre primele aplicaţii ale instrumentului Eco-Care Matrix a fost analizarea procesului Pictures of the Future Toamna

82 Poziţia Corex Beneficii pentru mediu -0.5 Punct de referinţă Soluţia Corex compatibilă cu mediul (UE): compatibilitate cu mediul mai mare cu 28%, costuri mai mici cu 5% Beneficii client Procesul Corex reduce costurile cu 5% în timp ce crește compatibilitatea cu mediul cu 28%. Simetal Corex (Process), o procedură inovativă dezvoltată de Siemens VAI Metals Technologies pentru fabricarea de fontă. Acest proces produce fontă direct din cărbune și minereu de fier, eliminând astfel folosirea staţiilor de cocsificare și sinterizare, care convertesc cărbunele și minereul în cocs prin sinterizare în furnale convenţionale. Cu alte cuvinte, acest proces elimină două stadii industriale care consumă o cantitate mare de energie și produc emisii poluante. Instrumentul Eco-Care Matrix a demonstrat că această tehnică ar îmbunătăţi gradul de compatibilitate cu mediul cu 30% și ar reduce costurile cu cel puţin 5%. Această prognoză s-a dovedit corectă, motiv pentru care Shanghai Baosteel Group, cel de-al doilea producător (ca mărime) de fier și oţel din China, și-a deschis cea de-a doua instalaţie industrială bazată pe Corex în martie Ambele sale unităţi Corex fac parte dintr-un laminor din Luojing, în apropiere de Shanghai - și numai datorită procesului Corex, gigantul producător de oţel poate respecta strictele limitări privind emisiile poluante valabile la Shanghai. Acest proces reduce emisiile de CO 2 cu aproape o treime, comparativ cu furnalele convenţionale. Emisiile de oxizi de azot și de praf și pulberi fine sunt cu 90% mai reduse, iar cele de dioxid de sulf sunt reduse cu 97% - în timp ce costurile de producţie au scăzut de asemenea cu aproape 10%. Instrumentul Eco-Care Matrix s-a dovedit foarte benefic și pentru sectorul minier, unde camioanele folosite în carierele de suprafaţă consumă uriașe cantităţi de motorină, iar excavatoarele funcţionează cu energie electrică de la centralele din apropiere. Gazele de eșapament de la motoare și emisiile de la centralele energetice afectează mediul, în timp ce motorina și energia electrică reprezintă de asemenea factori majori de cost. Cu alte cuvinte, astfel de locuri ar fi ideale pentru sistemul Eco-Care Analysis, în special având în vedere faptul că Siemens propune conceptul Simine, care oferă soluţii pentru camioane și excavatoare. Simine TR, spre exemplu, este un concept de sistem de propulsie pentru basculantele de mare tonaj vehicule gigantice ce ajung să cântărească peste 300 de tone. Un sistem electronic de control al propulsiei, (tehnologie IGBT) asigură funcţionarea optimă a motorului hibrid diesel-electric (AC), ce reduce foarte mult pierderile. Analizele au demonstrat că acest sistem are o compatibilitate cu mediul de 11,6% mai mare decât sistemele convenţionale cu motor diesel, folosite ca referinţă. Costurile de operare sunt cu 7% mai mici. De fapt, noul sistem electronic de propulsie a redus consumul de motorină de la 400 la 350 de litri pe oră. Evaluarea Eco-Care Matrix pentru Simine DRAG a fost chiar și mai bună. Simine DRAG este un concept pentru motoare electrice AC fără cutie de viteză pentru excavatoarele cu dragare vehicule folosite pentru extragerea materiei prime din încărcături de pământ și roci. Ratingul de înaltă eficienţă al acestei soluţii Siemens o face să fie cu 22% mai compatibilă cu mediul înconjurător decât motorul electric DC, folosit ca referinţă, reducând în același timp și consumul de energie electrică cu 22%. Eco-Care pentru fiecare. Multe alte produse au fost identificate drept verzi de către Eco-Care Matrix. Printre exemple se numără sistemele de propulsie eficiente diesel-electrice pentru vase de pasageri și de transport de marfă, precum și comenzi optimizate energetic pentru filtrele electrice folosite pentru tratarea emisiilor de gaze de la centre industriale și centrale energetice. Matricea s-a dovedit a fi un instrument important pentru Industry Solutions unul care le permite clienţilor să vadă nu doar cât de compatibilă cu mediul este o anumită soluţie, ci și avantajele economice pe care le oferă. Wegener dorește acum să introducă instrumentul. Eco-Care Matrix peste tot la Siemens. Principala calitate a sistemului Eco-Care este în mod clar versatilitatea sa. Fie că este vorba despre becuri, mașini sau oţelării, matricea poate fi folosită pentru orice. Poate chiar analiza o cale logistică din punctul A în punctul B; pur și simplu nu există limite, mai susţine el. Şi în plus, este și gratuit. Am fi putut să înregistrăm un patent pentru Eco- Care, dar în cele din urmă nu am fost de acord cu asta. Oricine dorește acest instrument poate să-l aibă. De fapt, multe părţi interesate din afara companiei mă întreabă despre Eco-Care, iar eu le explic conceptul care stă la baza sa și-i ajut să-l implementeze la rândul lor, a adăugat Wegener. Nils Ehrenberg Folosirea eficientă a resurselor Eliberarea Conform estimărilor ONU, populaţia globului va crește cu 2,3 miliarde de locuitori, ajungând la 9,3 miliarde de oameni până în anul 2050 iar cea mai mare parte a acestei creșteri demografice se va produce în ţările în curs de dezvoltare cu economii emergente. Cum poate fi suportată o astfel de creștere a populaţiei fără să epuizăm rapid resursele limitate ale planetei? Experienţa ne spune că o creștere a populaţiei și a densităţii de locuitori a fost mereu însoţită de o creștere a consumului de resurse și energie. Totuși, pornind de la conceptul de amprentă ecologică, omenirea consumă deja cu 20% mai multe resurse decât îi poate oferi planeta (vezi p.84). În acest context programul de mediu al ONU (United Nations Environmental Program - UNEP) a lansat un avertisment în raportul său din 2010 în care preciza că, în condiţiile în care creșterea economică continuă să determine consumul de resurse la nivelul din prezent, oamenii vor consuma în jurul anului 2050 nu mai puţin de 140 de miliarde de tone de materii prime pe an minerale și minereuri, combustibili fosili și biomasă adică de aproape trei ori mai mult decât consumul din prezent. Din acest motiv, principala provocare pentru omenire în prezent este eliberarea creșterii economice de sub imperativul consumului de materii prime și reducerea consumului de resurse în general. Eco-suficienţă este termenul folosit pentru a descrie un stil de viaţă și un sistem economic care va pune capăt folosirii excesive a bunurilor, materiilor prime și energiei. Acest concept a fost creat de Dr. Wolfgang Sachs, șeful Biroului din Berlin al Institutului Wuppertal pentru Climă, Mediu și Energie, din Germania. Realizarea acestei tranziţii necesare nu va fi ușoară. Cererea pentru petrol rămâne de neoprit, spre exemplu, și, potrivit Agenţiei Internaţionale pentru Energie, doar în ceea ce privește China consumul de petrol va crește cu 70% în perioada , ajungând să reprezinte nu mai puţin de 42% din consumul global de petrol. În ceea ce privește oţelul situaţia este similară. O analiză recentă realizată de Pricewaterhouse-Coopers (PwC) a ajuns la concluzia că în cazul economiilor emergente creșterea urbanizării și a industrializării va duce la creșteri anuale ale producţiei de oţel cu aproape 1 miliard de tone, până la valoarea de 2,3 miliarde de tone pe an, ce va fi atinsă în perioada de până în 2020, după care va începe să se stabilizeze. Apa potabilă este acum o resursă rară: doar în cazul Chinei, consumul se va dubla până în 2030, conform unui studiu realizat de Asociaţia producătorilor de electrice și electronice din Germania (ZVEI). Mai mult decât atât, rezervele de apă freatică din nordul Chinei vor fi epuizate în aproximativ 30 de ani. Deși consumul global al resurselor va continua să crească, au apărut deja și primele indicii ale unei desprinderi relative a creșterii economice și a produsului intern brut (PIB) de consumul de resurse. Acest lucru poate demonstra că economia poate crește mai rapid decât impactul său asupra mediului, cum este aceste definit de Comisia Europeană. Dacă, pe de altă parte, impactul 82 Pictures of the Future Toamna 2011

83 Fapte și previziuni creșterii economice de consumul de materii prime OECD, bazat pe SERI (2006), MOSUS MFA database, Sustainable Europe Research Institute, Vienna asupra mediului va izbuti să rămână constant, sau chiar să scadă pe măsură ce economia crește, rezultatul ar fi o așa-numită decuplare absolută. OECD a determinat că statele membre G8 au început acest tip de decuplare, la un nivel limitat, încă din Canada, Germania, Japonia și Italia au reușit să-și decupleze cifra consumului absolut de resurse de creșterea PIB-ului. Decuplarea relativă este în primul rând rezultatul unei productivităţi crescute a resurselor i.e. PIB-ul în relaţie cu consumul domestic de materiale ((DMC). Acest raport măsoară cantitatea de materii prime folosită direct în activitatea economică. Spre exemplu, Comisia Europeană raportează că productivitatea resurselor pentru blocul de 27 de state a crescut de la 1,21 euro la 1,31 euro pe kilogram (de materii prime) între anii 2000 și Cu alte cuvinte, mai puţine materii prime, precum combustibilii fosili, minereurile sau biomasa, au fost necesare pentru a genera 1 euro din PIB în Dezvoltarea productivităţii resurselor în SUA a fost similară, crescând de la 1,19 euro pe kilogram în 2000 la 1,32 euro pe kilogram în Însă productivitatea resurselor în Asia oscilează foarte mult, conform Sustainable Europe Research Institute (SERI). Dacă Singapore a generat 0,87 euro randament Cererea pentru categoriile mari de materii prime prin grupuri economice majore între 1980 și Miliarde de tone % modificare, Minereu de fier + 200% Combustibili fosili + 81% Biomasa + 68% Minereuri neferoase + 114% RoW OECD BRIICS = Brazil, Rusia, India, Indonesia, China, şi Africa de Sud OECD = Cele 34 ţări OECD, RoW = Celelalte ţari ale lumii Statele BRIICS consumă cel mai mult minereu metalic și vor consuma și cel mai mult petrol, gaz și cărbune în % BRIICS RoW OECD BRIICS 35 RoW OECD 38 BRIICS RoW 19 OECD BRIICS RoW OECD 39% BRIICS RoW OECD 40 BRIICS RoW OECD RoW 20 BRIICS BRIICS OECD economic pe kilogram consumat de materii prime în 2005, iar Coreea de Sud a produs 0,65 euro, China, India, Malaezia și Indonezia înregistrează o eficienţă mult mai redusă de consum al resurselor (mai puţin de 0,29 euro pe kilogram). Conform acestei metode de măsurare, UE consumă resurse de 4,5 ori mai eficient decât China. Un motiv pentru această situaţie este că pieţele emergente au construit industrii și infrastructură cu costuri foarte ridicate de materii prime și de energie, în timp ce ţările industrializate au promovat industrii care consumă mai puţine resurse, precum sectorul de servicii sau industria electronicelor. UE a anunţat că intenţia sa este de a decupla folosirea resurselor de creșterea economică până în 2020, printr-o iniţiativă din cadrul strategiei sale Europe Obiectivul în acest caz este obţinerea de creștere compatibilă cu mediul, spre exemplu, introducerea de stimulente pentru promovarea unor moduri mai eficiente de folosire a resurselor; crearea de noi pieţe prin stimularea cererii pentru tehnologii, produse și servicii verzi; și impozitarea consumului de resurse și a poluării mediului. La nivel general nu există o formulă sigură atunci când se pune problema implementării unor strategii pentru o creștere economică care să afecteze mai puţin mediul. Principala prioritate este cu siguranţă formularea de politici globale care să permită o astfel de creștere. China, spre exemplu, și-a anunţat cel de-al 12-lea plan cincinal ( ) care va accelera investiţiile în tehnologii mai eficiente și în gestionarea deșeurilor. Guvernul chinez plănuiește să reducă consumul de energie și emisiile de CO2 cu 16% și respectiv 17% pe unitate de PIB. Printre altele, acest deziderat poate fi atins prin creșterea consumului de energie din resurse regenerabile, ce ar trebui să reprezinte 11% din totalul producţiei de energie până în 2015 și respectiv 15% până în Sylvia Trage Sursă: Pedro Díaz Muñoz Eurostat (2011), Măsurând eficienţa resurselor Nivelurile relative ale productivităţii resurselor Rata medie anuală de creştere CIM (%) Fără decuplare CIM: Consumul Intern de Materiale PIB: Produsul Intern Brut România ca exemplu: CIM a crescut cu 10%, PIB-ul cu 6% 8 LT MT Lituania PIB-ul a crescut cu (%, CIM-ul cu 5% 6 (creştere CIM mai mică decât cea PIB) SI IE LV BG 4 ES CY SK FI Decuplare parţială 2 PT DK AT SE GR PL EU-27 CZ FR 0 BE NL UK HU Luxemburg: CIM a scăzut cu 2% pe an DE -2 IT LU Decuplare completaă -4 PIB (%) RO EE Comparaţie între bunăstare și consumul de resurse Consumul de resurse în tone pe cap de locuitor, pe an 100 Africa Asia / Pacific Europa America Latină şi Caraibe America de Nord Asia de Vest Chile Australia Qatar Noua Zeelandă Canada R Kuwait 2 = 0.60 Uruguay U.S. Paraguay Arabia Spania Danemarca Africa de Sud Germania Saudită 10 Japonia Belarus Mexic Somalia Ukraina China Panama Malta Marea Britanie Ghana Egipt Puerto Rico Mali Maroc Ethiopia India Myanmar Georgia Haiti Congo Venitul pe cap de locuitor (în Afghanistan Yemen Guinea Ecuatorială dolari americani, în 2000) ,000 10, ,000 Sursă: Raport UNEP (2011), Decuplarea consumului de resurse naturale de creșterea economică. Multe ţări din UE afișează decuplări relative ale consumului de resurse de PIB Mai prosper înseamnă de multe ori un consum mai ridicat Pictures of the Future Toamna

84 Folosirea eficientă a resurselor Interviu De ce ne distrugem bunăstarea Dr. Mathis Wackernagel, 48 de ani, este membru fondator și președinte al think-tank-ului Global Footprint Network, cu baza în Oakland, California, și cu birouri la Geneva și la Bruxelles. În timp ce-și scria dizertaţia, i-a venit ideea amprentei ecologice alături de îndrumătorul lucrării sale, profesorul William E. Rees. Wackernagel a primit titlul de doctor onorific al Universităţii din Bern în 2007 și susţine cursuri la Universitatea Cornell din Ithaca, New York, din Este laureat al premiului Skoll for Social Entrepreneurship (2007) și al premiul Zayed International pentru Mediu (2011). Urban Ce este o amprentă ecologică? Wackernagel: Amprenta ecologică este un instrument de evaluare a solicitărilor la care supunem natura. Ea măsoară cantitatea de pământ și apă de care are nevoie o persoană, un oraș, o ţară sau toată umanitatea pentru a-și asigura consumul. Noi comparăm valoarea amprentei cu biocapacitatea existentă cu alte cuvinte, ţinând cont de conceptul global sau regional de fermă ce constă în teren agricol, zonă de pescuit, pășune și pădure. Rezultatele indică faptul că trăim pe picior mare, dincolo de mijloacele de care dispunem, începând cam cu anul Deși progresul tehnologic a crescut biocapacitatea, această creștere este mult mai lentă decât cea a nevoii de resurse. Noi estimăm că în prezent epuizăm resursele naturale cu 50% mai rapid decât se pot ele regenera. În prezent dispunem de 1,8 hectare de pământ productiv biologic pentru fiecare locuitor al planetei, dar tot în prezent fiecare dintre noi folosim în medie 2,7 hectare. Aţi spus că un american folosește 8,0, un indian 0,9 și un chinez 2,2 hectare. Ce înseamnă aceste numere? Wackernagel: Dacă toţi locuitorii planetei ar avea aceleași obiceiuri de consum ca americanii, am avea nevoie de resursele de pe patru planete ca Pământul. Puteţi face socoteala singuri: 8,0 hectare de amprentă de împărţit la 1,8 hectare de biocapacitate globală. Chiar dacă am consuma toţi la fel precum chinezii, Pământul nu ar fi suficient de mare pentru a susţine amprenta ecologică. Indienii se confruntă cu o dilemă pentru că ei au nevoie de relativ puţin, însă ţara lor dispune de doar jumătate din biocapacitatea de care au ei nevoie. În plus, cât de multă biocapacitate ne dorim să lăsăm pentru viaţa tuturor plantelor și animalelor de pe planetă? Păşune Păduri Care este metoda dumneavoastră de calcul? Wackernagel: Este foarte simplă. Să spunem că din Guatemala provine cafeaua din care soarbe George Clooney, grâul cu care a fost hrănit puiul pe care-l mănâncă provine din Iowa, iar bumbacul pentru hainele sale provine din Noua Zeelandă. El folosește părticele de natură de pe tot globul. Pentru a-i măsura amprenta ecologică, trebuie să răspundem la aceste întrebări: Cât de întinse sunt câmpurile pe care cresc arborii de cafea, bumbacul și cerealele pe care le consumă Clooney? Cerealele includ pâinea pe care o mănâncă dar și hrana pentru puiul pe care de asemenea, îl are pe masă. De cât de multă pădure este nevoie pentru a absorbi dioxidul de carbon produs de sistemul său de încălzire și de răcire al casei, mașinii etc? Cât de mult teren ocupă casa sa, și care este partea sa de teren pe străzi și în parcuri? Apoi convertim toate cifrele în hectare globale și le adunăm - și iată amprenta ecologică a lui George Clooney! Ce vreţi să spuneţi prin hectare globale? Wackernagel: Fiecare hectar este diferit. Gândește-te doar la diferenţa dintre o taiga sărăcăcioasă și un câmp agricol mănos. Pentru a face comparaţii, trebuie să convertim orice fel de hectar de pământ într-un hectar cu aceeași valoare a productivităţii. Este la fel cum ai face un schimb valutar, iar în acest caz moneda curentă este hectarul global. Este echivalentul unui hectar productiv biologic, având valoarea productivităţii medii pe planetă. Care sunt punctele forte ale acestui concept? Wackernagel: Este ușor să ne imaginăm ferme și păduri. Le putem vedea, auzi și mirosi. Orice discuţii despre sustenabilitate sunt absurde dacă nu întrebi: De cât de multă natură dispunem și cât de multă folosim din ea?. Prea multe discuţii se desfășoară pur și simplu în gol sau ca și cum nu ar exista niciun fel de constrângeri fizice. Noi măsurăm aceste constrângeri folosind aproximativ de indici pe an și pe ţară, date pe care le obţinem de la birourile de statistică ale ONU. Acest lucru ne permite să obţinem un bilanţ detaliat. Pescuit Terenuri agricole Sursa: Ministerul Mediului, Noua Zeelandă Amprenta de carbon Şi care sunt punctele mai slabe? Wackernagel: Desigur că pot fi îmbunătăţiri, dar metodele noastre de calcul au fost testate de mai mult de 12 guverne. Rezultatele noastre au fost confirmate și pot fi reproduse. În mod natural, amprenta precum PIB-ul nu 84 Pictures of the Future Toamna 2011

85 mai rapid decât o putem crea are o acurateţe de 100%. Însă dacă ţările o aplică cu aceași seriozitate cu care aplică PIB-ul, calculele pot fi îmbunătăţite. Se pare că doar în Franţa sunt de persoane care lucrează la calcularea PIB-ului. Organizaţia noastră are doar 8 cercetători pentru 200 de ţări. Amprenta măsoară doar un aspect al realităţii și trebuie să fie completată și cu alţi parametri cuantificabili, așa cum ar fi sănătatea, gradul de satisfacţie al oamenilor sau dimensiunile economice ale sustenabilităţii, precum datoria și inflaţia. Ce semnifică faptul că acum avem nevoie de 1,5 planete? Wackernagel: Să luăm cea mai moderată prognoză lansată de ONU, care vorbește despre o creștere lentă a populaţiei, câștiguri majore în domeniul productivităţii agricole și o limitare semnificativă a poluării cu CO 2. Chiar dacă acest scenariu ar deveni real, tot vom avea nevoie de resursele a mai mult de două Pământuri până în anul Este nerealist să ne gândim că vom putea accesa la nesfârșit contul de credit numit Pământ. Dacă însă continuăm să o facem, acest cont va deveni supraimpozitat și biocapacitatea se va reduce semnificativ. Schimbările climatice sunt doar o parte a problemei în acest caz; mai avem de-a face cu problemele legate de despăduriri, epuizarea resurselor de apă și pierderea terenurilor arabile. Rezultatul în ultimă instanţă poate fi o gravă penurie de alimente, insecuritate energetică și instabilitate socială. Viaţa va merge înainte, desigur, însă în aceiași parametri întâlniţi în prezent în Somalia sau în Haiti. Oare nu ne dorim să trăim confortabil? Există soluţii la această dilemă? Wackernagel: Sigur că da - și am putea scrie biblioteci despre ele. Dar adevărata întrebare este: Chiar vrem să aplicăm aceste soluţii? Suntem pe mare, într-o barcă găurită și spunem: Atât timp cât voi ceilalţi, din celelalte bărci, nu vă astupaţi găurile, nici noi nu le astupăm pe ale noastre. Ar trebui să definim prosperitatea pe baza altui criteriu decât cel al bogăţiei? Wackernagel: Creșterea economică mai rapidă decât abilitatea naturii de a regenera cantităţile de materii prime exploatate ne face să fim mai săraci. Noi nu suntem avocaţii subminării economiei. Din contră, noi le cerem economiilor să se concentreze pe menţinerea sau chiar creșterea bunăstării noastre. Însă adevărul este că în prezent noi distrugem bunăstarea cu o viteză mai mare decât o putem crea. Suntem în faţa unei dileme. Dacă luăm în serios pragul maxim de 350 ppm CO 2 (părţi per milion) pentru schimbarea climatică, ar trebui să recunoaștem că deja l-am depășit de mult. De asemenea, am lăsat să treacă pe lângă noi și cele mai bune oportunităţi de a inversa acest curs. Ce vreţi să spuneţi? Wackernagel: Dacă am fi început să luăm măsuri din 1972, probabil că în prezent am fi fost capabili să ne asigurăm întregul necesar de e- nergie doar din surse regenerabile. Am fi putut de asemenea să încetinim procesul de creștere a populaţiei prin promovarea puternică a principiului oportunităţilor egale pentru femei în toată lumea. Am fi putut să facem orașele mai compacte și toate clădirile să aibă un înalt grad de eficienţă energetică și să nu emită CO 2. Care au fost reacţiile orașelor și ţărilor faţă de studiile dumneavoastră? Wackernagel: Unele au recepţionat mesajul și au devenit proactive. Emiratele Arabe Unite, spre exemplu, se gândesc înainte și își investesc banii obţinuţi din exploatarea petrolului în loc doar să-i cheltuie. Abu Dhabi chiar a ajutat financiar Dubaiul în ceea ce privește introducerea unor standarde de eficienţă energetică mai ridicate. Ei ţin de asemenea cont și de amprenta ecologică. Alţii care se uită la calculele noastre trec rapid pe o poziţie foarte defensivă și încearcă să ne distrugă argumentele. Însă dacă un inginer calculează că un pod nu este suficient de rezistent și are nevoie de mai multe grinzi de oţel, nimeni nu-i poate spune să fie mai optimist pentru că merge și așa. Descrieţi viziunea dumneavoastră despre anul Wackernagel: Eu sunt inginer, așa că eu gândesc în termeni de oportunităţi. Nevoia unor orașe mai compacte și aceea de a investi în oportunităţi egale pentru femei rămân ridicate. Prima va micșora consumul, iar cea de-a doua va încetini creșterea populaţiei. Am putea de asemenea să reformăm sistemul de impozitare prin introducerea unor taxe pe energie substanţiale și care să crească constant, iar cu banii obţinuţi să promovăm inovaţiile și sustenabilitatea. Cu ajutorul inovaţiilor potrivite, cu toţii am putea trăi o viaţă minunată în 2050 respectând bugetul naturii. Acest scenariu ar necesita ca amprenta ecologică să aibă aceeași importanţă ca și PIB-ul pentru autorităţi. În prezent ne aflăm într-un avion al cărui pilot a preferat să acopere cu hârtie indicatorul de combustibil pentru a nu-l mai vedea, în loc să își încarce rezervoarele. Decideţi singuri cât de bună este o astfel de decizie. Interviu de Hülya Dagli Amprenta ecologică a naţiunilor, pe cap de locuitor Hectare globale de persoană 10 Zone amenajate Teren pentru alimente, textile, lemn 8 Amprenta de Carbon Biocapacitatea mondială 6 (1,8 hectare/persoană) S.U.A 0.90 Germania 0.88 Media globală HDI HDI = Indicele de Dezvoltare Umană China 0.64 India 0.50 Sursa: Global Footprint Network 2010 National Footprint Accounts Anatomia amprentei ecologice a unei gospodării medii germane, pe categorii majore de consum. Amprenta ecologică a gospodăriilor* Alimente Locuinţe Transport Bunuri de consum * în hectare globale pe persoană Servicii Zone construite Păduri Crescătorii piscicole Păşune Teren agricol Amprenta de Carbon (zona împădurită de care este nevoie pentru a absorbi dioxidul de carbon rezultat din arderea combustibililor fosili) Stânga: Amprenta ecologică se corelează cu indicatorii de prosperitate așa cum este Indexul Dezvoltării Umane (HDI). O valoare HDI de peste 0.67 indică un nivel ridicat de dezvoltare umană care până acum era sinonim cu un nivel ridicat de consum al resurselor naturale. Dreapta: Amprenta ecologică a gospodăriei germane include pământ productiv din punct de vedere biologic și zone cu apă de care este nevoie pentru a asigura cererea în cinci categorii Sursă: Global Footprint Network 2010 National Footprint Accounts Pictures of the Future Toamna

86 Standarde precum este SN ajută compania Siemens să scoată pe piaţă produse compatibile cu mediul și totuși performante printre care scanere CT și instalaţii de sinterizare cu un nivel foarte scăzut de emisii toxice. Folosirea eficientă a resurselor Dezvoltare sustenabilă Un sistem de referinţă pentru eficienţă Facilităţile și produsele Siemens trebuie să aibă un impact cât mai redus asupra mediului. În ultimii 18 ani, un standard intern a impus niște condiţii care trebuie observate. În cele din urmă, ceea ce este bun pentru mediu este bun pentru toată lumea. Protecţia mediului are un rol important la Siemens de 40 de ani. Există un birou central de Protecţie a Mediului (Environmental Protection) la Siemens încă din 1971, susţine Dr. Wolfgang Bloch, șeful acestui departament. Misiunea acestui departament este de a face produsele Siemens să fie cât mai compatibile cu mediul. Dar care sunt instanţele care se asigură că o fabrică va consuma cât mai puţine resurse posibil, că un produs nu conţine substanţe toxice și că procesul de reciclare funcţionează? Răspunsul este oferit de SN 36350, un standard intern al Siemens care guvernează Produsele și Facilităţile Compatibile cu Mediul (Environmentally Compatible Products and Facilities). Acest standard este obligatoriu pentru toţi dezvoltatorii Siemens. Prima versiune a acestui standard, ce a fost concepută în 1993, a apărut pe fundalul unor dezbateri aprinse în Germania din acea vreme, privind obligaţia producătorilor și furnizorilor să ia înapoi aparatele electronice vechi. La început, acest standard se concentra în primul rând asupra substanţelor nedorite sau interzise. Însă în scurt timp a devenit clar că un design cât mai simplu este un factor foarte important pentru succesul procesului de reciclare. Cu cât un produs conţine mai puţine materiale și componente, cu atât este mai ușor ca acestea să fie refolosite. Resursele și eficienţa energetică au devenit mult mai importante în ultimii ani, susţine Bloch. Acest standard a servit chiar și ca bază pentru IEC (Environmentally Conscious Design for Electrical and Electronic Products), ce a fost promulgată în 2009 de către Comisia Internaţională Electrotehnică. Conform lui Bloch, acest standard nu este obligatoriu, dar reflectă o stare de lucruri la nivel mondial. Nu exista nimic comparabil cu el înainte de 2009, însă în prezent numeroase companii respectă acest standard. Siemens a fost un pionier al produselor compatibile cu mediul, susţine Bloch. SN include principii de manipulare a materialelor periculoase și pentru împachetarea compatibilă cu mediul produselor, precum și o Declaraţie de Mediu pentru Produse. Alt element important este o listă în 20 de puncte care reglementează designul produselor astfel încât să respecte mediul, dar și un set de 12 reguli destinate fabricilor fiecare luând în considerare întreaga durată de viaţă a unei centrale. Conform standardului, dezvoltatorii trebuie să se asigure că sunt generate cât mai puţine deșeuri cu putinţă și că sunt folosite materiale reciclabile sau materii prime regenerabile. În plus, produsele trebuie să fie ușor de reparat, să aibă o perioadă îndelungată de funcţionare și să fie ușor de desfăcut în piese. Fabricile de producţie trebuie de asemenea să fie construite folosind materiale compatibile cu mediul. Aceste fabrici trebuie să genereze un nivel minim de poluare sonoră și un volum minim de gaze și deșeuri. Dezvoltatorii trebuie să-și internalizeze aceste principii pentru a le folosi cât mai eficient, susţine Johann Russinger, Environmental Officer la Siemens Healthcare. Ei trebuie de asemenea să ţină cont de programul de fabricaţie, buget, standardele de calitate și de funcţionare, motiv pentru care Siemens Healthcare a adaptat SN la cerinţele specifice aparaturii medicale și a integrat complet acest standard în procesul său de dezvoltare. Această abordare sistematică a dus la apariţia câtorva povești de succes remarcabile, așa cum este computerul tomograf Somatom Definition Flash. Pe piaţă din 2009, este singurul scaner cu două surse de raze X și două detectoare. 86 Pictures of the Future Toamna 2011

87 Acest lucru îi ajută pe pacienţi. Examinările cardiace, spre exemplu, durează mai puţin de o secundă. Acest lucru ușurează foarte mult e- xaminarea unui copil mic sau a nou-născuţilor pentru că elimină necesitatea sedării lor complete în timpul examenului medical. Modelul anterior, Somatom Definition, a câștigat Siemens Environmental Award, anunţă Russinger. Chiar și noi am fost surprinși că am putut să îmbunătăţim și mai mult acest aparat, mai adaugă el. Obiectivele concrete de mediu au fost definite în stadiul de proiectare. Pentru Somatom Definition Flash, aceste obiective priveau dozele de radiaţii, consumul de energie și substanţele periculoase. Spre exemplu, noul model a fost conceput să folosească în mod semnificativ mai puţin plumb decât predecesorul său. Echipa de proiectare a scanner-ului a îndeplinit toate cele trei obiective. Nivelul de radiaţii emise, de e- xemplu, în timpul unei examinări cardiace, a fost redus cu 70%. Pentru a obţine acest lucru s-a optat pentru o scanare foarte rapidă a corpului. Cele două surse de raze X, ce pot fi chiar acţionate sub parametri independenţi, au reușit rior. Proiectanţii nu au putut elimina complet scutul din plumb pentru că acest metal greu este necesar pentru a-i proteja pe pacienţi împotriva unei expuneri inutile la radiaţii X. Ei au reușit însă să reducă cantitatea de plumb folosită în scut, folosind bronz în locul său, micșorând astfel greutatea conţinutului de plumb de la 5,26 la 1,45 kilograme. Reciclarea este de asemenea extrem de importantă. 97% dintre materiale pot fi reciclate, susţine Russinger. Pentru a face mai ușor procesul de separare, materialele au fost înregistrate, iar părţile din plastic sunt marcate cu precizie. Până la 60% din materiale sunt refolosite în noi produse. Russinger recunoaște că astfel de factori de protecţie a mediului nu joacă un rol decisiv în a-i convinge pe clienţi să cumpere aparatul; până la urmă, cel mai important lucru în medicină este diagnosticul corect. Însă chiar și aceste aspecte devin din ce în ce mai importante. Dacă te afli în faţa a două dispozitive cu performanţe medicale egale, nivelul diferit al consumului e- nergetic poate face alegerea ușoară, explică el. Volumul mai mic de resurse folosite reprezintă de asemenea un avantaj în ceea ce privește costurile de transport și nevoile de depozitare. Reducerea emisiilor cu 90%. Măsurile de protecţie a mediului bine pregătite aduc și avantaje economice. Să luăm spre exemplu noua tehnologie de tratare a emisiilor toxice de gaze de la Siemens VAI Metals Technologies din Linz, Austria. Alături de Voestalpine Stahl, o echipă condusă de Dr. Alexander Fleischanderl de la Siemens Industry Solutions a reușit să reducă emisiile de noxe de la o instalaţie de sinterizare cu peste 90%, reușind în același timp să economisească și energie, condiţii pentru care a primit în 2011 Siemens Environmental Award. Instalaţiile de sinterizare sunt o componentă importantă a oţelăriilor. Aici minereul fin de fier este încălzit până se topește și formează bucăţi mai mari este sinterizat după cum spun experţii, înainte de a fi introdus într-un furnal. Gazele emise de o instalaţie de sinterizare conţin numeroși poluanţi: dioxid de sulf, oxizi de azot, particule de metale grele și compuși organici. Pentru a reduce aceste emisii, inginerii au combinat, în 2005, două tehnologii inovatoare. În primă instanţă, au folosit un sistem de recirculare a gazelor rezultate, pentru a le reduce volumul cu până la 40%. Cea mai fierbinte parte a gazelor este reintrodusă în instalaţie. Monoxidul de carbon și alte substanţe poluante din gazele rezultate, așa cum sunt dioxinele, sunt consumate prin ardere la această a doua trecere prin instalaţia de sinterizare. Recircularea gazelor rezultate contribuie și la economisirea de energie pentru că gazele reintroduse în instalaţia de sinterizare sunt deja fierbinţi, și astfel nu mai necesită încălzirea prealabilă cu aer, așa cum se procedează de obicei. De asemenea, astfel este redus și volumul de gaz care trebuie curăţat de poluanţi într-un reactor special. Specialiștii au optat pentru un proces uscat, care, spre deosebire de procesele convenţionale de curăţare a gazelor, nu are nevoie de apă. Această abordare nu doar că reduce consumul de energie, dar reușește și să cureţe mai bine gazele rezultate, pentru că include mai mulţi pași, printre care cel de filtrare, absorbţie și recirculare a particulelor. Emisiile sunt de 10 ori mai reduse decât în cazul proceselor ude, susţine Robert Neuhold, product life cycle manager la Siemens VAI. Măsurile de protecţie a mediului sunt profitabile pentru clienţi. Conform unei analize realizate cu Eco-Care Matrix, un nou instrument ce ia în calcul factori economici și de mediu (vezi p. 81), pentru o instalaţie ce produce 2,8 milioane de tone de fier sinterizat pe an, costurile Somatom Definition Flash consumă cu până la 85% mai puţină energie decât modelul precedent și emite mai puţine radiaţii. să obţină imagini de o calitate excelentă, fără a mări doza de radiaţii. Scannerul este declanșat prin EKG, ceea ce înseamnă că înregistrează imaginile în exact acele fracţiuni de secundă în care inima abia se mișcă. Doza de radiaţii este de asemenea reglată în mod inteligent. Zonele sensibile, așa cum este tiroida sau cum sunt sânii la femei, nu sunt expuse la radiaţie directă, iar un software de analiză reduce și mai mult doza de radiaţii generată. Consumul de energie a scăzut ca rezultat al reducerii dozei de radiaţii. În funcţie de tipul de examinare, scannerul folosește între 45% și 85% mai puţină energie decât modelul anteenergetice sunt reduse cu 5 milioane de euro pe an, comparativ cu costurile folosirii echipamentelor convenţionale de tratare a gazelor. Bloch și colegii săi lucrează constant la îmbunătăţirea standardului SN Acum suntem pe cale să introducem liniile directoare ale standardului în procesul de management al proiectului. În plus, dezvoltatorii Siemens vor beneficia în viitorul apropiat de programe de training prin internet pentru a ne asigura că protecţia mediului devine un concept la fel de bine întipărit în minte ca și eficienţa costurilor și managementul calităţii. Ute Kehse Pictures of the Future Toamna

88 La centrul de producţie Siemens Mobility din Viena, Austria, Dr. Walter Struckl (dreapta) are drept obiectiv ca materialele din trenurile de lungă distanţă și metrouri să fie cât mai ușor de reciclat. Folosirea eficientă a resurselor Trenurile reciclării O cale rapidă spre o a doua viaţă O mare parte din materialele folosite la trenurile din prezent pot fi reciclate. Tinând cont de acest lucru, Siemens propune o viziune de pionierat care va face mai transparentă calcularea ratelor și proceselor de reciclare. Un nivel ridicat de reciclare contribuie la reducerea costurilor, la economisirea resurselor și protejează mediul. La Siemens Mobility din Vienna, Austria, o uriașă sală de asamblare este încărcată cu un labirint de trenuri în diferite stadii de construcţie, piese și subansamble pentru garniturile feroviare. Printre componente se numără o mască pentru o cabină de tren pentru compania feroviară de stat din Austria, ce constă într-un perete din plastic cuprins între un panou izolat cu fibră și o foaie de aluminiu. Faptul că trebuie să lucrezi cu materiale diferite ce sunt aproape imposibil de separat constituie coșmarul fiecărui reciclator, susţine Dr. Walter Struckl, expert în dezvoltarea de produse compatibile cu mediul. Deși Siemens ţine cont de factorul de reciclare atunci când sunt proiectate produse, seriile mai vechi de producţie necesită mai multă muncă. La doar câţiva metri distanţă în hală, Struckl demonstrează că există o cale mai bună de acţiune. Aici, un cadru susţine un transportor automat de persoane destinat orașului Uijeongbu din Coreea de Sud. Cadrul din aluminiu al trenului este susţinut de niște șuruburi hexagonale de mare rezistenţă ce pot fi ușor desfăcute (imagine pe pagina alăturată), iar panourile destinate atenuării vibraţiilor sunt pur și simplu inserate în lăcașurile speciale din cadru. Reciclarea și eficienţa energetică sunt în prezent principalele probleme cu care se confruntă industria producătoare de material rulant. Atunci când licitează pentru noi metrouri sau tramvaie, clienţii doresc ca furnizorii să le ofere o listă cu toate materialele reciclabile folosite și cu sugestii pentru refolosirea lor. Însă Siemens merge cu un pas mai departe, oferindu-le clienţilor interesaţi un manual care explică pas cu pas cum se dezmembrează un tren, de la scurgerea diferitelor fluide ale sistemului hidraulic sau de frânare, până la părţile din plastic. Compania Siemens oferă acest manual pentru că nu se ocupă chiar ea de reciclarea trenului, o sarcină care revine unor companii specializate, angajate chiar de proprietarii vehicolului. Un exemplu foarte bun al acestui concept de reciclare este metroul din Oslo, care probabil că este sistemul feroviar cel mai conservator în privinţa consumului de resurse din lume. Multe din metalele folosite la garniturile de metrou ale orașului au fost reciclate cel puţin o dată. Siemens descrie în primă instanţă faza de reciclare în mod conceptual. Informaţia rezultată a devenit parte a documentaţiei de mentenanţă destinată clienţilor. Spre deosebire de industria automobilelor, care beneficiază de standardul de reciclare ISO 22628, industria căilor ferate nu a sărit în vagonul reciclării decât în urmă cu câţiva ani. Până în prezent însă a lipsit o direcţie care să definească o metodă obligatorie pentru calcularea ratei de reciclare și un proces de reciclare obligatoriu pentru întregul sector. Din acest motiv Siemens a iniţiat un concept director uniform de reciclare în cadrul Association of the European Rail Industry (UNIFE) din Bruxelles. Cei 73 de membri cu drepturi depline ai asociaţiei, printre care Siemens, Bombardier și alţi competitori majori, deţin împreună 80% din piaţă. Aceste companii doresc să propună un set de recomandări tehnologice ce ar urma să servească drept bază unor reglementări europene, de îndată ce Uniunea Internaţională a Căilor Ferate (International Union of Railways - UIR) își va da acceptul, anul viitor. Aceste reglementări pot deveni într-o zi un standard și pentru alte tipuri de transport public, cum ar fi vasele sau avioanele. Campionul reciclării. Conform Siemens, Metroul din Oslo înregistrează o rată record de reciclare de aproape 95%. Aproximativ 85% din materialele folosite sunt reciclate prin procese eficiente din punct de vedere al costurilor, iar 88 Pictures of the Future Toamna 2011

89 10% din materiale sunt incinerate. Însă rata de reciclare poate fi cu mult mai ridicată atunci când unul dintre trenurile de azi va fi scos din uz peste 40 de ani, în cazul în care preţurile materiilor prime vor crește și va fi astfel mai profitabil să fie refolosite anumite materiale. Rata de reciclare va fi probabil tot ridicată pentru un sistem feroviar comparabil din Japonia, unde au fost reciclate cu meticulozitate până și șuruburile individuale, în contextul penuriei de resurse instalate în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. În principiu, rata de reciclare poate fi oricât de ridicată se dorește. Cel mai important lucru însă pentru reciclare este să fie eficientă din punct de vedere al costurilor. Ratele de reciclare ar putea chiar să scadă după introducerea noilor reglementări, pentru că nu se va mai permite coexistenţa diferitelor interpretări asupra procesului de reciclare și astfel companiile nu vor mai putea să-și umfle artificial propriile rate. Noile reglementări ne vor oferi un avantaj în competiţie pentru că în cazul Siemens calculele sunt deja realiste, susţine Struckl. De fapt, de proiectare a unui nou produs. Ernst Ille, șeful echipei de finisaje interioare de la fabrica din Viena, explică posibilităţile designului care să ţină cont de nevoile de reciclare. El arată spre modelul pentru podeaua noilor garnituri de metrou care vor fi date în folosinţă în 2013, la Munchen. O placă de plută groasă de 3 centimetri se întinde pe toată lungimea trenului (18 metri), pentru a amortiza zgomotul pașilor. De-o parte și de alta a plăcii de plută sunt lipite folii de aluminiu. Deasupra foliei este lipită o podea din cauciuc, cu niște pete albastre drept model. Atunci când podeaua va fi demontată, aceste straturi se vor dezlipi cu ușurinţă. Departamentul lui Ille și BMW Designworks, un thinktank californian asociat cu producătorul german de automobile, au ajuns la ideea folosirii unor materii prime regenerabile, așa cum este lemnul de plută. Nevoia de creativitate. Noua platformă Inspiro (vezi p. 20) conţine mai multe idei pentru facilitarea procesului de reciclare și pentru atingerea unei rate de reciclare care să o depășească chiar și pe cea a metroului din Oslo. mare de energie în timpul operării și implicit emisii mai mari de CO 2. Din fericire, reciclarea și reducerea emisiilor de CO 2 nu se exclud reciproc, pentru că un tren care se dezasamblează ușor este de obicei și ușor de asamblat. Un exemplu este transportorul automat de persoane pentru Uijeongbu. O reciclarea ușoară reduce emisiile de CO 2 dar și costul muncii în timpul dezasamblării. Iar reciclarea îi aduce un câștig de credite de CO 2 companiei, pentru că emisiile de gazele cu efect de seră sunt reduse și în cazul în care noi materii prime nu trebuie să fie procesate sau dacă materialele nereciclabile, printre care și unele tipuri de plastic, sunt arse pentru a genera energie. Metroul din Oslo folosește oţel ce în proporţie de 40% provine din reciclare; părţile din aluminiu provin de asemenea din reciclate în proporţie de 60%. Aceste materiale reciclate nu provin probabil tot de la trenuri, ci de la multe alte produse industriale. Reciclare 101. Garniturile dezafectate sunt de obicei reciclate de companii specializate. Materialele rezultate pot avea patru destinaţii difeaproape că niciuna dintre companiile competitoare pentru Siemens nu a progresat atât de mult în domeniul reciclării indiferent de ce susţin în broșurile lor de reclamă. Chiar și această nouă orientare nu va putea prognoza ce se va întâmpla în următorii 40 de ani. Unele materiale considerate în prezent benigne ar putea fi interzise, spre exemplu, fiind astfel excluse din ciclul de reciclare. Un exemplu este azbestul, un material periculos despre care se credea odată că este sigur și perfect reciclabil. Principalele reglementări care interzic folosirea anumitor materiale sunt cuprinse în Aproximativ 85% dintr-o garnitură de metrou din Oslo poate fi reciclată, în timp ce 10% din materiale sunt arse pentru a obţine energie. Directiva europeană REACH cu privire la substanţele chimice și în directiva RoHS privind folosirea metalelor grele în componente electronice. Din acest motiv este extrem de important pentru designerii de produs să vizeze cea mai ridicată rată de reciclare posibilă, chiar de la faza Însă provocarea este mult mai mare dacă un client decide să modifice substanţial o astfel de platformă. Acest lucru s-a întâmplat deja la München, spre exemplu, unde municipalitatea a comandat garnituri bazate pe platforma Inspiro, însă asamblate în conformitate cu niște cerinţe foarte specifice, gândite de propriul său proiectant angajat în acest scop. În astfel de situaţii, pentru a obţine cele mai bune rezultate, trebuie să lucrezi cu clientul pentru a determina cât mai devreme posibilităţile de reciclare, explică Ille. Câteodată proiectanţii se confruntă cu un conflict de interese pentru că obţinerea unei greutăţi mai reduse este mai importantă decât reciclarea, mai explică Ille. Şi asta pentru că majoritatea emisiilor de CO 2 au loc în timpul funcţionării, iar cea mai bună metodă de a reduce aceste emisii este să reduci greutatea vehiculului. Spre exemplu, masca din faţă, pentru cabina menţionată la începutul acestui articol, ar fi mult mai ușor de reciclat dacă ar fi făcută din oţel în locul unui material compozit. Însă o mască din oţel ar fi cu câteva kilograme mai grea, rezultând un consum mai rite: Refolosire: Anumite componente pot fi refolosite în același fel, fără niciun fel de alt tratament. Spre exemplu, refolosirea cipurilor de calculator în industria aerospaţială. Folosire alternativă: Este similară refolosirii, cu excepţia faptului că o componentă este folosită într-un alt scop, cum ar fi folosirea microcipurilor de la un calculator, la un avion. Reciclare pentru o utilizare similară: În cadrul acestui proces, produsul este distrus pentru a crea niște granule care servesc ca material din care este refăcut un produs similar. Reciclare pentru utilizare alternativă: aceasta, cea mai comună dintre cele patru variante, implică distrugerea componentelor pentru separarea materiilor prime constituente, ce sunt apoi folosite în alte scopuri, pentru fabricarea altor produse. Orașul New York a inventat o a cincea formă de reciclare. Așa cum arată un popular clip postat pe YouTube, garniturile de metrou dezafectate sunt depuse în ocean, în largul coastelor Virginiei, unde servesc drept suport artificial pentru noi colonii de corali, ce se vor dezvolta cu timpul în noi recife. Bernd Müller Pictures of the Future Toamna

90 Folosirea eficientă a resurselor Aplicaţii casnice Campionii economiei de energ Mașini de spălat, uscătoare, frigidere sau mașini de spălat vase, produse de BSH Bosch şi Siemens Hausgeräte GmbH liderul european în topul fabricanţilor de obiecte electrocasnice sunt adevărate campioane ale economisirii de energie. Eficienţa materialelor joacă un rol cheie în producerea unor astfel de dispozitive. Lista inovaţiilor prin care se economisește energie de la BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH este foarte lungă. O astfel de inovaţie este o mașină de spălat vase echipată cu tehnologie de uscare Zeolith, ce a fost lansată în Această mașină de spălat vase folosește zeolit, un silicat natural, pentru a absorbi umezeala, iar în același timp degajă căldură, susţinând sistemul de uscare al aparatului (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2010, p. 80). Noul material ajută la reducerea consumului de energie și de apă. Cu dispozitive concepute pentru a economisi cantităţi semnificative de energie, este important să combinăm tehnologiile, componentele și materialele în așa fel încât aceste produse electrocasnice de mare eficienţă să rămână la preţuri pe care clienţii să și le permită, susţine Rudolf Walfort, Director of Central Technology la BSH. Această companie oferă aplicaţii în fiecare categorie de produse ce respectă clasificarea Uniunii Europene pentru noile clase de eficienţă energetică A+, A++ și A+++. O combină frigorifică clasa A+++, spre exemplu, este cu 60% mai eficientă decât una din clasa A. BSH și-a alcătuit un portofoliu al supereficienţei pornind de la produsele sale campioane ale consumului redus de energie, iar în prezent unul din patru aparate electrocasnice vândute de BSH în Europa face parte din acest portofoliu. Aparatele electrocasnice din portofoliul supereficienţei pe care le-am vândut în Europa în anul 2010 au redus consumul de energie electrică cu aproximativ 1,9 miliarde de kilowaţi/ oră, cifră calculată în funcţie de durata medie de viaţă a aparatelor și prin comparaţie cu standardul de piaţă pentru același an, susţine Walfort. Această cantitate de energie corespunde consumului mediu anual înregistrat de de gospodării germane. Reglementări pentru protecţia mediului. Acest succes este rezultatul sistemului de monitorizare a impactului asupra mediului creat de BSH, ce a îndeplinit rolul unui set de reglementări stricte pentru fiecare dintre noile produse create începând cu În acord cu acest sistem, proiectanţii examinează întregul ciclu vital al unei serii de produse în funcţie de impactul asupra mediului începând cu etapa de producţie, apoi continuând cu cea de folosire și apoi în ultima fază, cea de deșeu. Printre întrebările pe care și le pun acești proiectanţi se numără: Care va fi consumul de apă și energie al acestui produs pe întreaga sa durată de viaţă? Materialele din care este alcătuit acest produs sunt reciclabile? Pot fi obţinute economii de materiale? Indiferent despre ce categorie de obiecte este vorba, scopul nostru este ca fiecare nou produs să fie mai bun decât precedentul, susţine Dr. Arno Ruminy de la BSH s Environmental Protection unit. În prezent, până la 95% din impactul total asupra mediului al unui obiect electrocasnic 90 Pictures of the Future Toamna 2011

91 Sub conducerea lui Robert Gotschy (fotografiat cu ochelarii 3D), laboratorul de realitate virtuală al BSH dezvoltă și optimizează produse așa cum sunt aparatele de făcut cafea complet automatizate. mai puţine reziduuri de detergent în mașinile de spălat vase. Cuptoarele cu microunde sunt proiectate acum să fie mai ușoare. Interiorul cuptoarelor cântărește acum pe jumătate faţă de cât cântărea în urmă cu 10 ani, mulţumită în special unor folii metalice mai subţiri. Pe lângă selecţia materialelor, electronica inteligentă joacă de asemenea un rol-cheie în eficienţa energetică. Componentele electronice de control din mașinile de spălat, spre exemplu, determină cum să fie distribuită apa pentru a micșora cantitatea de detergent folosită și numărul de cicluri de spălare. Proiectare în 3D. Proiectanţii BSH apelează la simulări pentru a optimiza produsele. De la începutul lui 2011, ei pot desfășura experimente în cadrul unui laborator complet echipat pentru incursiuni în realitatea virtuală (VR), din landul german Bavaria. Camera demonstrativă a acestui laborator găzduiește două proiectoare puternice care redau imagini stereo pe o suprafaţă cu o arie de 11 metri pătraţi. Imaginile sunt generate cu ajutorul datelor de proiectare pentru narea eficienţei anumitor concepte privind economisirea energiei și a materialelor, chiar înainte de construirea primelor mostre de produse. În prezent folosim aceste metode virtuale doar pentru aproximativ 10% din produsele pe care le proiectăm, susţine și Robert Gotschy, Head of BSH s Virtual Reality Program. Programul VR este folosit în special pentru a-i ajuta pe proiectanţi să ia decizii mai bune privind designul produselor, operare și alegerea materialelor în timpul stadiilor incipiente de proiectare. Un al doilea laborator, ce se concentrează asupra proiectelor de produse, este localizat la cartierul general al BSH din München, Germania. Obiectivul important pentru Gotschy este să economisească timp și să aducă noi produse pe piaţă mult mai rapid. Abordarea în spaţiul virtual oferă și un alt beneficiu, în ceea ce privește timpul. În mod normal este nevoie de patru săptămâni să se ajungă de la o idee de design, la un model finit care nu va mai fi modificat. Aici folosim silicon, spumă de plastic, lemn artificial, rășini, vopsea, metal și componente ie este reprezentat de utilizarea respectivului obiect de către consumator spre exemplu prin consumul de energie, apă sau detergenţi (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2009, p. 32). Acest procent a fost redus la 81% utilizând produsele din portofoliul de supereficienţă. Nu credem că vom putea să duplicăm astfel de inovaţii majore în ceea ce privește economisirea de energie pentru etapa de folosire activă și în viitor, spune Ruminy. Din acest motiv, în etapa de producţie, ne vom concentra din ce în ce mai mult asupra folosirii eficiente a resurselor, a mai adăugat el. O astfel de măsură implică folosirea unui beton special în locul fierului, pentru controlul balansului la mașinile de spălat. Costă mai puţin și este mai compatibil cu mediul, explică Ruminy. În plus, containerele în care este păstrat detergentul pentru vase sunt făcute acum din polipropilenă, care, spre deosebire de oţel, poate fi turnată într-o formă optimă ce face să rămână obiecte electrocasnice, așa cum ar fi aragazele. Interioarele viitoarelor aparate sunt proiectate pe podea, cu ajutorul unor oglinzi. Niște ochelari 3D speciali le permit inginerilor proiectanţi, așa cum este Franz Perschl, VR Laboratory Director, să se miște virtual printr-o proiecţie la scară mare a unui aparat electrocasnic. Proiectanţii simulează în prezent instalarea unei tăvi pentru cuptor. Vrem să vedem dacă putem reduce grosimea clemelor de fixare de la 0,8 la 0,6 milimetri sau să optimizăm clemele de fixare prin schimbarea formei lor geometrice, explică Perschl. Inginerii folosesc această procedură pentru a estima dacă foile subţiri din metal îndeplinesc toate criteriile importante de stabilitate. Până la deschiderea acestui laborator, nu aveam cum să testăm astfel de lucruri în avans. Pe atunci trebuia să comandăm instrumente de testare și să construim prototipuri, povestește Perschl. Laboratorul VR face posibilă determi- electronice, susţine Gotschy. Prin contrast, crearea unui obiect în spaţiul virtual inclusiv toate reflexiile sale, imaginea sa în oglindă și proprietăţile sale materiale nu durează mai mult de 2 zile. Desigur că avem nevoie în continuare de modele reale, dar acum putem să reducem timpul necesar creării produsului cu o treime, iar în anumite faze ale dezvoltării unui proiect, cu până la două treimi, mai susţine Gotschy. Proiectanţii de la BSH se confruntă și cu o altă provocare. Va trebui ca în viitor să folosim mai multe materiale alternative, materiale reciclate și materiale obţinute din resurse regenerabile, explică Walfort. O astfel de abordare face parte din strategia BSH pentru îmbunătăţirea continuă a compatibilităţii produselor sale electrocasnice cu mediul, concomitent cu redu cerea folosirii resurselor naturale epuizabile. Nikola Wohllaib Pictures of the Future Toamna

92 Curbele blânde ale paletelor celui mai nou rotor pentru folosirea energiei eoliene reduc stresul și măresc durata de funcţionare. Aceste aspecte sunt deosebit de importante pentru instalaţiile eoliene dispuse în largul mării, unde serviciile de întreţinere și reparare sunt de aproape 10 ori mai scumpe decât în cazul instalaţiilor eoliene de pe uscat. Săbiile de vânt: Luptând pentru o viaţă mai lungă În acest deceniu costul energiei eoliene în multe zone urmează, conform așteptărilor, să scadă sub cel al energiei electrice obţinute din arderea combustibililor fosili. Atingerea acestui obiectiv ambiţios depinde de mai mulţi factori, printre care și două inovaţii tehnologice: un câștig substanţial în randamentul energiei de la viitoarele centrale electrice eoliene și costuri de fabricaţie mai scăzute. Ambele reprezintă o provocare majoră pentru experţii în materiale și în producţie din industria producerii de electricitate. O nouă generaţie de palete de rotor urmează astfel să intre în producţia de masă în SUA, în cadrul segmentului de afaceri Siemens Wind Power, în Bazate pe așa-numita tehnologie ATB (Aeroelastic Tailored Blade), noile palete au curbura blândă, asemănătoare unei săbii arabe. Acest tip de curbură face posibil ca o paletă ce se îndoaie să se și răsucească. Iar mulţumită modelelor avansate de modelare, această răsucire poate fi concepută să reducă nivelul de stres suportat de o paletă. Această proprietate reprezintă un mare pas înainte prin comparaţie cu paletele rigide din prezent. Turbinele eoliene amplasate pe mare pot fi supuse acţiunii unor mase de aer de peste 100 de tone pe secundă, care lovesc din diferite direcţii. Însă datorită proprietăţilor lor elastice, noile palete vor putea suporta astfel de condiţii mult mai bine decât cele clasice. Drept urmare, încărcăturile de stres vor scădea, iar durata de viaţă va crește. Pornind de la paletele cu formă nouă pot fi proiectate rotoare mai mari care să producă mai multă energie, fără a suporta o creștere semnificativă a stresului aerodinamic suportat. Noua noastră paletă de rotor are lungimea de 53 de metri. Adică cu 4 metri mai lungă decât predecesoarea sa, ceea ce înseamnă un randament cu 5% mai bun al energiei produse explică Henrik Stiesdal, Chief Technical Officer la Siemens Wind Power. Una dintre principalele priorităţi ale lui Stiesdal, privind designul noilor rotoare, a fost reducerea cantităţii de materiale necesare, precum și reducerea greutăţii și a stresului suportat. Prin comparaţie cu predecesoarea sa, noua paletă nu este doar mai mare, dar și cu până la 500 de kilograme mai ușoară, în funcţie de materialul ales, explică el. Cea mai mare provocare înfruntată de ingineri aici a fost să se asigure că noua paletă și-a păstrat rezistenţa necesară, în pofida reducerii de materiale și de greutate. Ne-a luat ceva timp și efort pentru a crea un proces prin care să calculăm rezistenţa paletei în toate condiţiile de vânt posibile. Odată ce am reușit acest lucru am putut optimiza designul rotorului, susţine Stiesdal. Îmbunătăţirea proprietăţilor aerodinamice a fost posibilă în special datorită modificării realizate cu ajutorul calculatorului, al formei paletelor și al unui mare număr de teste în condiţii reale. În același timp au fost aduse și îmbunătăţiri procesului de fabricaţie. Întregul proces de modelare a numeroaselor straturi de fibră de sticlă și apoi omogenizarea lor cu ajutorul rășinilor se face încă manual, iar apoi întregul amestec este introdus în matriţe. În viitor acest proces va începe să fie automatizat. Scopul este de a reduce costurile de producţie cu 40% pe paletă. Astfel parcurile eoliene vor deveni mai ieftine, urmând să scadă astfel și preţul pe kilowat/oră de energie obţinută de la vânt. În plus, se acordă o importanţă din ce în ce mai mare reciclării, subiect ce va deveni relevant în aproximativ 5 ani. În prezent numărul fermelor eoliene instalate în lume este încă mai mare decât cel al fermelor dezinstalate. O opţiune ar fi să strivim paletele și să folosim granulele rezultate ca pe un aditiv pentru beton, sugerează Stiesdal. ReFiber, o companie daneză care colaborează cu Siemens Wind Power, a dezvoltat un proces pirolitic în cadrul căruia paletele sunt mai întâi sfărâmate în bucăţi mari, ce sunt apoi descompuse într-o reacţie termo-chimică produsă la 700 de grade Celsius. Această operaţie produce un gaz ce poate fi folosit drept combustibil pentru instalaţii de încălzire. Tot ceea ce rămâne este fibra de sticlă, care poate apoi fi folosită ca material izolator pentru clădiri. Folosirea unor noi materiale pe bază de plante face de asemenea parte din agendă. Colaborăm cu universităţi din Danemarca și din SUA pentru a afla dacă paletele de eoliene ale viitorului pot fi cu totul ecologice. Spre exemplu, ar putea fi fabricate din materiale compozite obţinute din fibre vegetale și omogenizate cu biorășini sintetizate din uleiuri vegetale, mai susţine Stiesdal, care însă nu se așteaptă să vadă astfel de palete în următorii 10 ani. Dar atunci când aceste palete vor apărea, parcurile eoliene își vor merita cu adevărat titlul de giganţii verzi ai industriei energetice. Nikola Wohllaib Sursele de energie pot fi găsite uneori, nebăgate în seamă, în cele mai neașteptate locuri. Chiar sub suprafaţa pământului, spre e- xemplu. Acolo, la o adâncime de 10 metri sau mai mult, se menţine o temperatură constantă tot timpul anului. În Germania această temperatură este de aproximativ 10 grade Celsius un rezervor enorm de energie ce așteaptă să ajungem la el. Dar cum este posibil ca o temperatură de doar 10 grade Celsius să fie folosită pentru a încălzi o locuinţă la 20 de grade Celsius? Aici intervin în joc pompele de căldură. În pompele de căldură circulă substanţe cu un punct de fierbere foarte scăzut, așa cum sunt hidrocarburile fluorurate care se evaporă la temperaturi între -47 și -26 grade Celsius, proces în care extrag energie dintr-un rezervor de căldură. Un compresor comprimă apoi gazul rezultat, încălzindu-l astfel la o temperatură substanţial mai ridicată. În esenţă, pompează energia calorică din pământ spre un nivel superior. Gazul ajunge să fie atât de fierbinte, încât poate transfera energie spre un sistem de încălzire al unei clădiri. Pe măsură ce-și pierde din energie, O pompă de căldură ca aceasta generează suficientă energie termică pentru mai multe clădiri la Siemens. gazul se răcește și se condensează. Lichidul rezultat trece apoi printr-o valvă de expansiune pentru a-i fi redusă presiunea, până se scurge apoi înapoi în rezervorul de căldură. Aici se evaporă din nou și ciclul se reia. Rezervorul de căldură în acest caz pământul a pierdut e- nergie în cadrul acestei activităţi, dar masa sa este atât de mare încât cantitatea de energie pierdută rămâne neglijabilă și astfel temperatura în subteran rămâne constantă. Pompele de căldură sunt economice și compatibile cu mediul, pentru că necesită doar o mică cantitate de energie pentru a alimenta compresorul. Totuși, datorită input-ului asigurat de subsol, ele generează o mare cantitate de căldură. În mod teoretic, aceste pompe pot asigura mai mult de 4 kilowaţi/oră (kwh) de căldură pentru fiecare kwh de energie electrică pe care-l consumă. Cât de bine funcţionează practic o astfel de unitate este indicat de coeficientul său anual de performanţă (COP). Acest coeficient se calculează făcând raportul dintre căldura generată și energia electrică consumată într-un an: cu cât coeficientul COP este mai ridicat, cu atât mai eficient este întregul sistem. Temperatura din rezervorul de căldură trebuie să fie ridicată, iar temperatura admisiei sis- 92 Pictures of the Future Toamna 2011

93 Pompa de căldură extrage căldura din pământ. 1 Pământul încălzește apa rece care trece printr-un sistem de conducte vertical sau orizontal 2 Pompa de căldură extrage căldura din apă și comprimă gazul pentru a-l face fierbinte. 3 Căldura este înmagazinată și este gata pentru a fi folosită la încălzirea unei case și pentru apa caldă. 1 Sistem de conducte orizontale Adâncime cm Temperatura aproximativă 10 C A Bucla verticală Adâncime 100 m Temperatura aproximativă 13 C Input de energie (priza) 1 kwh de electricitate furnizează 3-5 kwh de căldură B Pompa de caldură 2 Pământ Apă fierbinte Încălzire sub podea Legătura de apă Buffer tank Căldura geotermală este extrasă folosind fie niște conducte mari amplasate orizontal (A) la mică adâncime, fie un sistem de conducte amplsate vertical (B) și localizate la o adâncime mult mai mare. Folosirea eficientă a resurselor Pompele de căldură Atingând Pământul Culege căldura din împrejurimi, adaugă un pic de electricitate și amestecă ingredientele într-o pompă de căldură. Aceasta este reţeta pentru a avea căldură și apă caldă în case, fără a genera CO 2. temului de încălzire temperatura la care apa caldă pătrunde în sistem trebuie să fie pe cât de scăzută posibil, explică Reinhard Imhasly de la Siemens Building Technologies din Zug, Elveţia. Având în vedere că sistemele de încălzire prin podea necesită o temperatură de admisie de doar 35 de grade Celsius, sunt mai potrivite pentru pompele de căldură decât radiatoarele convenţionale, care în prezent încă au nevoie de cel puţin 50 de grade Celsius. O temperatură de admisie mai scăzută necesită de asemenea și o izolare foarte bună, motiv pentru care pompele de căldură sunt deosebit de eficiente în casele moderne cu o mare eficienţă energetică. Nu este de mirare atunci că, în cazul acestor sisteme, cota lor de piaţă a crescut substanţial în Germania, în ceea ce privește locuinţele noi, de la mai puţin de 1% în anul 2000, până la aproximativ 23% în Pompele de căldură pot fi de asemenea folosite în clădiri mai vechi, dacă acestea sunt modernizate în prealabil. Nu are niciun sens să înlocuiești un sistem de încălzire vechi cu o pompă de căldură dacă lași restul lucrurilor neschimbate, avertizează Imhasly. Cota de piaţă pentru pompele de căldură în proiectele de renovare și de modernizare este de 6%. În Germania 3 funcţionează în prezent de pompe de căldură, dintre care aproximativ au fost instalate anul trecut. Dimensiunea potrivită. Controlul sistemului de încălzire pentru fiecare cameră în funcţie de necesităţi, folosind senzori de temperatură, este de asemenea foarte important. Siemens oferă produsele potrivite pentru toate tipurile de clădiri, susţine Imhasly. O preocupare importantă în timpul planificării este să te asiguri că unitatea are dimensiunile potrivite. Dacă oferă prea puţină putere, utilizatorul va trebui să apeleze și la alte surse de căldură. Dacă puterea sa este prea mare însă, pompa de căldură se întrerupe și repornește constant, ceea ce-i reduce din eficienţă. Cele mai bune modele permit ajustarea debitului pentru a corespunde nevoilor de căldură. Cheia pentru a obţine un COP ideal este sursa de căldură. Pompele de căldură nu numai că extrag căldura din pământ, dar o pot extrage și din apa freatică sau aer. Pompele de căldură care-și extrag energia din pământ folosesc fie un sistem vertical de conducte în medie cu o adâncime de 100 de metri fie un sistem amplasat orizontal la aproximativ 1,5 metri sub suprafaţă. Pompele de căldură care folosesc apa drept sursă, își preiau căldura din pânza freatică, iar cele bazate pe aer își preiau energia din mediul ambient. Pompele de căldură pe bază de aer sunt foarte ușor de instalat, pentru că nu au nevoie decât de un convertor de căldură pentru aerul din jur. Acest lucru le face foarte ieftine, însă mai puţin eficiente, pentru că temperatura de afară poate scădea foarte mult în timpul iernii. Pompele de căldură care extrag energia din pământ sau din apa freatică necesită investiţii mai ridicate, însă sunt mai eficiente, oferind mai multă căldură pe unitatea de energie consumată. În studiile noastre, pompele de căldură ce-și extrag energia din pământ au atins un COP anual de 3,9, anunţă Marek Miara de la Institutul Fraunhofer pentru Sisteme de Energie Solară din Freiburg, Germania. Pompele de căldură bazate pe aer au obţinut doar 2,9. Conform Agenţiei germane pentru Mediu, pompele de căldură trebuie să aibă un coeficient de performanţă de cel puţin 3 pentru a reduce emisiile de CO 2, prin comparaţie cu boilerele pe bază de condensare a gazelor, ţinând cont de particularităţile sistemului energetic german actual. Acest efect devine mai accentuat pe măsură ce proporţia reprezentată de energiile regenerabile din sistemul german de energie crește. Într-un studiu realizat la solicitarea Asociaţiei federale a producătorilor de pompe de căldură (BWP), Universitatea Tehnică din München a ajuns la concluzia că până în 2030 pompele de căldură cu un COP anual de 3,0 pot reduce consumul de energie cu 40% prin comparaţie cu sistemele de încălzire convenţionale, cum ar fi boilerele pe bază de condensare a gazelor. Cu un COP anual de 4,5, e- nergia economisită ar atinge 60%. Prin folosirea unei pompe de căldură, utilizatorii nu doar că ocrotesc mediul, dar economisesc și bani. Deși costurile de investiţie pentru un sistem cu pompă de căldură pot fi cu câteva mii de euro mai ridicate decât cele convenţionale, investiţia este amortizată în 10 până la 20 de ani. În anumite cazuri investitorii și-au amortizat cheltuielile chiar și mai repede. În urmă cu 5 ani Siemens a instalat două pompe de căldură la facilităţile sale de cercetare de la München- Neuperlach. Pompele folosesc ca resursă energetică apa freatică cu o temperatură între 14 și 17 grade Celsius. Economia rezultată ne-a permis să ne recuperăm investiţia după doar un an, a declarat Thomas Braun de la Siemens Real Estate. În prezent cele două pompe asigură un sfert din căldura necesară pentru 30 de clădiri, în care lucrează de oameni, a mai precizat el. Pentru a ne face o idee cu privire la viitorul pompelor de căldură, trebuie să ne uităm nu mai departe de Elveţia, ţară în care pompele de căldură deţin deja o cotă de piaţă de aproximativ 90% în cazul caselor noi. Mulţumită unei mari cantităţi de energie hidro și nucleară, emisiile de CO 2 ale sistemului energetic elveţian sunt foarte mici, cu doar 127 grame per kilowatt/oră (g/kwh), prin comparaţie cu 563 g/kwh în Germania. Prin urmare, în Elveţia pompele de căldură sunt deja extrem de eficiente. Christian Buck Pictures of the Future Toamna

94 Mulţi clienţi profită de beneficiile oferite de software-ul PLM, printre care o fabrică din Amberg și echipa de Formula 1 Red Bull Racing. Opus: Un exemplu de Mechatronics Concept Designer. Folosirea eficientă a resurselor Producţia virtuală Cursa spre lumea reală Fie că este vorba de trenuri de mare viteză, mașini de curse sau de componente electronice tehnologiile de simulare avansată duc la o scădere a timpului de producţie, reduc costurile și economisesc energie și resurse. Un rol important în acest domeniu îl are software-ul de la Siemens pentru managementul perioadei de viaţă a produselor. nagement al perioadei de viaţă a produsului (product lifecycle management - PLM). Prin intermediul lui Tecnomatix, procesul de proiectare, planificare aspect și capacitatea de analiză pot fi desfășurate în perfectă coordonare. Proiectanţii se pot gândi la diferite versiuni de produse, pe care le pot compara pornind de la parametrii cunoscuţi. În plus, ei pot calcula în detaliu costurile asociate. Mai mult decât atât, ei pot realiza toate acestea într-un stadiu incipient al fazei de planificare a conceptului. Timpul de fabricaţie pentru acest nou produs poate astfel să fie scurtat, modificările ulterioare sunt evitate, iar coordonarea dintre proiectare și producţie este îmbunătăţită în ansamblu. Mai repede pe piaţă. Secretul succesului este o singură bază de date comună, ce poate fi accesată atât de proiectanţi cât și de dezvoltatori. Pentru a perfecţiona și mai mult acest proces, vom integra toate aceste date în soluţia Teamcenter PLM, care gestionează digital întregul ciclu vital al produselor, susţine Biersack. Teamcenter, principalul program din cadrul unei familii de aplicaţii Siemens pentru PLM, constă într-o serie de instrumente care i-au adus companiei o poziţie dominantă pe această piaţă în prezent. Soluţia adună la un loc toate Soluţiile oferite de fabrica de electronice Siemens din Amberg, Germania, sunt folosite la orice, de la un montagne russe instalat la sărbătoarea Oktoberfest de la München, până la fabricile de automobile. De fapt, astfel de soluţii au un rol de jucat peste tot unde mișcarea și secvenţele de pași sunt produse și controlate electric. În total, aproximativ de lucrători din orașul Amberg din estul Bavariei produc dispozitive electromecanice pentru liniile de producţie. Varietatea produselor care se fabrică aici a crescut foarte mult în ultimii ani cu consecinţe majore pentru procesele de producţie asociate. Comenzile trebuie să fie onorate mai repede, explică Peter Biersack, șeful departamentului de Manufacturing and Test Planning. Mai mult decât atât, având în vedere faptul că numărul modelelor crește cu repeziciune, complexitatea fluxurilor de lucru crește la rândul său. Spre exemplu, portofoliul standard pentru întrerupătoare cuprinde de produse. Astfel, pentru a putea organiza eficient sistemele de producţie, și la costurile cele mai scăzute, inginerii de la fabrica Amberg planifică procesul de producţie digital, de la început până la sfârșit, cu Tecnomatix, o soluţie software de mainformaţiile referitoare la produs generate în timpul ciclului de viaţă al acestuia de la planificare, dezvoltare și producţie până la vânzări, reparaţii și întreţinere. Printre sursele acestor date se numără programele de design, sistemele de planificare a resurselor pentru administrare corporativă și chiar aplicaţii Office folosite pentru a crea manuale de utilizare și documente de marketing. Integrarea datelor oferită de programul Teamcenter aduce cu sine uriașe beneficii, pentru că timpul necesar dezvoltării unui produs până la stadiul lansării sale pe piaţă poate fi scurtat considerabil, ceea ce nu numai că oferă un avantaj în faţa competitorilor, dar reduce și costurile și cantitatea de energie și de resurse necesare. Acest software poate fi de asemenea folosit și pentru a identifica efectele potenţiale ale unui produs asupra mediului. În dezvoltarea și construcţia vehiculelor feroviare, provocarea nu constă în numărul mare al versiunilor de produs, așa cum se întâmplă în fabrica de electronice de la Amberg. Dar și aici, clienţii solicită perioade mai mici până la livrare, în pofida creșterii simultane a standardelor de calitate și a complexităţii tehnice. Iată astfel că, și în cazul trenurilor, dezvoltarea și 94 Pictures of the Future Toamna 2011

95 se mișcă cu naturaleţe, la fel ca în viaţa reală. Mulţumită instrumentului Mechatronics Concept Designer utilizatorii pot dezvolta proiecte ale unor mașini într-un mediu extrem de realist. Programul simulează în timp real comportamentul mașinii, conform unui model tridimensional, permiţându-i proiectantului să interacţioneze cu o simulare dinamică, ca și când s-ar juca pe calculator. Odată ginerii și tehnicieni noștri să acceseze aceleași date și informaţii, updatate la zi, dar și ca proiectanţii să observe cât mai rapid cu putinţă orice modificare adusă, susţine Nevey. Dacă, spre exemplu, botul monopostului este modificat, toate variabilele relevante sunt modificate automat. Drept rezultat, putem încerca rapid diferite idei de design și putem și testa felul în În prezent sunt aproximativ 6,7 milioane de utilizatori cu licenţă ai soluţiei PLM printre care și Red Bull Racing. care anumite componente individuale reacţionează la factori precum căldura sau vibraţiile, susţine Neil Dunsmuir, Marketing Manager pentru Europa, Orientul Mijlociu și Africa la Siemens PLM Software. Pentru a pregăti mașinile de curse pentru competiţie poate fi accesată o aplicaţie specială, care simulează circuitul pe care se va desfășura întrecerea sportivă. În cazul în care această apli- create, obiectele pot fi păstrate într-o bibliotecă, la un loc cu toate datele obţinute despre ele. O astfel de bibliotecă poate cuprinde informaţii despre, spre exemplu, mânere, tipul de mișcare, senzorii și motorizarea acestor mașiniunelte. Folosirea acestui instrument scurtează timpul de dezvoltare cu până la 20% și îmbunătăţește calitatea rezultatelor. Tehnologie pentru campionii mondiali. În prezent sunt aproximativ 6,7 milioane de utilizatori cu licenţă ai programului Siemens PLM, din întreaga lume, și care lucrează în numeproducţia trebuie să meargă în paralel. Este nevoie de foarte mult efort pentru a coordona acest lucru, susţine Reinhard Belker, care conduce departamentul de Engineering la fabrica de producţie Siemens Mobility din Krefeld, Germania. Şi în acest caz, compania se bizuie pe un produs software ce cuprinde întregul ciclu de viaţă al unui tren (Pictures of the Future, Toamna 2007, p. 30). Din moment ce toţi cei implicaţi în dezvoltarea unui produs chiar și specialiștii din alte locaţii accesează aceeași bază de date care este mereu la zi, ei pot colabora mai eficient asupra proiectului și în cadrul procesului de construcţie. În plus, tehnici privind realitatea virtuală sunt folosite pentru îmbunătăţirea colaborării dintre dezvoltatorii și producătorii care lucrează la același produs, deși se află la mari distanţe unii de alţii, la Krefeld, München, Viena, Praga sau Moscova. Aceștia pot vedea în amănunt și pot discuta pornind de la modele 3D la scara reală a viitoarelor produse. Aceste modele sunt generate de Teamcenter Visualization, un software PLM de la Siemens care oferă o reprezentare realistă a datelor 3D. Unul dintre instrumentele din arsenalul deţinut de Siemens PLM Software este Mechatronics Concept Designer, ce a fost creat parţial la Siemens Corporate Technology din Princeton, New Jersey. Această aplicaţie, ce este în prezent unică pe piaţă, face ca planificarea mașinilor-unelte să fie mai rapidă și mai ușoară, pentru că funcţiile lor pot fi simulate foarte devreme în procesul de dezvoltare. Acest instrument este remarcabil și pentru că folosește tehnologia physics-engine creată de NVIDIA, o companie lider pe piaţă în domeniul aplicaţiilor vizuale, dar și al plăcilor video pentru calculatoare. Această tehnologie este folosită în jocurile video pentru a simula procese fizice complexe și contribuie la crearea unor medii 3D foarte realiste, cum ar fi explozii care spulberă praful, personaje cu geometrii complexe și care roase domenii de activitate. Printre aceștia se numără și echipa de Formula 1 Red Bull Racing. În Formula 1 produsele sunt dezvoltate, modificate și fabricate mai rapid decât oriunde în altă parte. Încă de la sezonul de debut în Formula 1, în 2005, Red Bull Racing s-a bazat pe Teamcenter, precum și pe NX, o soluţie ce poate fi folosită pentru dezvoltarea interactivă a unor produse extrem de sofisticate și, în același timp, pentru exercitarea unui control inteligent asupra procesului de fabricaţie. În fiecare zi, aproximativ 180 de ingineri de la Red Bull Racing își dau toată silinţa pentru a face monoposturile pilotate de Sebastian Vettel și Mark Webber să atingă acea viteză puţin mai mare care să le aducă victoria. Lucrăm cu 15 module principale și aproximativ de componente susţine Steve Nevey, șeful Business Development și Chief Technical Director la Red Bull Racing. Cel mai important lucru este ca incaţie determină faptul că monopostul are nevoie de mai multă presiune la sol pentru Monaco Grand Prix, spre exemplu, această informaţie este imediat transmisă tehnicienilor NX, care pot modifica designul monopostului în consecinţă. Ei pot modifica astfel mașina, în conformitate cu particularităţile fiecărui circuit în parte. Printr-un simplu click din mouse, ei pot opera modificările și pot evalua randamentul acestora. În cursul acestor proceduri nu se introduc date manual în calculatoare și nu sunt transferate informaţii între mai multe sisteme IT. În doar câteva ore noile părţi vor fi fabricate și atașate la monopost. La Red Bull Racing, soluţia PLM joacă un rol important în succesul echipei. În sezonul 2010 echipa britanică a câștigat titlul la Formula 1 atât la categoria constructorilor, cât și la categoria piloţilor. Gitta Rohling Pictures of the Future Toamna

96 Turbina cu gaz SGT5-8000H este rezultatul multor ani de cercetări. Opus: Modelul de 60-hertz folosit în Florida. Imaginea mare: Sărbătorind prima pornire de încercare a turbinei americane la Berlin. Folosirea eficientă a resurselor Turbinele cu gaz cu ciclu combinat O centrală de energie ce impune recorduri Noua turbină cu gaz cu ciclu combinat de la Siemenes reușește să convertească 60,75% din energia conţinută de gazele naturale în electricitate un adevărat record mondial. Poate fi pornită și oprită în aproximativ 30 de minute, perioadă de timp necesară pentru a compensa fluctuaţiile de alimentare din surse regenerabile. Un moment istoric s-a produs într-o centrală electrică în mai Această centrală găzduiește o turbină ce a fost introdusă în Cartea Recordurilor Guinness și a primit numeroase premii pentru inovaţie și pentru compatibilitatea cu mediul. Turbina cu gaz cu ciclu combinat cel mai mare și mai eficient sistem de acest tip din lume este piesa de bază a centralei energetice Irsching Block 4 din Germania. Măsurând 13 metri și cântărind nu mai puţin de 444 de tone, turbina și-a început serviciul comercial după ani de teste, la E.ON, o companie energetică, la 22 iulie Centrala, care produce 375 megawaţi (MW), atinge o eficienţă de 40%. În combinaţie cu o turbină cu aburi și cu un generator de aburi care recuperează căldura, conceput special de Siemens, centrala a ajuns la eficienţa record de 60,75%, cu o producţie netă de 578 MW mai mult decât a fost planificat iniţial. Astfel, această centrală este capabilă să asigure suficientă energie pentru un oraș de talia Berlinului, cu 3,4 milioane de locuitori. Prin comparaţie cu cele mai avansate centrale pe care le-a detronat, această centrală este cu 2% mai eficientă, emisiile sale de CO 2 fiind mai reduse cu de tone pe an cantitate echivalentă emisiilor generate de aproximativ de automobile obișnuite parcurgând de kilometri. Iar prin comparaţie cu media globală pentru centralele energetice cu ciclu combinat, noua centrală folosește cu o treime mai puţin gaz natural și elimină în atmosferă cu o treime mai puţin CO 2 per kilowatt/oră generat. Viteza cu care poate fi pornită și oprită turbina cu gaz constituie de asemenea un record în sine. După ce a fost oprită timp de câteva ore, această unitate poate fi adusă la potenţialul maxim de funcţionare în doar 30 de minute. Această flexibilitate reprezintă cel de-al doilea atu al centralei cu ciclu combinat, alături de atuul unui nivel ridicat de compatibilitate cu mediul. Willibald Fischer, product manager pentru turbina cu gaz, susţine că în cazul centralelor care generează energie din resurse regenerabile, centrale care devin din ce în ce mai numeroase, un simplu nor sau o pală de vânt sunt suficiente pentru a provoca fluctuaţii în reţea. Efectele acestor fluctuaţii ar putea fi eliminate în viitor prin folosirea centralelor energetice cu ciclu combinat ca soluţie de backup, spre exemplu. Iar în aceste cazuri capacitatea de a le porni rapid este necesară pentru a nu le ţine în stand-by, condiţie în care ar continua să consume resurse. Coloana vertebrală pentru energiile regenerabile. Unele dintre elementele ce apar în scenariul lui Fischer sunt deja realitate. Într-o zi însorită, sistemele fotovoltaice din Bavaria asigură deja mai mult de jumătate din necesarul de energie. În plus, în următorii ani se așteaptă o expansiune semnificativă a facilităţilor pentru obţinerea energiei electrice din resurse regenerabile. Până în 2020, conform lui Fischer, într-o zi însorită și cu vânt va fi posibilă asigurarea întregului necesar energetic al Germaniei timp de câteva ore, doar din resurse regenerabile. Însă dacă vremea se schimbă brusc, centralele care funcţionează cu combustibili fosili, vor trebui să fie pornite cât mai repede cu putinţă. Până în 2020 vom avea nevoie de o rezervă de centrale electrice care să genereze între 30 și 50 gigawaţi, adică 20% - 30% din capacitatea energetică actuală din Germania. Centralele 96 Pictures of the Future Toamna 2011

97 flexibile cu gaz sunt încă foarte potrivite pentru acest rol. Cheltuielile capitale sunt mici, iar gazul natural are cea mai bună balanţă a emisiilor de CO2 pentru nivelul energetic exploatat dintre toate celelalte surse de energie fosilă, susţine Lothar Balling, general manager pentru centralele electrice pe gaz. Mai mult de 750 de angajaţi, printre care și 250 de ingineri, lucrează la dezvoltarea, asamblarea și testarea modelului de turbină SGT5-8000H și a centralei sale energetice cu ciclu combinat (vezi Pictures of the Future, Toamna 2007, p. 54). Siemens a investit peste 500 de milioane de euro într-o centrală prototip, înainte de a fi cedată companiei E.ON. Această turbină nu este generaţia următoare a unui model existent, ci a fost proiectată și construită de la zero. Recordurile de eficienţă și flexibilitate obţinute de această turbină sunt datorate îmbunătăţirilor aduse turbinei și designului său. Inginerii au crescut temperatura de operare a turbinei, au optimiz at materialele și geometria compresorului și a paletelor, au redus pierderile din sistemul de răcire cu aer și au adaptat boilerul, turbina cu aburi și generatorul toate părţile sale componente să se potrivească în mod optim una cu cealaltă. Turbina cu aburi spre exemplu, (vezi Pictures of the Future, Primăvara 2008, p. 32) a fost proiectată special în funcţie de temperatura gazelor evacuate de turbină. Dimensiunea gigantică a boilerului dintre turbina cu aburi și turbina cu gaz este necesară pentru a transforma volumul uriaș de gaze evacuate în aburi. Acest boiler cântărește de tone și este dotat cu schimbătoare de căldură pe o suprafaţă de de metri pătraţi. O centrală cu ciclu combinat trebuie să fie perfect coordonată, până la ultimul detaliu, susţine Fischer. Este ca o mașină cel mai bun motor nu valorează nimic dacă nu este însoţit și de un șasiu optim, a mai adăugat el. Arta ingineriei. Dezvoltatorii au reușit să obţină timpul scurt de pornire și oprire al centralei prin răcirea turbinei cu gaz în mod exclusiv cu aer și prin optimizarea hidraulică a spaţiului dintre paletele rotative și carcasă. Acest lucru a fost realizat prin ajustarea poziţiei rotorului cu 3 milimetri, fapt care, la rândul său, previne coliziunile dintre palete și carcasă în timpul unui instalaţi în timpul testelor. Acești senzori au măsurat o serie de parametri precum presiunea și temperatura, vibraţiile paletelor rotative, stresul mecanic sau vitezele de rotaţie. Rezultatele au fost folosite pentru a optimiza modelul SGT5-8000H. Cerere globală. Clienţii se așează la coadă pentru această turbină cu gaz, care a spulberat toate recordurile. Coreea de Sud a comandat o centrală cu ciclu combinat ce urmează să fie livrată începând cu anul 2012, iar un furnizor de electricitate din Florida a comandat șase turbine cu gaz din generaţie nouă, în versiunea de 60-hertz, care îl vor ajuta să economisească suma de aproximativ 1 miliard de dolari din operare, întreţinere și alte investiţii de-a lungul ciclului de viaţă al turbinelor. Centralele cu ciclu combinat din SUA au în prezent o eficienţă de mai puţin de 40%. Dacă toate aceste unităţi ar folosi noile turbine cu gaz de la Siemens, ar putea obţine în fiecare an, în plus faţă de cât produc în prezent, o cantitate de energie electrică ce ar asigura necesităţile a nu mai puţin de 25 de milioane de americani fără a genera mai mult CO 2 decât generează de la modelul de turbină Amerigas. Însă cea mai importantă contribuţie adusă de ingineri pentru obţinerea acestei eficienţe record este creșterea temperaturii de combustie de la de grade Celsius (ca la modelele anterioare) până la aproximativ de grade Celsius. Având în vedere faptul că și temperatura de la suprafaţa paletelor turbinei este, în consecinţă, mai ridicată, noua turbină avea nevoie de o și mai bună protecţie împotriva căldurii. Astfel, paletele turbinei sunt făcute dintr-un aliaj de nichel care se solidifică în direcţia încărcării ca un singur cristal, fapt care le face să fie foarte rezistente la rupere. Apoi, pe palete se află o barieră termică în două straturi, care oferă izolare faţă de căldură. Caracteristicile de răcire în aer ale paletelor au fost de asemenea optimizate. Profilul paletelor a fost modificat pentru a reduce pierderile provocate de turbulenţe. Ei au realizat acest lucru printr-o simulare 3D a dinamicii fluidelor din interiorul compresorului o adevărată provocare pentru o simulare computerizată. Pentru a ajunge la nivelul ridicat de eficienţă al acestei turbine cu gaz, a mai fost nevoie și ca start rapid. Această abordare pe bază de răcire cu aer este mai potrivită pentru obţinerea flexibilităţii dorite, prin comparaţie cu răcirea parţială sau completă cu aburi, pentru că elimină nevoia de a aștepta ca aburul să fie mai întâi generat, după pornirea turbinei. Un alt secret al succesului acestei turbine este combinarea celor mai bune tehnologii de la Siemens și de la compania americană Westinghouse, preluată de Siemens în În timp ce designul superior al rotorului turbinei, realizat de Siemens, a fost reţinut, inginerii au decis să folosească o cameră de combustie Westinghouse pentru că a fost mai ușor de testat decât camerele de combustie de la Siemens. Testele aprofundate caracterizează întregul proces de dezvoltare pentru turbina SGT5-8000H. Parteneriatul cu E.ON a făcut posibilă realizarea de teste în condiţii reale la Irsching, între 2007 și Pentru a analiza cât mai precis comportamentul turbinei, de senzori au fost Un furnizor de energie din SUA va economisi aproximativ 1 miliard de dolari în cursul ciclului de viaţă al celor 6 turbine campioane de la Siemens. în prezent. Pentru a testa complet turbina de 60 hertz, Siemens a cheltuit peste 17 milioane de euro pentru a-și moderniza și extinde instalaţia de testare de la centrala cu turbine cu gaz din Berlin. O turbină dintre cele comandate de clientul din Florida este testată intensiv în această locaţie din iulie Iar vânătorii de recorduri de la Siemens sunt determinaţi să facă turbine din ce în ce mai bune, care să rămână pe locul întâi. Cred că putem îmbunătăţi eficienţa centralei cu ciclu combinat cu 1% în viitorii 5 ani, folosind o turbină cu gaz mai mare și mai fierbinte. O asfel de îmbunătăţire ar face întregul sistem să fie și mai economic și mai compatibil cu mediul, a mai susţinut Balling. Fenna Bleyl Pictures of the Future Toamna

98 Clienţi așa cum este Clemens Schmees și echipa sa (pagina din faţă, deasupra) sunt încântaţi de rezultatele recomandărilor venite din partea programului Siemens Production System, care includ îmbunătăţiri în procedurile de operare și de fabricaţie (pagina din faţă, dedesubt). Folosirea eficientă a resurselor Optimizarea lanţului de aprovizionare Ajutând furnizorii Un lanţ este la fel de puternic pe cât de puternică este cea mai slabă verigă a sa. Dacă un furnizor începe să aibă probleme de calitate și încredere, aceste probleme afectează întregul ciclu de producţie. Siemens a lansat un program care îi poate ajuta pe furnizorii confruntaţi cu astfel de probleme să le depășească. Turnare cu inima și sufletul. Acesta este motto-ul companiei germane Edelstahlwerke Schmees GmbH, o companie ce a fost înfiinţată în 1961 și care a devenit rapid o turnătorie mare și de succes. În 1993 compania și-a mutat cartierul general din landul North Rhine-Westphalia în landul Saxonia. Volumul comenzilor era sănătos în special pentru turnarea de părţi din oţel inoxidabil destinate pentru pompe și turbine. Iar în 2008 compania, care în acel moment avea 360 de angajaţi, a investit aproximativ 10 milioane de euro în niște noi hale de producţie la Langenfeld (lângă Düsseldorf) și la Pirna (lângă Dresda). Însă anii de boom 2007 și 2008 au adus și probleme. Din cauza numărului crescut de comenzi compania a început să aibă probleme în a respecta termenii de predare. Din această cauză calitatea produselor sale a început să sufere. Performanţa noastră nu era ideală, recunoaște deschis proprietarul, Clemens Schmees. Compania Siemens era de asemenea preocupată de această situaţie, pentru că Schmees GmbH este un partener strategic important, care furnizează până la 7 tone de piese și materiale pentru turbinele cu gaz, și oferea și cel mai bun preţ al pieţei în acest domeniu. Schmees GmbH este singurul furnizor pentru o serie de proiecte Siemens, iar cum Siemens este interesată de parteneriate pe termen lung cu furnizorii, reprezentanţii companiei au știut că trebuie să acţioneze. Barbara Kux, Head of Supply Chain Management și membră a Siemens Managing Board, care este responsabilă de achiziţiile la nivel global ale companiei, a fost hotărâtă să rezolve această problemă. Ne plasăm printre cele mai bune companii de pe piaţă și dorim să continuăm să ne îmbunătăţim competitivitatea și pentru viitor, susţine Kux, care este originară din Elveţia. Putem atinge acest obiectiv doar dacă beneficiem de un lanţ de aprovizionare eficient. Acest lucru înseamnă că toţi partenerii noștri trebuie să încerce continuu să-și îmbunătăţească performanţele și să optimizeze procesul de aprovizonare în întregul său. Raţionalizarea furnizorilor. În acest context Siemens a decis să aplice în premieră sistemul său propriu, Siemens Production System (SPS), în cazul unuia dintre furnizori. De mai multă vreme Siemens a folosit acest sistem pentru a îmbunătăţi performanţele propriilor sale instalaţii industriale (Pictures of the Future, Primăvară 2009, p. 30). SPS se concentrează asupra raţionalizării producţiei, ceea ce presupune ca fiecare etapă de producţie să fie organizată cu maximum de eficienţă. Perioadele în care un produs nu este procesat sau nu înaintează în procesul de producţie sunt considerate pierderi, pentru că valoarea unui produs nu crește în astfel de perioade. Acest lucru se întâmplă atunci când sunt întârzieri mari în procesul de fabricaţie, spre exemplu atunci când părţile trebuie transportate pe distanţe lungi pentru a fi continuat procesul de fabricaţie. Propunerea formulată de Siemens a fost bine recepţionată la Pirna. Am căzut de acord imediat, precizează Schmees. Ştiam că era loc de mai bine, așa că o oferta de acest gen nu putea decât să ne facă bine. Turnătoria de oţel a răspuns la acest proiect într-un mod pozitiv, își amintește și Dr. Bernd Müssig, cel ce a coordonat întregul proces în calitatea sa de Head of Siemens Operations Development. În august 2010, experţi SPS au călătorit la Pirna, au analizat procesul de producţie de acolo și au formulat o serie de recomandări pentru optimizarea sa. Noi am oferit doar consultanţă, explică Müssig. Compania furnizoare este responsabilă de punerea în practică a acestor recomandări. Angajaţii de la turnătorie au fost de asemenea foarte entuziaști și foarte motivaţi. Pe baza recomandărilor făcute de Siemens, Schmees GmbH a introdus elemente din sistemul kanban, un concept ce se concentrează asupra ultimei etape din procesul de producţie. O unitate din proces o avertizează pe unitatea precedentă atunci când are nevoie de mai multe materiale, atunci când procesul de producţie scade sub un nivel identificat în prealabil. Acest lucru înseamnă că toate unităţile precedente vor produce doar cantitatea necesară de materiale în ultima etapă de producţie. 98 Pictures of the Future Toamna 2011

99 Piesele în lucru sunt expediate către niște staţii speciale intermediare, de unde sunt preluate rapid pentru a fi procesate în continuare. Drept rezultat al implementării acestui sistem, nu mai există stive de piese nefinalizate așteptând să fie procesate la Schmees GmbH. Producţia este eficientă, iar timpii intermediari dintre etape sunt mult mai mici. În plus, blocajele din linia de producţie sunt eliminate, iar controlul mașinilor de producţie este optimizat. Zona exterioară folosită pentru depozitarea părţilor neterminate este la rândul său liberă și curăţată. Până în luna mai 2011 lucrurile erau în plină schimbare. Valoarea încrederii că următoarea comandă primită de companie va fi respectată întocmai a crescut cu 80%, susţine Müssig. Iar conform lui Schmees, plângerile clienţilor au devenit din ce în ce mai puţine. Datorită fluidizării procesului, acum putem accepta mai multe comenzi și putem să creștem volumul vânzărilor, adaugă el. Parteneriatul cu Siemens a fost de asemenea întărit în acest context. Ne dorim să îmbunătăţim încrederea în serviciile noastre la peste 90%, susţine Müssig. Dacă preţul nu se schimbă, atunci volumul achiziţiilor făcute de Siemens poate crește de asemenea semnificativ. În urma acestor rezultate pozitive, Siemens a lansat un program întreg denumit SPS@Suppliers și intenţionează să-l extindă și la alţi parteneri din lanţul de aprovizionare. Pe termen lung, SPS@Suppliers urmează să devină un element stabil al procesului de dezvoltare a achiziţiilor. Iar Schmees GmbH nu s-a culcat nici el pe lauri compania speră să ajungă cea mai bună turnătorie de oţel din Europa până în anul Nils Ehrenberg Reţeta verde pentru furnizori Siemens se luptă să folosească energia în mod economic în fabricarea produselor sale de foarte multă vreme. În acest scop, compania a lansat un Program de Eficienţă Energetică (Energy Efficiency Program - EEP) în De atunci, acest program a fost implicat în identificarea și adaptarea potenţialului de economisire la diferitele linii de producţie ale companiei (Pictures of the Future, Toamnă 2007, p. 37). Până în 2010 EEP a condus spre o îmbunătăţire medie de 11% a eficienţei folosirii energiei electrice în general și, respectiv, la o creștere cu 23% a eficienţei în domeniul energiei primare și al încălzirii. Eficienţa energetică este cea mai bună contribuţie la protecţia climei, susţine Barbara Kux, Siemens Managing Board Member, responsabil pentru Supply Chain Management și Sustainability. Iar acum, cu programul EEP4S (EEP for Suppliers), Kux îi aduce și pe furnizori în board. O mare parte din valoarea produselor noastre este adăugată de furnizori, așa că mi se pare logic să-i integrăm și pe ei în programul nostru EEP, a mai adăugat ea. Ambele părţi vor avea de câștigat din acest efort, pentru că o companie care economisește energie își reduce costurile de producţie și astfel devine mai competitivă. Structurile de furnizori pot fi însă, foarte diferite. Din acest motiv EEP4S are patru niveluri diferite, care oferă un tip unic de consultanţă ce ţine cont de aceste diferenţe, susţine Birgit Heftrich, managerul acestui proiect. Dacă furnizorul optează pentru Nivelul 1 al acestui program, consultanţi în probleme de mediu de la Siemens vor vizita compania și își vor petrece câteva zile pentru a inspecta cu atenţie facilităţile, pentru a analiza particularităţile structurale ale clădirilor, pentru a măsura consumul de energie și pentru a studia rutinele operaţionale și de întreţinere și a evalua contractele de achiziţii. Toate elementele sunt documentate într-un raport complet. Acesta este un ghid concret, detaliat, pentru a reduce consumul de energie, susţine Heftrich. Raportul nu oferă doar rezultatele, ci recomandă și pașii de urmat. El indică și de ce tipuri de investiţii este nevoie pentru a urma acești pași și cât de rapid pot fi amortizate investiţiile din economiile de energie rezultate. Furnizorul plătește preţul pentru consultare. Pentru companiile cu volume de achiziţii mai mici, EEP4S mai oferă și un instrument gratuit, aflat pe internet, ce permite autoevaluarea și oferă opţiunea de a primi din când în când sfaturi de la experţi Siemens. Eficienţa programului EEP4S este evidentă în exemplul Schmolz + Bickenbach Guss GmbH, ce operează o turnătorie la Krefeld. Această turnătorie aprovizionează Siemens cu piese din oţel folosite la turbinele cu gaz și respectiv aburi. Schmolz + Bickenbach este foarte mulţumit de rezultatele obţinute prin EEP4S. În primul an am reușit să amortizăm jumătate din investiţia făcută până acum, susţine Managing Director Hans Schlickum (foto, sus). Schlickum economisește de euro pe an cu o singură măsură de reducere a consumului de energie preîncălzirea individuală a cazanelor topitoriei pentru transportul oţelului turnat. În plus, compania a numit un ofiţer însărcinat cu energia care raportează direct conducerii, iar toate procesele ce se desfășoară în cadrul companiei sunt studiate și clasificate în funcţie de compatibilitatea lor cu mediul. Schmolz + Bickenbach a lansat de asemenea și un program de conservare a energiei prin educarea angajaţilor cu privire la eficienţa energetică și conservarea resurselor. Aceasta este o validare excelentă a programului nostru, susţine Kux. Iar ea mai are planuri mari pentru EEP4S. După ce vom implica 160 de furnizori cu sisteme de producţie intensive din punct de vedere energetic în anul fiscal , dorim să aducem alţi 840 de furnizori în 2012, în primul rând prin intermediul instrumentului nostru de autoevaluare, explică ea. Pe termen mai lung, există chiar proiectul înfiinţării unei etichete care să certifice eficienţa energetică. EEP4S va deveni o componentă permanentă a sistemului standardizat de gestionare a furnizorilor peste tot la Siemens, mai susţine Kux. Nils Ehrenberg Pictures of the Future Toamna

100 Folosirea eficientă a resurselor Materii prime Un cercetător de la Corporate Technology, analizând proprietăţile magnetice Siemens, studiază felul în care magneţii permanenţi puternici ar putea reduce folosirea elementelor rare. Pregătind alternative Cererea pentru materii prime necesare înaltei performanţe, așa cum sunt metalele rare, este în creștere la nivel global. Însă multe dintre aceste materii prime au devenit foarte rare. Din acest motiv, experţii de la Siemens dezvoltă tehnologii menite să îmbunătăţească utilizarea, reciclarea și substituirea materialelor importante. Produsele verzi câștigă teren atât de rapid încât experţii în materiale au dat alarma. Magneţii permanenţi necesari turbinelor eoliene sunt un exemplu, pentru că au nevoie de metale rare, printre care neodim, praseodim și disprosiu. Atunci când aceste elemente sunt optim combinate, densitatea energiei lor unitatea de energie magnetică ce poate fi stocată depășește 400 kilojouli pe metru cub (kj/m 3 ). Această valoare este atât de ridicată încât sistemele magnetice, prin comparaţie cu magneţii convenţionali, pot fi de dimensiuni mult mai mici și totuși în mod semnificativ mai puternice. Trecerea lor în categoria elementelor rare este oarecum derutantă, pentru că mai multe dintre aceste metale, așa cum este neodimul, nu sunt cu adevărat rare. Prezenţa lor este chiar mai comună în scoarţa terestră decât a plumbului, spre exemplu. Problema este că au fost descoperite doar câteva depozite de unde pot fi exploatate, în rest fiind răspândite peste tot, dar în cantităţi mici, deschiderea de exploatări pentru extragerea lor nefiind productivă. Multe elemente rare pot fi descoperite în Mon- golia centrală, Australia de vest, Groenlanda, Canada și SUA. Însă aproximativ 97% din extracţia mondială de elemente rare este în prezent concentrată în China. Așa că ne confruntăm cu o problemă de resurse, avertizează Dr. Thomas Scheiter, Head of the global technology field for Material Substitution and Recycling din cadrul Siemens Corporate Technology (CT). Iar fără astfel de resurse este foarte greu să ne descurcăm. Spre exemplu, magneţii care conţin doar 4% din metalul gri-argintiu disprosiu au un nivel ridicat de stabilitate a temperaturii, ceea ce-i face ideali pentru folosirea în sistemele eoliene. Însă, în prezent disprosiumul este găsit doar în depozite cu randament mic, iar soluţii alternative nu se vor găsi probabil mai devreme de 5 ani, ceea ce va face blocajele inevitabile. Alte depozite de elemente rare, cum sunt cele descoperite în mina Mountain Pass din California, ar putea fi exploatate în curând. Mai dificilă va fi exploatarea depozitelor de elemente rare descoperite în a doua jumătate a acestui an sub Oceanul Pacific, în apropiere de Hawaii și Tahiti. Dependent de elemente rare. Miezul problemei este faptul că metalele rare sunt necesare pentru o mulţime de produse high-tech, printre care motoare electrice, telefoane mobile, dispozitive laser sau televizoare LCD. La fel și în cazul introducerii becurilor cu fluorescenţă în locul celor cu incandescenţă, care risipesc o mare parte din energia electrică. Materialele fluorescente folosite la fabricarea acestor becuri au nevoie de elemente rare, iar cererea de astfel de materii prime este în continuă creștere. Proprietăţile excelente ale elementelor rare au dus la dezvoltarea unor noi produse care au împins piaţa şi mai departe, explică Dr. Ulrich Bast, cel care se ocupă de Technology Innovation la CT din München. Motoarele electrice, spre exemplu, pot funcţiona fie cu doi electromagneţi (bobine) fie cu un electromagnet și cu un magnet permanent. Mașinile sincron echipate exclusiv cu magneţi permanenţi reprezintă o clasă separată de motoare și generatoare. Aceste elemente rare pot reduce substanţial greutatea turbinelor eoliene. Folosirea materialelor convenţionale, cum ar fi 100 Pictures of the Future Toamna 2011

101 fierul și cuprul, duce la creșterea greutăţii mașinii, susţine Dr. Gotthard Rieger, cel ce conduce Magnetic Materials Development în cadrul CT. O soluţie mult mai elegantă este de a echipa rotoarele externe, care preiau energia rotaţională a turbinei, cu magneţi subţiri neodim-fier-bor care induc un câmp electric în bobine. În sistemele tradiţionale de captare a energiei eoliene, o cutie masivă de viteze transformă rotaţiile relativ lente în rotaţii rapide, metodă prin care este obţinut curentul electric în generator. Versiunile mai noi, însă, sunt concepute să folosească magneţi permanenţi bazaţi pe elemente rare, pentru a genera energie direct din rotaţia lentă. Printre avantaje se numără faptul că nu mai este nevoie de cutie de viteze, greutatea este redusă și sunt necesare mai puţine lucrări de întreţinere, ceea ce reprezintă un mare avantaj mai ales pentru fermele eoliene marine. Siemens oferă deja turbine fără cutii de viteze de 3 megawaţi și, respectiv, de 6 megawaţi. Acest lucru înseamnă că cererea pentru elemente rare va continua să crească. Mai mult decât atât, China va juca un rol din ce în ce mai de magneţi permanenţi puternici. Astfel de magneţi va trebui să poată fi produși fără să conţină niciun fel de element rar sau doar în cantităţi foarte mici din astfel de elemente. Pentru a putea folosi disprosiu mai eficient decât până acum, spre exemplu, nu îl vom mai dispersa prin tot materialul dintr-un magnet, susţine Rieger. În schimb, vom crea o structură în care acest element este concentrat doar de-a lungul limitelor de cristalit ale părţii de neodim-fier-bor din fiecare magnet, a explicat el. Acest lucru poate fi obţinut prin aplicarea unui strat fin de disprosiu peste magnetul finalizat și apoi folosirea unui tratament caloric pentru a-l dispersa spre interior de-a lungul limitelor de cristalit. Această abordare reduce foarte mult consumul de disprosiu, în timp ce păstrează proprietăţile magnetului neschimbate sau chiar le îmbunătăţește. Epoca Fierului. Alte concepte sunt îndreptate spre construcţia unor motoare fără a folosi deloc Rieger. La Siemens din München există deja un laborator pentru sinteza și studiul noilor materiale pentru magneţi. Însă noua soluţie nu reprezintă cumva un fel de întoarcere la Epoca Fierului?. În principiu, fierul este un excelent material magnetic, susţine Rieger. Însă este prea curând să prognozăm dacă densitatea energetică a noului material va ajunge la nivelul sau poate chiar o va depăși pe cea a elementelor Cercetătorii de la Siemens dezvoltă noi tehnologii de reciclare a minereurilor rare din motoarele electrice scoase din uz. magnetice rare. O altă cale posibilă pentru obţinerea unei utilizări sustenabile a elementelor rare este reciclarea acestor materii prime din motoarele electrice. Însă deocamdată nu există nicio metodă practică pentru a reuși acest lucru. În schimb, motoarele electrice dezafectate sfârșesc de obicei în topitorii. Este adevărat că materialul este reciclat, important în domeniul turbinelor eoliene și al mașinilor electrice și își va consuma din ce în ce mai mult din resursele proprii. Siemens abordează această provocare în contextul unui proiect avansat. Spre exemplu, cercetători coordonaţi de Thomas Scheiter desfășoară o analiză asupra materialelor importante folosite de companie și a cantităţilor de care este nevoie. Apoi, ei vor analiza piaţa pentru a verifica dacă sunt anumite materii prime a căror utilizare ar trebui să fie considerată critică, în funcţie de disponibilitatea lor pe piaţă. Dacă răspunsul este afirmativ, cei aproximativ 200 de experţi în materiale de la CT vor trebui să propună sau să dezvolte alternative. Ținând cont de penuria iminentă de elemente rare, Siemens a lansat un proiect menit să dezvolte noi tipuri elementele rare. Magneţi permanenţi, realizaţi din oxizi de fier amestecaţi cu alţi oxizi, există deja. Problema în acest caz este că, fără un pretratament special, acești magneţi ceramici sintetizaţi au, în medie, doar o zecime din densitatea energetică a magneţilor realizaţi cu ajutorul elementelor rare, ceea ce-i face inutili pentru multe tipuri de motoare și generatoare. În vederea reducerii nevoii de elemente rare, o echipă Siemens lucrează la un material inovator bazat pe un compus de fier-cobalt în care sunt introduse nanobare magnetice, apropiate una de alta ca un șirag de perle și închise într-o matrice. Vom putea folosi astfel de nanostructuri pentru a obţine și optimiza un magnet permanent puternic și în cele din urmă să obţinem o alternativă la elementele rare, susţine însă metalele rare se amestecă cu restul metalelor și sunt pur și simplu pierdute, susţine Bast. Ținând cont de acest lucru, oamenii de știinţă de la Siemens au început să dezvolte un proces care începe prin îndepărtarea magneţilor din motoare și cuprinde mai mulţi pași de reciclare. În cel mai simplu caz, nu trebuie decât să îndepărtezi magneţii de la un motor vechi și să-i instalezi la unul nou, explică Bast. Dar această strategie nu va funcţiona mereu, pentru că magneţii nu se potrivesc de obicei. În aceste condiţii eforturile sunt dirijate spre proiectarea de la început a motoarelor electrice într-un fel care să permită scoaterea magneţilor permanenţi cu ușurinţă, pentru reciclare. În cadrul acestui proiect, sprijinit de Ministerul german al Cercetării, sunt testate procedee de concentrare selectivă a materialelor magnetice în zgura de topitorie, de Pictures of the Future Toamna

102 unde ar putea fi recuperate cu ușurinţă și refolosite. Cercetătorii estimează că acest proces va fi gata pentru folosire industrială în câţiva ani. Folosirea cumpătată a elementelor rare sau a substitutelor lor va aduce beneficii și mediului. Este clar încă de pe acum că va fi posibil să fabricăm magneţi cu un grad mai mare de sustenabilitate în viitor, susţine Dr. Ute Liepold, Project Manager în cadrul Materials Substitution and Recycling unit de la Siemens. Acest lucru este important pentru că operaţiile de extragere din sol a elementelor rare au un impact puternic asupra mediului, situaţie întâlnită în special în China, unde în procesul de minerit sunt folosiţi acizi, pentru a decanta elementele rare de alte minerale. O soluţie naturală. Chiar dacă în prezent elementele rare sunt considerate prioritatea principală printre materiile prime de importanţă critică, alte substanţe provoacă la rândul lor neliniște. Metalele refractare deosebit de rezistente sunt de asemenea problematice din cauza posibilelor blocaje de aprovizionare, susţine Liepold. Printre aceste metale se numără niobiu, tungsten și molibdenul, ce sunt folosite în incintele de raze X, la întrerupătoare și la alte aplicaţii care necesită un nivel ridicat de rezistenţă la căldură, combinat cu un anumit nivel de maleabilitate și conductibilitate. Trebuie să căutăm cu atenţie orice alternative vor fi disponibile pentru fiecare dintre aceste materiale, mai susţine Liepold. Alte materiale rare de importanţă critică sunt: platină, paladiu, indiu, galiu și germaniu. Situaţia aprovizionării cu aur, cupru și argint este mai puţin gravă, însă și preţurile acestor metale vor continua să crească. Cercetătorii de la Siemens iau în calcul perspectiva creșterii preţurilor la multe materii prime importante. Spre exemplu, un proiect se concentrează deja asupra folosirii de aluminiu (care costă aproape jumătate din preţul pentru cupru) în locul cuprului, în conductorii electrici. Aproximativ 20% din cupru poate fi înlocuit cu aluminiu în prima fază, susţine Liepold. Într-un alt proiect, care încearcă să elimine necesitatea executării sudurilor în argint, oamenii de știinţă încearcă o variantă de sudură cu laser (vezi Pictures of the Future, Toamna 2008, p. 22). Siemens desfășoară proiecte de cercetare și pentru obţinerea de mase plastice din surse mai sustenabile decât petrolul. În prezent, cercetătorii sunt concentraţi pe biopolimeri, ce pot fi sintetizaţi din fructe ce conţin ulei. Siemens folosește în prezent polimeri termoplastici convenţionali, spre exemplu în fabricarea lămpilor cu utilizare specială, pentru aplicaţii în tehnologia medicală și pentru sortarea coletelor în aplicaţiile automate de poștă. Conform lui Liepold, folosirea viitoare a bioplatsticului în locul acestor polimeri ar reprezenta următorul pas logic. Suntem o companie verde și din acest motiv trebuie să acordăm o atenţie specială problemei materiilor prime, mai adaugă Liepold. Rolf Froböse Folosirea eficientă a resurselor Tratarea apei Staţia de epurare a apei din spatele casei Apa este o resursă foarte preţioasă, în special în economiile emergente. Fabrica Siemens din Kalwa, India, își reciclează singură apa cu ajutorul unui sistem ecologic ce a obţinut premiul Vasundhara 2011 un sistem de tratare a apelor uzate cu ajutorul plantelor. Oricine vizitează noua staţie de epurare a apei de la fabrica Kalwa, din apropiere de Mumbai, va crede că a ajuns într-o oază. Între halele de producţie și zonele acoperite cu asfalt se află un mic rezervor ce conţine apă tratată strălucitoare, de o nuanţă ușor turcoaz și limpede ca cristalul. Alături de rezervor se află un bazin umplut cu pietriș, în care cresc trestii alături de niște plante cu boboci roșii. Pe o arie de aproximativ de metri pătraţi, noi reciclăm apele uzate în procesul industrial, dar și pe cele menajere rezultate de la clădirea administrativă, susţine Jeevan Rao, șeful Departamentului Safety and Environment pentru Siemens Cluster South Asia. Noua staţie de epurare este o parte importantă din iniţiativa de mediu a Siemens, ce a primit în luna iunie a acestui an prestigiosul premiu Vasundhara. Premiul Vasundhara este cel mai important premiu pentru protecţia mediului acordat de statul indian Maharashtra (sudul Indiei). Sistemul de reciclare a apei folosit la fabrica Kalwa funcţionează asemenea unui ecosistem natural. În loc să se bazeze pe tehnologii avansate și costisitoare, acest sistem se bazează pe un miniecosistem de plante și microorganisme care elimină substanţele toxice și purifică apa. Acest sistem este format dintr-un șir de 32 de bazine unde apa este tratată atât mecanic cât și biologic. Spre exemplu, pietrișul oprește particulele solide în suspensie din apă, în timp ce plantele produc oxigen, iar rădăcinile lor asigură ventilarea patului de pietriș. Bacteriile descompun substanţele organice din apă cum ar fi bucăţele de mâncare în dioxid de carbon și apă. Compușii periculoși ai azotului, cum ar fi ureea, sunt transformaţi în azot în formă gazoasă, complet inofensiv. La capătul staţiei de epurare, ce are 90 de metri lungime, apa tratată este într-atât de pură încât nici măcar ţânţarii nu mai sunt interesaţi să-și depună larvele în ea. Un sistem de conducte duce apoi această apă înapoi spre clădirea administrativă Siemens și către grădini și sistemele sanitare, unde procesul începe din nou. Avantaje naturale. În afară de a fi eficientă, 102 Pictures of the Future Toamna 2011

103 Plantele se ocupă de tratarea apei la o fabrică Siemens din Kalwa, India, unde lucrează de angajaţi. elemente tehnologice de care are nevoie acest sistem sunt pompele și instrumentele pentru măsurarea debitului, iar acestea nu au nevoie de monitorizare continuă, așa cum se întâmplă în cazul staţiilor convenţionale de epurare a apei. Ținând cont de toate aceste avantaje, nu este nicio surpriză că staţiile de tratare a apelor uzate pe bază de plante devin din ce în ce mai populare în lume. Singura problemă este că astfel de staţii ocupă foarte mult spaţiu. Un oraș de de locuitori ar avea nevoie de o staţie de dimensiunea a aproape 60 de terenuri de fotbal. În plus, această staţie nu dispune de vreun sistem de control, ceea ce o face să nu fie potrivită pentru apele menajere, a căror compoziţie variază foarte mult. Nou construita staţie de la Kalwa reciclează două tipuri de apă reziduală, ce sunt colectate și pre-tratate separat. Cea mai mare parte a acestor ape provine din toalete, chiuvete și de la cantină. Această apă este adunată într-un rezervor de precipitare unde reziduurile solide sunt lăsate să se depună. Cel de-al doilea tip de apă reziduală este cea provenită din halele de producţie ale Siemens și conţine picături de uleiuri industriale ce sunt pre-tratate separat. Toată apa trecută prin aceste procese de precurăţare ajunge apoi în sistemul porpriu-zis de tratare, mai susţine Agaskar. Bazinele din beton ale staţiei au diferite dimensiuni și mai mult de 1 metru adâncime, fiind de asemenea construite în plan înclinat. Un sistem de bariere face ca apa să pătrundă într-un bazin în partea sa superioară și apoi să iasă spre alt bazin prin partea sa de jos. Sistemul acesta purifică apa atât în plan orizontal cât și vertical, ajungând să aibă o eficienţă de 95% - cu 5% mai ridicat decât coeficientul de eficienţă atins de unele staţii de tratare coonvenţionale, mai adaugă Agaskar. Deși în India trăiește 16% din populaţia planetei, această ţară nu dispune decât de 4% din totalul rezervelor de apă ale planetei. Nivelul apei freatice scade cu 4 centimetri pe an, susţine Agaskar. Schimbările climatice vor înrăutăţi probabil situaţia. Aceste sisteme de tratare a apei cu ajutorul plantelor nu vor putea rezolva singure această problemă. Însă așa cum spune Agaskar și Rao, fiecare componentă este importantă. Andrea Hoferichter Reciclarea personalizată a apei ieftină și ușor de întreţinut, această staţie de epurare a apei arată pur și simplu idilic, susţine Rajiv Agaskar, Sustainability Officer pentru Siemens Real Estate India. Ne ajută să salvăm până la 12 milioane de litri de apă pe an, mai adaugă el. În plus, procesul de reciclare naturală reduce cheltuielile cu apa cu aproximativ de euro anual. Mai mult decât atât, conform lui Agaskar, o astfel de instalaţie este mult mai ieftină decât una high-tech. Singurele Tipurile de ape reziduale ce necesită tratament înainte de a putea fi refolosite variază foarte mult. Nu numai că această apă poate fi clară sau neclară, dar poate conţine și impurităţi organice, agenţi patogeni sau metale grele. Siemens Water Technologies oferă o gamă largă de produse și soluţii personalizate, pentru îndepărtarea substanţelor nocive cu o maximă eficienţă energetică. Pe lângă metodele tradiţionale, muncipalităţile și companiile industriale solicită din ce în ce mai mult tehnologii mai compacte și cu o eficienţă energetică mai mare, așa cum este sistemul MemPulse Membrane Bioreactor (MBR) de la Siemens. Porii din membrana acestui sistem sunt atât de fini încât doar moleculele de apă pot trece prin ei. Biomasa, bacteriile și chiar virusurile nu pot trece prin pori. Sistemul folosește descărcări de aer sub presiune de-a lungul porilor membranei, pentru a evita blocarea acestora. Prin comparaţie cu sistemele convenţionale, în care este suflat permanent aer prin porii membranelor, abordarea Siemens reduce consumul de electricitate cu peste o treime. Sistemul EcoRight MBR, în prezent în fază de dezvoltare, este conceput pentru a respecta cele mai stricte cerinţe privind reutilizarea apelor reziduale. El este alimentat la un sistem inversat de osmoză, purificând apa astfel încât să poată fi folosită în boilere, în sistemele de răcire pe bază de apă sau în alte sisteme. Sistemul EcoRigh a fost testat cu succes la una dintre rafinăriile celui mai mare exploatator de petrol din lume, Saudi Aramco, unde a tratat cu succes apa uzată dintr-un separator de apă/ţiţei. Standardele de calitate pentru apa uzată pot de asemenea să fie foarte diferite. În timp ce unele instalaţii industriale refolosesc apa uzată pentru răcire sau pentru încălzire, altele o folosesc chiar în procesele industriale pe care le desfășoară. Tratamentul adiţional al apei, în cazul în care este necesar pentru aplicaţii cum ar fi fabricarea de materiale semiconductoare sau chiar producţia de băuturi, este asigurat de niște filtre de carbon moderne, de instrumente de distilare, ionizare, clorinare și/sau purificare cu raze ultraviolete. Un alt sistem nou de la Siemens este Micro Media Column (MMC), un sistem capabil să îndepărteze metalele grele, cum ar fi mercurul sau cuprul, din apă. În acest sistem de filtrare, apa uzată se scurge pe o coloană acoperită cu microparticule ce reţin în mod chimic particulele metalice. Această apă este purificată la volume neegalate încă în industrie și cu o eficienţă dincolo de cerinţele și normele de protecţie a mediului. Printre aplicaţiile la care poate fi folosit sistemul Micro Media Column se numără tratarea apei reziduale de la centralele electrice și din industria gazului și a petrolului. Andrea Hoferichter Pictures of the Future Toamna

104 În 2009, São Paulo a trecut printr-o pană de energie de 6 ore. Un mod de a satisface nevoia crescută de energie este de a produce electricitate din trestia de zahăr (pagina din dreapta). Folosirea eficientă a resurselor Inovaţii în Brazilia Zahăr, petrol şi minţile inventive Setea de energie a Braziliei îi face pe inginerii din această ţară să fie inventivi. Inovaţiile tehnologice măresc eficienţa şi stabilitatea reţelei de aprovizionare cu energie electrică. Cu ajutor de la Siemens, Brazilia sondează sursele neconvenţionale de energie de pe fundul mării şi de pe câmpiile braziliene. Ulisses Candido da Silva Junior priveşte la marea verde din jurul său. Dealurile din nordul statului brazilian Paraná se ridică precum nişte valuri şi se pierd uşor în depărtare, cât poţi vedea cu ochii. Candido da Silva conduce staţia de procesare şi rafinare a zahărului Santo Inácio, una dintre cele patru instalaţii de procesare a zahărului deţinute de Alto Alegre Group. Îşi şterge sudoarea de pe frunte. Recolta a început, iar în câteva zile camioane uriaşe vor începe să aducă tone de trestie de zahăr, spune el. Fabrica sa o va transforma în zahăr brut şi alcool, ce este folosit în prezent pentru a alimenta aproape toate maşinile braziliene. Mai mult de jumătate din trestia de zahăr produsă în Brazilia este transformată în etanol, ce este apoi folosit pentru a încărca rezervoarele pompelor de combustibil (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2009, p. 90). Compania Alto Alegre este o afacere de familie, la fel ca multe altele din industria braziliană a zahărului. Însă acum se produc transformări într-un ritm alert. Marile companii internaţionale din domeniul energetic îşi cumpără accesul pe această piaţă şi construiesc instalaţii de procesare mai mari şi mai performante. Aceste noi instalaţii sunt automatizate şi folosesc tehnologii ultramoderne. Candido da Silva arată spre cealaltă parte a râului Paranapanema, care separă statul Paraná de São Paulo. La câţiva kilometri distanţă se poate vedea profilul unei alte instalaţii de procesare a trestiei de zahăr. Acea instalaţie a fost cumpărată recent de o companie norvegiană. Dacă nu creştem, acelaşi lucru se va întâmpla şi cu noi, a mai adăugat el cu amărăciune. Dacă este sau nu sustenabil să produci mari cantităţi de combustibil, din recolte, este un subiect de controverse aprinse. Un lucru însă este clar: biocarburanţii sunt produşi în prezent în Brazilia cu mai multă eficienţă decât în orice altă parte a lumii datorită metodelor eficiente de producţie şi, nu în ultimul rând, datorită soarelui dogoritor. Prin comparaţie cu alte ţări însă, doar zahărul nu poate astâmpăra setea în creştere a Braziliei pentru energie. De dragul comparaţiei, un locuitor din SUA consumă de şase ori mai multă energie decât un brazilian. Şase ore de întuneric. Însă Brazilia recuperează terenul faţă de SUA în ceea ce priveşte cererea de energie. Afluenţa şi nevoile clasei de mijloc braziliene despre care se spune că reprezintă în prezent jumătate din populaţie cresc în mod stabil. Observatorii se aşteaptă ca nevoia de energie în cazul pieţelor emergente să crească cu aproximativ 1% mai mult decât va creşte economia. Economia braziliană a crescut cu aproximativ 7,5% în 2010, în timp ce cererea de energie electrică a crescut cu puţin sub 8%. Reţeaua electrică este deja supraîncărcată, iar insuficienta capacitate de producţie oferă condiţiile apariţiei penelor de curent. În 2009 spre exemplu, o astfel de pană de energie a paralizat São Paulo timp de 6 ore, având drept rezultat pierderi economice de aproximativ 2,5 miliarde de dolari, conform estimărilor făcute de Gilberto Schaefer de la Siemens Energy din Brazilia. Un an mai târziu, luminile s-au stins în regiuni din opt state în nord-estul Braziliei. Având în vedere aceste lucruri, cele 333 de fabrici de procesare a trestiei de zahăr din statele São Paulo şi Paraná pot avea o contribuţie importantă în lupta împotriva acestor căderi ale sistemului energetic. Ele pot produce nu doar zahăr şi alcool, ci şi electricitate ceea ce fabrica din Santo Inácio a început deja să producă. Această idee este un exemplu perfect de folosire eficientă a resurselor. Totul începe chiar cu producţia de zahăr. În mai multe etape, trestia de zahăr este tăiată, curăţată şi zdrobită. Însă în trecut, reziduurile rămase după aceste operaţiuni, cunoscute drept bagasse, erau pur şi simplu arse. Acum nu se mai procedează aşa. Nu ne mai permitem să risipim astfel trestia de zahăr, 104 Pictures of the Future Toamna 2011

105 susţine Candido da Silva, arătând spre o stivă de bagasse înaltă cât o casă. El mai adaugă: Acum ardem aceste deşeuri într-un mod controlat, iar prin folosirea a două turbine cu aburi cu capacitatea de 35 megawaţi, generăm energie cu care alimentăm reţeaua de electricitate. Primim aproximativ 170 de reali pentru 1 megawatt/ oră. Această sumă este echivalentă cu aproximativ 80 de euro. Investiţia iniţială a companiei în echipament de generare a energiei electrice a fost amortizată în 2 ani, din veniturile realizate din vânzarea energiei. Majoritatea echipamentelor de care a fost nevoie, inclusiv substaţia electrică, convertizorul de frecvenţă şi automatizarea procesului tehnologic pentru producţia de zahăr şi alcool, au fost furnizate de Siemens. Siemens a creat chiar şi o turbină cu aburi ce este foarte folosită în Brazilia special pentru astfel de aplicaţii în fabricile de zahăr. Mai mult decât atât, preţul acestei turbine a fost cu 30% mai mic, comparativ cu alte produse de pe piaţă (vezi Pictures of exploatarea resurselor regenerabile la aproape 9 gigawaţi şi am fi şi aproape de clienţii din São Paulo, adaugă Schaefer. Această situaţie ar exclude practic posibilitatea ca o pană de energie precum cea din 2009 să se mai producă. Nu departe de biroul lui Schaefer din Avenida Mutinga, la nord-vest de São Paulo, Carlos Tiburcio, angajat la Siemens Energy, lucrează la o altă idee pentru stabilizarea reţelelor electrice din Brazilia şi din alte ţări cu pieţe emergente. Bineînţeles că poţi să extinzi pur şi simplu reţeaua electrică, însă acest lucru necesită timp şi este şi foarte costisitor, susţine Tiburcio. Alternativa sa mai ieftină implică folosirea condensatorilor activaţi mecanic (Mechanically Switched Capacitors - MSC). În termeni simpli, un cabinet plin de condensatori. De îndată ce aceşti condensatori sunt porniţi sau opriţi mecanic, ei pot absorbi sau elibera energie într-o fracţiune de secundă. Cu alte cuvinte, ei pot acţiona ca nişte tampoane pentru electricitate. Astfel, MSC-urile pot echilibra rapid fluctuaţiile Orientul Mijlociu şi în cele din urmă America de Nord sunt alte pieţe care ar putea să se deschidă pentru MSC. O primă comandă externă a fost primită deja. Cu alte cuvinte, condensatorii MSC sunt o inovaţie braziliană care pătrunde cu succes pe piaţa globală. Explozii periculoase. Colegii lui Schaefer din Jundiaí, la nord de São Paulo, lucrează de asemenea pentru a eficientiza aprovizionarea cu energie electrică în Brazilia. Soluţia lor prelungeşte durata de viaţă a transformatorilor şi reduce costurile de întreţinere. Furnizorii de energie din Brazilia trebuie să cheltuiască foarte mulţi bani pentru noi centrale energetice. Însă dacă ar putea reduce costurile de întreţinere şi riscul de defectare al transformatorilor, ar rămâne mai multe fonduri pentru investiţii în domeniul energiilor regenerabile, susţine David Scaquetti de la Siemens Energy. Transformatorii se defectează rar, însă dacă ceva nu merge cum trebuie, atunci lucrurile merg rău la scară mare, mai adaugă Scaquetti, avertizând că în astfel de the Future, Primăvară 2009, p. 88). Centrale energetice cu zahăr din São Paulo. O centrală electrică bazată pe trestie de zahăr este un lucru bun, dar cum ar fi o întreagă reţea de astfel de centrale? O astfel de reţea este ideea asupra căreia se concentrează în prezent inginerii de la Siemens. Dacă transformăm mai multe fabrici de procesare a trestiei de zahăr din São Paulo în electrocentrale şi le conectăm la reţeaua electrică, am putea produce 4,5 gigawaţi în plus de energie, susţine Schaefer. De dragul comparaţiei, nevoia de electricitate în São Paulo este de aproximativ 30 de gigawaţi. Strategia de a combina mai multe centrale electrice mici în grupuri aduce nişte avantaje importante. Majoritatea fabricilor de procesare a trestiei de zahăr produc doar aproximativ 30 de megawaţi, iar investiţiile de care este nevoie pentru conectarea lor la reţeaua naţională de energie electrică ar fi disproporţionat de mari dacă fiecare fabrică ar trebui să le suporte individual. Însă dacă centralele vecine sunt conectate una la alta prin mini-reţele, costurile de conectare pentru fiecare dintre ele sunt mult mai reduse. Dacă mai integrăm şi centrale mici şi flexibile pe gaz sau mici hidrocentrale la reţea, am putea ridica nivelul energiei produse doar prin înainte ca acestea să poată pune în pericol stabilitatea reţelei. Primii condensatori activaţi mecanic de la Siemens au început să fie folosiţi în sudul Braziliei, lângă Curitiba, în Aceşti condensatori sunt de asemenea exemplul perfect al aşa-numitelor produse S.M.A.R.T. (simple, maintenance friendly, affordable, reliable and timely to market), la fel ca şi condensatorii foarte ieftini produşi local, ce sunt în prezent testaţi în Brazilia, şi care sunt perfecţi pentru nevoile pieţei la acest nivel de bază. Într-adevăr, astfel de produse sunt fabricate în economiile emergente într-o măsură din ce în ce mai mare (vezi Pictures of the Future, Primăvară 2011, p. 56). Specialişti de la Siemens Corporate Technology din Germania au contribuit la optimizarea acestor condensatori. Drept rezultat, aceştia pot suporta sarcini electrice mai mari, fără ca la rîndul lor să aibă dimensiuni mai mari. Mai mult decât atât, Siemens Management Consulting a contribuit la formularea unui plan de afaceri pentru producţia, vânzarea şi distribuţia de MSC, precum şi la dezvoltarea unui proiect de program. Pentru această soluţie vom gestiona toate tranzacţiile internaţionale din Brazilia, susţine Tiburcio. situaţii se poate ajunge de la o banală pană de curent până la explozii foarte periculoase. Însă astfel de riscuri, alături de costurile asociate verificării manuale a fiecărui transformator în parte, la intervaluri fixe, conform programului de mentenanţă, se diminuează rapid. Clienţii Siemens pot avea transformatorii monitorizaţi 24 de ore din 24 în mod automat. Datele obţinute din măsurarea temperaturii şi a output-ului transformatorilor, spre exemplu, sunt expediate prin internet către un server Siemens, iar o analiză şi o evaluare a acestor date sunt transmise Transformatorii folosiţi de clienţii Siemens pot fi în prezent monitorizaţi non-stop clientului, de două ori pe zi, prin fax şi . Noi suntem doctorii online de transformatori, mai susţine Scaquetti. Noi putem să le recomandăm clienţilor să-şi lase transformatorii în funcţie pentru perioade mai lungi de timp, dacă sunt în stare bună de funcţionare. Dar putem şi să-i avertizăm spre exemplu, să le spunem că dacă nu iau imediat, măsuri, vor apărea probleme în următoarele 30 de zile. Această soluţie este Pictures of the Future Toamna

106 folosită în prezent pentru a monitoriza peste 120 de transformatori. Iar faptul că a fost elaborată în Brazilia nu este o simplă coincidenţă, crede Scaquetti. Furnizorii de energie de aici sunt nevoiţi să opereze și mai economic decât cei din SUA și din Europa. Din acest motiv ei sunt și mai interesaţi să folosească sistematic orice oportunitate apare pentru a reduce costurile fără a sacrifica siguranţa. Din ce în ce mai mulţi brazilieni acceptă ideea că folosirea atentă a resurselor este crucială pentru dezvoltarea economică a ţării lor. Sustenabilidade sustenabilitate a devenit un cuvânt la modă folosit din ce în ce mai mult de politicieni (vezi Pictures of the Future, Toamnă 2010, p. 47). Însă, de la descoperirea unor noi zăcăminte de petrol în 2007, Brazilia trebuie să înveţe să se descurce și cu o abundenţă seducătoare. Localizat în apropierea coastelor metropolei Rio de Janeiro se află zăcământul Tupi, ce poate conţine până la 8 miliarde de barili de petrol. Însă zăcământul se află la mare adâncime în anumite porţiuni, se află la mai mult de 5 kilometri sub platoul oceanic. Pentru a ajunge Folosirea eficientă a resurselor Interviu Inovaţia: Cheia pentru a genera plus Prof. Brito Cruz, 55 de ani, este Director ştiinţific la Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) o agenţie care intenţionează să stimuleze inovaţia și să promoveze cercetarea și dezvoltarea în statul brazilian São Paulo din Din 2002 până în 2005, Cruz a fost președintele celebrei universităţi braziliene UNICAMP, unde și-a obţinut și doctoratul în Fizică. El este licenţiat al Instituto Tecnológico de Aeuronáutica. Prof. Cruz a lucrat pentru mai multe organizaţii de cercetare, printre care și AT&T Bell Labs din New Jersey. Economia Braziliei a crescut cu 7,5% în Dacă acest ritm se menţine, Brazilia ar putea ajunge între primele 5 economii ale globului până în În prezent, Brazilia exportă în principal materii prime. Ce rol îndeplinesc cercetarea și dezvoltarea în economia Braziliei? Cruz: Doar unul mic, din păcate. Universităţile fac o treabă bună. În fiecare an, în Brazilia sunt acordate aproximativ de diplome doctorale, iar cercetătorii brazilieni publică aproximativ de articole știinţifice în reviste internaţionale de profil. Un domeniu în care sunt încă probleme este cel al creării și aplicării unor inovaţii relevante în domeniul afacerilor. Comunicarea dintre mediul academic și cel de afaceri este încă insuficientă, condiţii în care foarte mult potenţial rămâne neexploatat. Companiile și universităţile au nevoie să comunice mai mult între ele și să o facă într-o manieră mai structurată. Silva: Sunt de acord. Nu este nicio îndoială că noi, brazilienii, suntem inovatori. Priviţi numai industria energiilor regenerabile sau aviaţia, spre exemplu. Activitatea noastră în aceste domenii este cu certitudine de clasă mondială. Însă, pe ansamblu ne este încă foarte dificil să transformăm inovaţiile în produse de succes. Acest lucru este provocat în parte de condiţiile în care antreprenorii trebuie să muncească. Spre exemplu, Brazilia s-a plasat pe locul 127 în Indexul Doing Business al Băncii Mondiale pe 2010 între Mozambic și Tanzania. Antreprenorii se confruntă cu prea multe regulamente, interdicţii și obligaţii. Oamenii de afaceri numesc acest dezavantaj custo Brazil adică costul brazilian. De ce este atât de dificil să transformi o idee într-un produs inovativ în Brazilia? Cruz: Acest lucru se trage din istorie. Până în anii 80 principalul obiectiv economic al ţării noastre era să înlocuiască importurile scumpe cu produse autohtone. Preţurile mari ale importurilor și barierele au redus competiţia pentru bunurile locale, devenind mai ușor pentru aceste bunuri să reziste pe piaţă. Din nefericire, acest lucru a permis și produselor braziliene de calitate slabă să aibă succes. În mod sigur nu a fost o reţetă pentru a ajunge la calitatea de vârf și nu a stimulat nici inovaţia. O perioadă de mari incertitudini economice a început în anii 80, când inflaţia a scăpat de sub control. În acele zile, o companie avea mai mult de câștigat dacă angaja un contabil inteligent, care să fie bun la planificarea fluxului de numerar, decât dacă angaja un inginer capabil de inovaţii. Multe companii abia acum învaţă, încet, cât de importante sunt inovaţiile. Silva: Mai sunt și niște obstacole foarte concrete. Printre acestea se numără și faptul că multe companii dispun de tehnologii inovative și de un plan de afaceri fezabil, dar nu au acces la capitalul de care au nevoie. Această problemă este exacerbată de ratele foarte mari ale dobânzilor în Brazilia. Mai mult decât atât, oamenii ale căror idei de afaceri au eșuat o dată nu primesc încă o șansă în Brazilia. Prin contrast, dacă nu ai succes în SUA, oamenii nu te consideră imediat un perdant; ei consideră că ai câștigat experienţă importantă. Atitudinea multor brazilieni în special a celor mai tineri este problematică. Mulţi dintre ei consideră că este mai bine să aibă un serviciu bine plătit într-un minister sau departament de stat, decât să-și înceapă o afacere proprie. Inovaţia începe din mentalitatea oamenilor. Cu ce fel de probleme v-aţi confruntat când aţi deschis o afacere în Brazilia? Silva: Recent am încercat să lansăm o nouă companie, care propunea o cremă pe bază de cauciuc natural (latex) pentru întreţinerea pielii și alte produse farmaceutice. Doi cercetători de la o universitate din São Paulo m-au contactat în 2002 și mi-au spus că latexul conţine niște proteine speciale, care pot încetini îmbătrânirea pielii și pot accelera vindecarea rănilor. Deși deţin în prezent câteva brevete internaţionale, băncile au refuzat să ne dea bani. Pentru a avea totuși o finanţare, eu și prietenii mei ne-am retras economiile și am vorbit și cu niște investitori din SUA. Principala dificultate pentru companii este lipsa fondurilor de investiţii. Cruz: Am avut la un moment dat propria mea companie mică, când aveam 19 ani. Alături de 106 Pictures of the Future Toamna 2011

107 la acest zăcământ este nevoie de forarea prin mai multe straturi de rocă și printr-un strat coroziv de sare provocarea ideală pentru capacitatea de inovare a inginerilor. Drept rezultat, Rio de Janeiro devine un centru internaţional de cercetare în domeniul tehnologiilor de extracţie cu echipamente de forare marină de mare adâncime (vezi p. 109). Primind această provocare, Siemens își va deschide în 2012 propriul său centru de cercetare și proiectare specializat în acest domeniu la Parque Tecnológico do Rio din Rio de Janeiro, pe o insulă cunoscută drept Ilha do Fundão, în mijlocul Golfului Guanabara. Profesorul Segen Estefen are deja un birou pe insulă. El conduce COPPETEC, ramura privată a Universidade Federal do Rio de Janeiro. Printre altele, COPPETEC facilitează derularea de proiecte între companiile private și universitate, și este perceput drept forţa motrice din spatele parcului tehnologic. Petrolul deschide o nouă cale pentru noi, susţine Estefen. Dar este nevoie să exploatăm şi diferitele ramificaţii care se formează de-a lungul acestui drum. Concret, valoare în Brazilia partenerii mei, eram primii din Brazilia care produceam lasere și chiar am și vândut câteva. La un moment dat lucrurile nu mergeau tocmai pe roate și am renunţat, când mi-am început studiile. Dar am câştigat suficient de mulţi bani pentru a-mi cumpăra o mașină. Dacă climatul de afaceri ar fi fost diferit, probabil că nu mi-aș fi început cariera academică și aș fi rămas un antreprenor. Ce ar trebui să facă Brazilia pentru a deveni mai inovativă? Cruz: Sunt unele lucruri foarte specifice pe care putem să le facem. Spre exemplu, putem să ne uităm la subvenţii și la stimulenţii fiscali. Ar fi potrivită sprijinirea companiilor braziliene cu subvenţii la început, în domeniile în care au un avantaj. Mă gândesc aici la exploatarea comercială a biodiversităţii amazoniene de către industria farmaceutică, spre exemplu. Alte posibilităţi includ dezvoltarea tehnologiilor inovative, care ne pot împinge mai departe în domeniul bioenergiei sau pot face forările marine mai eficiente. Același lucru se aplică și în ceea ce privește stimulenţii fiscali. Sistemul fiscal ar trebui să-i faciliteze unei companii investiţia în inovaţie. Silva: Universitatea de aviaţie în care am studiat este un exemplu despre cum pot fi investiţi cu succes bani publici în învăţământ. Fără această universitate și absolvenţii săi, nu am fi reușit să înfiinţăm Embraer, care acum este una dintre cele mai de succes companii din Brazilia. Cu toate acestea, trebuie să ajungem la rădăcina problemei și să îmbunătăţim educaţia în general de la nivelul școlii primare până la cel universitar. Spre exemplu, pur și simplu nu sunt suficient de mulţi profesori și studenţi străini în ţara noastră. Dacă vă vine să credeţi sau nu, timp de mulţi ani, colegiile braziliene nu au avut voie să angajeze profesori din străinătate. Acesta este unul dintre rezultatele mentalităţii protecţioniste. Ce rol îndeplinesc marile companii internaţionale în legătură cu cercetarea și dezvoltarea din Brazilia? Cruz: Companiile străine aduc de multe ori în ţara noastră nivelul lor ridicat de cultură a inovaţiei, și prin aceasta servesc drept modele de urmat pentru afacerile braziliene. Ele reușesc să facă acest lucru și prin demonstrarea felului în care investiţiile în inovaţie pot duce la creșterea profiturilor. Cultura inovaţiei poate fi transmisă, spre exemplu, atunci când companiile internaţionale colaborează îndeaproape cu furnizorii locali, sau dacă piaţa muncii este mobilă și oamenii își folosesc la noul loc de muncă o mare parte din cunoștinţele informale dobândite la locul de muncă anterior. Mai mult de jumătate din fondurile cheltuite pentru cercetare și dezvoltare în Brazilia provin de la companii internaţionale așa cum este Siemens. Silva: Trebuie de asemenea să punem bazele unor companii inovative proprii, care să aibă succes pe piaţa internaţională. Şi nu vorbesc aici despre firme care să extragă materii prime din pământ și să le trimită peste hotare. Trebuie să generăm plus valoare în ţară, însă acest lucru nu este posibil fără inovaţie. După ce aţi ajuns la succes cu compania producătoare de aparate de zbor Embraer, în ce domeniu vă așteptaţi ca Brazilia să obţină următorul mare succes internaţional? Silva: Probabil că în domeniul tehnologiei informaţiei și în cel al sănătăţii. Este evident că ar fi extraordinar dacă ţara noastră și-ar extinde explorarea binecunoscutei sale biodiversităţi. Care dintre locaţii este mai bună pentru cercetare, São Paulo sau Rio de Janeiro? Cruz: Rio este unul dintre cele mai frumoase orașe din lume și acolo m-am născut. Noi brazilienii avem o vorbă. Dacă locuiești la Rio, în timpul orelor de lucru te gândești unde ai să te distrezi după aceea. Pe de altă parte, la São Paulo, te gândești la muncă chiar și atunci când te distrezi. Însă, lăsând gluma deoparte, aceste două orașe sunt niște centre puternice pentru inovaţie, care se vor completa unul pe celălalt. Interviu de Andreas Kleinschmidt Prof. Ozires Silva, 80 de ani, este președinte al Unimonte, o celebră universitate privată din statul São Paulo. A participat la înfiinţarea companiei Embraer, o companie braziliană care produce aparate de zbor și care se bucură de zeci de ani de succese pe plan internaţional. Silva a fost și președintele consiliului de administraţie al companiei energetice Petrobras și al companiei aeriene Varig. El a avut și un mandat de ministru al infrastructurii în guvernul brazilian. Silva a studiat inginerie aeronautică la Instituto Tecnológico de Aeuronáutica și a activat timp de patru ani ca pilot în forţele aeriene braziliene. Pictures of the Future Toamna

108 acest lucru înseamnă că trebuie să luăm tehnologiile asociate extracţiei petrolului şi să le dezvoltăm mai departe. Obiectivul este să le transformăm în industrii independente ale viitorului. Spre exemplu, trebuie să împingem limitele mai departe în domeniile tehnologiilor materialelor, reţelelor inteligente şi în robotică, mai susţine el. Din momentul înfiinţării parcului tehnologic, s-a manifestat un interes enorm pentru terenul pe care este amplasat. Am alocat 10% din suprafaţa insulei pentru centrele de cercetare ale companiilor, susţine Maurício Guedes, directorul parcului tehnologic. Este vorba despre o suprafaţă totală de de metri pătraţi, însă foarte rapid am avut mai multe părţi interesate decât spaţiu disponibil. O parte din acest spaţiu este rezervată companiilor mici, dar care pun accent pe inovaţie, ce pot închiria acest spaţiu pentru a se dezvolta. Pentru a asigura un climat cât mai divers şi mai inovativ, avem nevoie de spaţii atât pentru proiecte mari, cât şi pentru cele mici, mai susţine el. Siemens se dedică primei variante în Rio de Janeiro şi Brazilia ca întreg. Un Centru Siemens R&D la Rio. Până în 2016, Siemens va investi 600 de milioane de dolari în această ţară. Doar centrul R&D (cercetare şi dezvoltare) al companiei din Rio necesită o investiţie de 50 de milioane de dolari. Cel puţin 800 de oameni vor fi angajaţi ai acestui centru, iar aproximativ 150 dintre ei vor lucra în cercetare şi dezvoltare în cel mult trei ani. O parte dintre aceşti oameni vor veni de la Chemtech, o subsidiară deţinută în întregime de Siemens. O mare parte a petrolului brazilian se află la 5 km, sub platoul marin. Ocean Stratul Post-sare Stratul de sare Stratul Pre-sare 0 m 1000 m 2000 m 3000 m 4000 m 5000 m 6000 m 7000 m Zăcământul brazilian Tupi (deasupra, dreapta) poate conţine până la 8 miliarde de barili de petrol. Extragerea va necesita noi tehnologii. Petrobras (dedesubt, dreapta) lucrează alături de alte companii pentru a dezvolta soluţii. Chemtech este implicat în proiectele Petrobras de mai mulţi ani şi a primit titlul de cea mai inovativă companie din Brazilia în 2009 (vezi p. 111). La Chemtech, dispunem de un grad ridicat de expertiză în ceea ce priveşte dezvoltarea de software, în planificarea rafinăriilor şi în furnizarea de echipamente pentru proiecte offshore, susţine CEO-ul companiei, Daniel Moczydlower. Spre exemplu, am furnizat instrumentar şi sisteme de monitorizare pentru platforme petroliere. În viitor, echipa lui va deveni parte a unei reţele internaţionale pentru inovaţii şi va lucra alături de Siemens în locuri din Norvegia sau la Houston, pentru a dezvolta soluţii submarine (vezi p. 108). Perspectivele Siemens în Brazilia sunt luminoase. O provocare majoră, însă, rămâne: recrutarea de suficienţi oameni pentru noile proiecte. Salariile inginerilor şi cercetătorilor sunt în creştere tot timpul, iar sumele pe care le primesc lunar din sectorul privat sunt deja de cinci ori mai mari decât venitul doctoranzilor. Astfel, în loc să studieze pentru a obţine un doctorat, mulţi absolvenţi preferă să se angajeze direct. Giovanni Fiorentino, preşedintele pe America Latină a firmei de consultanţă Bain, are următoarele de spus cu privire la competiţia pentru talente de la Rio. Este o provocare uriaşă pentru că toată lumea a intrat în competiţie pentru aceleaşi resurse. Şi el nu se referă la zahăr sau petrol, ci la specialişti bine pregătiţi care s-ar putea dovedi cea mai valoroasă resursă a Braziliei. Andreas Kleinschmidt Sistemele subacvatice nu sunt doar mai sigure decât cele convenţionale de extracţie a petrolului şi gazelor naturale, ci sunt şi mai eficiente. Spre exemplu, aceste sisteme pot deservi mai mult de un singur puţ odată. Adâncurile marine sunt nişte locuri izolate şi neprimitoare. Este întuneric şi foarte frig. Crabi orbi şi depigmentaţi se târăsc pe nisipul rece, iar peşti fantomatici, translucizi, parcă plutesc prin apă la mii de metri adâncime. La astfel de adâncimi presiunea exercitată de apă este imensă, ajungând la sute de kilograme pe centimetru pătrat. Încet, dar sigur, oamenii pătrund în acest tărâm aproape extraterestru pentru că aici, sub platoul marin, sunt ascunse vaste depozite de petrol şi gaze naturale. Agenţia Internaţională pentru Energie estimează că, la nivel global, nevoia de energie va creşte cu cel puţin o treime până în 2035, iar această creştere este alimentată de dezvoltarea Chinei şi a altor pieţe emergente. Sursele regenerabile de energie nu pot acoperi singure această cerere. Pe măsură ce rezervele de petrol şi gaze naturale sunt din ce în ce mai scăzute pe uscat, interesul cu privire la exploatarea zăcămintelor marine este în continuă creştere. În 2007, 1,4 miliarde de tone de petrol au fost pompate de sub apa mării, adică aproximativ 37% din petrolul extras la nivel mondial. Situaţia este similară pentru gazele naturale. Majoritatea punctelor de extracţie sunt localizate în ape puţin adânci, cum sunt cele din Marea Nordului, unde adâncimea medie nu depăşeşte 100 de metri. 108 Pictures of the Future Toamna 2011

109 Folosirea eficientă a resurselor Producţia de petrol şi de gaze Chemarea adâncurilor Având în vedere cererea în creştere de combustibili fosili, companiile de petrol şi gaze îşi îndreaptă din ce în ce mai mult atenţia asupra zăcămintelor marine. În adâncul mărilor procesul de extracţie va fi mult mai eficient şi mai sigur dacă instalaţiile de extracţie vor fi amplasate direct pe fundul mării. Siemens doreşte să ofere sisteme energetice şi tehnologia de extracţie necesară pentru a face acest lucru posibil. Însă industria petrolului şi gazelor se aventurează treptat în ape din ce în ce mai adânci. Majoritatea depozitelor submarine sunt încă exploatate de la suprafaţă. Compresoarele şi pompele de pe platforme şi vasele de extracţie trag petrolul şi gazele naturale din zăcămintele din adâncuri prin kilometri întregi de conducte. După ce este adus la suprafaţă, petrolul este curăţat şi procesat. Însă, conform experţilor, ar fi mult mai profitabil şi mai sigur ca sistemele de extracţie să nu fie amplasate pe platforme expuse furtunilor, ci direct pe fundul mării. Nu numai că zăcămintele vor fi exploatate mai uşor, pentru că pompele şi compresoarele vor fi localizate mai aproape de puţuri, dar şi amestecul de petrol, apă şi nisip va putea fi curăţat şi procesat direct la sursă. În plus, astfel de instalaţii submarine vor necesita mai puţină tehnologie de extracţie decât platformele marine de suprafaţă, şi vor putea acoperi suprafeţe mai largi. O instalaţie de foraj are o rază limitată din care poate extrage combustibili. Dacă însă toate pompele şi compresoarele sale sunt localizate pe fundul mării, petrolul poate fi pompat printr-un sistem de extracţie central (cunoscut drept pomul de Crăciun ) din numeroasele găuri de forare, pe o arie largă şi împins până la suprafaţă. Un astfel de sistem ar reduce numărul staţiilor de pompare necesare şi astfel ar reduce semnificativ riscul apariţiei scurgerilor. Procesarea petrolului şi gazelor naturale din adâncurile mării generează deja venituri mai mari de 20 de miliarde de dolari din vânzări, iar Siemens estimează că această piaţă s-ar putea dubla până în O reţea pentru platoul marin. În calitate de specialişti în sisteme de aprovizionare cu energie şi de transmisiuni, suntem pe cale să proiectăm o reţea electrică submarină completă, cu ajutorul căreia vor putea fi operate echipamentele submarine de procesare, susţine Atle Strømme, Senior Vice President şi Head of Subsea Solutions la Siemens Energy. Siemens planifică de asemenea furnizarea de compresoare capabile să opereze din abisurile marine. Într-un astfel de sistem electric, adaptat la adâncimile marine, toate dispozitivele electrice pentru controlul pompelor şi al compresoarelor vor fi poziţionate unul lângă altul, direct pe fundul mării. Astfel, această instalaţie va fi mult mai uşor de construit şi de întreţinut şi astfel va fi şi mai puţin costisitoare. Un astfel de sistem ar include în primul rând transformatori, convertizoare de frecvenţă şi echipamente de comutaţie. Deşi un astfel de sistem submarin complet este încă un proiect în derulare, Siemens a furnizat deja componente individuale pentru aplicaţii subacvatice. Spre exemplu, încă de la sfârşitul anilor 90, Siemens a furnizat transformatori ce sunt folosiţi la adâncimi de de metri, în largul coastelor braziliene. Totuşi, sistemele de aprovizionare cu energie se găsesc în general pe platforme marine sau pe uscat, în funcţie de locaţia zăcămintelor de petrol şi gaze naturale. Doar câteva componente au fost instalate pe fundul mării. Însă, instalaţiile compacte de pe platoul marin ar prezenta nişte avantaje substanţiale, pentru că ar necesita doar o singură linie de tensiune pentru a transporta energie în zona de exploatare. Componentele vor fi ataşate de un şablon comun pe fundul mării, susţine colegul lui Strømme, Bjørn Einar Brath, Senior Vice President la Siemens Energy. Apoi aceste sisteme vor putea fi monitorizate central şi aprovizionate cu energie, a mai adăugat el. Cu ajutorul cablurilor optice de date, astfel de instalaţii submarine ar putea fi uşor controlate de la o staţie amplasată pe uscat. În plus, acelaşi cablu poate fi folosit pentru a transmite date preluate de numeroşi senzori de supraveghere, permiţând unor echipamente high-tech să monitorizeze continuu sistemul. Conceptul şablonului va fi foarte benefic în ceea ce priveşte întreţinerea, susţine Brath. În astfel de situaţii, roboţi care vor opera la mari adâncimi vor putea să dezasambleze, în condiţii de siguranţă, Pictures of the Future Toamna

110 O viitoare staţie de extracţie submarină. Pentru a asigura rezistenţa sistemelor submarine, va fi nevoie de acelaşi tip de expertiză folosită la crearea compresorului STC-ECO (deasupra) şi de tehnologia de răcire a inventatorului Wolfgang Zacharias, de la Siemens. componentele individuale amplasate în şablonul standard. În următorii câţiva ani Siemens planifică dezvoltarea unei reţele submarine şi pregătirea ei pentru operarea cotidiană. Primul test practic al unui sistem complet este anunţat pentru începutul anului În cazul în care totul se va desfăşura fără probleme, aceste sisteme vor fi disponibile pe piaţă începând cu Până atunci, principala sarcină va fi etanşarea perfectă a componentelor împotriva infiltrării apei, precum şi protejarea lor în faţa uriaşei presiuni din adâncuri. Ținând cont de aceste lucruri, Siemens a început un parteneriat cu companiile Statoil şi Chevron, pentru a produce un convertizor de frecvenţă care să furnizeze energie pompelor de petrol şi compresoarelor, cu voltajul exact de care au nevoie. Noul container în care este ţinut convertizorul este umplut cu ulei, pentru a-l face să reziste presiunii apei. Convertizoarele de frecvenţă şi alte componente sunt de obicei instalate în containere pe uscat şi apoi sunt coborâte în adâncuri. Deşi această tehnică funcţionează foarte bine în apele de mică adâncime, un container convenţional, umplut cu aer, ar trebui să fie foarte mare, pentru a face faţă imensei presiuni de la adâncimi, de ordinul miilor de metri. Prin contrast, un convertizor de frecvenţă instalat într-un container umplut cu ulei este mult mai uşor de operat. Piaţa adâncurilor. Siemens consideră extracţia submarină drept o piaţă promiţătoare pentru viitor, motiv pentru care a achiziţionat recent Bennex şi Poseidon, două companii norvegiene de mărime mijlocie care operează în domeniu. Bennex, care îşi are cartierul general la Bergen, s-a specializat în fabricarea componentelor electrice: cabluri şi conexiuni ce pot fi folosite la mari adâncimi. Poseidon, care are cartierul general la Stavanger, este o companie de inginerie specializată în proiecte submarine. Printre altele, această companie a modificat o serie de tehnologii pentru a putea fi folosite sub apă, la mari adâncimi. Cele două companii colaborează în prezent la proiectul în detaliu al unei reţele subacvatice, iar aici sunt în joc mult mai multe lucruri decât componentele majore. La mari adâncimi, chiar şi cele mai mici detalii pot face diferenţa dintre succes şi eşec. Experţii de la Bennex sunt foarte competenţi pentru dezvoltarea soluţiilor pentru medii de mare adâncime. Printre produsele oferite de compania lor se numără conexiuni etanşe din titaniu, cabluri de tensiune rezistente cu miez din cupru, carcase epoxidice ranforsate cu fibră de sticlă şi contacte dublu securizate, cu garnituri din cauciuc şi înveliş de protecţie din oţel inoxidabil. Dar chiar şi un puternic sistem de aprovizionare cu energie nu este suficient pentru a extrage materiile prime. Din acest motiv Siemens oferă şi un compresor foarte rezistent pentru transportarea gazelor. Cunoscut drept STC-ECO, acest dispozitiv a fost conceput iniţial pentru utilizare terestră. Însă, începând cu 2006, a fost folosit pentru a pompa gazele naturale dintr-un zăcământ din Olanda, în reţeaua de aprovizionare a acestei ţări. Faptul că această maşină nu are nevoie de etanşare, o face ideală pentru utilizarea la mari adâncimi. Spre deosebire de compresoarele convenţionale, unde motorul şi compresorul de gaze sunt separate, componentele cheie ale STC-ECO se află în aceeaşi capsulă. Motorul este de obicei conectat la incinta compresorului, printr-un arbore cotit. Prin urmare, locul unde arborele cotit pătrunde în incinta compresorului trebuie etanşată foarte bine. În cazul STC-ECO însă, nu este nevoie de niciun fel de etanşare şi astfel este perfect pentru folosirea la mari adâncimi. Rezistenţa ridicată este esenţială sub apă, susţine Brath. Pentru reparaţii este nevoie de nişte vase speciale, ce sunt extrem de costisitoare. Din acest motiv, componentele trebuie să fie capabile să opereze non-stop şi fără nicio defecţiune. Compresorul STC-ECO, spre exemplu, este conceput pentru a funcţiona fără oprire sub apă timp de cel puţin 5 ani, fără a fi necesară nicio lucrare de întreţinere sau revizie. Sistemul operat de Siemens în Olanda îndeplineşte deja aceste cerinţe, dar mai are o caracteristică datorită căreia este ideal pentru operarea la mari adâncimi. Rulmenţii săi nu au nevoie să fie lubrificaţi cu ulei. Acest lucru este foarte important, pentru că schimbul de ulei pe fundul mării este o operaţiune imposibilă. În schimb, sistemul foloseşte nişte rulmenţi magnetici, excitaţi electric, în care axul pur şi simplu pluteşte. În prezent, se lucrează la îmbunătăţirea rezistenţei sistemului de control electric al rulmenţilor, astfel încât gradul lor de funcţionabilitate pe fundul mării va deveni şi mai ridicat. În plus, urmează să fie optimizaţi şi rulmenţii opritori, făcuţi din mici bile ceramice, care pot prinde axul în cazul în care se pierde controlul magnetic. Întregul sistem va fi astfel supus unor teste de stres şi mai intensive, înainte de a începe folosirea sa sub apă. Extracţia de petrol de la mari adâncimi marine este, desigur, mult mai costisitoare decât cea de pe uscat, însă instalaţiile de extracţie submarine pot îmbunătăţi exploatarea zăcămintelor de gaze şi petrol, mărind profiturile şi reducând Compresorul submarin STC-ECO al Siemens poate funcţiona sub apă cel puţin 5 ani fără a avea nevoie de întreţinere sau revizii. costurile. Acest motiv este suficient pentru a extinde activităţile de cercetare ale companiei şi în acest domeniu. Siemens a stabilit parteneriate cu institute guvernamentale de cercetare din Singapore şi Brazilia şi şi-a deschis şi propriile sale laboratoare la Houston, Texas şi Trondheim, Norvegia. Noi nu ne concentrăm doar asupra tehnologiei. Pregătirea este de asemenea o preocupare importantă pentru că deocamdată, foarte puţini ingineri din lume sunt specializaţi în aplicaţii submarine, mai adaugă Strømme. Tim Schröder 110 Pictures of the Future Toamna 2011

111 Folosirea eficientă a resurselor Interviu Fântânile inovaţiei Carlos Tadeu da Costa Fraga, 53 de ani, este conducătorul Centrului de cercetare și dezvoltare Petrobras din Rio de Janeiro din Petrobras este una dintre cele mai mari companii petroliere din lume, înregistrând în 2010 venituri brute de 151 de miliarde de dolari. Fraga, care lucrează pentru această companie de aproape 30 de ani, a fost responsabil, printre altele, de managementul activităţilor de forare ale companiei din Golful Mexic. Este licenţiat în ingineria construcţiilor la Universidade Federal do Rio de Janeiro și are câteva diplome postuniversitare de la mai multe instituţii prestigioase, printre care și London Business School; INSEAD din Fontainebleau, Franţa și Columbia University din New York. Cât de mult va putea fi ajutată compania dumneavoastră de tehnologie pentru a deschide zăcămintele de petrol descoperite recent în largul coastelor orașului Rio de Janeiro? Fraga: Fără inovaţii tehnologice nu am putea să extragem o mare parte din petrolul format în acele depozite. Trebuie să forăm prin straturi de roci ce sunt la adâncimi de ordinul kilometrilor și apoi prin kilometri de straturi de sare, până ajungem la depozitul de petrol. Din acest motiv îl numim presalin format înainte de depunerea sării. Pentru a extrage petrolul, va trebui să instalăm echipamente la mii de metri sub nivelul mării. În acest context, suntem la rândul nostru foarte motivaţi să investim în inovaţii. Însă noi avem o cultură puternică a inovaţiei, chiar și înainte de recenta descoperire a zăcămintelor. În plus, prin lege, suntem obligaţi să investim 1% din venitul brut, obţinut de la exploatările petroliere mari, în cercetare și dezvoltare. Privind în urmă, trebuie să recunosc că această cerinţă a adus beneficii companiei. Însă companiile braziliene mai mici au mai puţine oportunităţi și o motivaţie mai mică în ceea ce privește investiţiile în cercetare și dezvoltare... Fraga: Nu sunt de acord, cel puţin în ceea ce-i privește pe furnizorii noștri. Ei au trebuit mereu să respecte niște cerinţe tehnice foarte stricte, iar acestea au devenit chiar și mai stricte în ceea ce privește extracţia petrolului presalin. Companiile care doresc să ajute Petrobras să extragă acest petrol sunt obligate să dezvolte noi soluţii. În plus, guvernul brazilian solicită ca un procent însemnat din produsele și serviciile pe care le folosim la Petrobras să provină din Brazilia. Firmele braziliene mai mici vor profita astfel de viitorul boom economic legat de petrol. Brazilia intenţionează să deschidă aceste zăcăminte petroliere fără niciun partener străin? Fraga: Acest lucru nu ar fi posibil. Avem nevoie de susţinerea furnizorilor internaţionali. Petrobras este pe locul 5 în topul celor mai mari companii energetice din lume, iar zăcămintele de petrol presaline sunt gigantice. Ne așteptăm să producem 6 milioane de barili de petrol pe zi, până în Avem nevoie de furnizori care să nu fie copleșiţi de astfel de volume mari. Însă obiectivul nostru pe termen lung este să păstrăm din ce în ce mai mult din acest lanţ al valorii în Brazilia de la cercetare și dezvoltare,la fabricarea echipamentului de forare pentru petrol și gaze naturale. Colaboraţi deja cu alte companii în aceste domenii? Fraga: Putem deja să ne referim la o experienţă pozitivă la Rio de Janeiro, unde este localizat centrul nostru de cercetare și dezvoltare. În campusul celei mai mari universităţi din Brazilia, unii dintre cei mai importanţi parteneri ai noștri de pe piaţa internaţională, printre care și Siemens, construiesc facilităţi R&D de clasă mondială. Drept urmare, colaborăm îndeaproape cu alte companii, dar și cu studenţi brazilieni și cu cercetători din spaţiul academic. Cum decurge procesul de inovare alături de atât de mulţi parteneri diferiţi? Fraga: : Ei bine, este chiar o provocare. Furnizorii noștri nu sunt singurii parteneri alături de care lucrăm la proiecte de dezvoltare. Noi finanţăm și proiecte comune alături de universităţi. Oferim chiar și sprijin financiar pentru iniţiative relevante de cercetare, în care Petrobras nu este implicată direct. În ultimă instanţă, acest lucru înseamnă că devenim manageri ai proceselor deschise de inovare. Inovaţia deschisă este adevărata cheie. Noi acceptăm orice idee bună din exterior. De multe ori preluăm cele mai bune idei de la persoane care nici măcar nu lucrează în domeniul petrolului și gazelor. Se poate spune că Rio de Janeiro își dezvoltă o monocultură a inovaţiei cercetare de ultimă oră dedicată exploatării unei surse de energie pe care mulţi o consideră depășită? Fraga: Dimpotrivă, acest boom economic provocat de petrol reprezintă o oportunitate unică de a dezvolta o serie de tehnologii care vor fi utile și în alte industrii. Acum ne gândim la foreze cu laser pentru forarea marină de mare adâncime, care au costuri mai reduse. De asemenea, dorim să îmbunătăţim echipamentele convenţionale de forare prin folosirea unor materiale inovative. Nanoparticulele vor avea de asemenea un rol important de jucat spre exemplu, pentru îmbrăcarea tuburilor metalice. Echipamentul de forare cu un nivel ridicat de automatizare de pe platoul marin are nevoie de senzori și de sisteme de gestiune a datelor, pentru un control și o monitorizare mai bune. Seamănă puţin cu celebra cursă spre Lună: tehnologiile pe care le dezvoltăm acum pentru extracţiile petroliere vor contribui și la progresul în alte domenii, spre exemplu în cercetarea materialelor, în tehnologia laserelor, a senzorilor și în nanotehnologie. Astfel, activitatea de cercetare dedicată dezvoltării unor tehnologii mai eficiente de extracţie a petrolului și gazelor ne va ajuta să ne pregătim și pentru provocările erei post-petroliere. Interviu de Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future Toamna

112 În Indonezia fermierii testează maşina de gătit cu ulei vegetal de la BSH care funcţionează cu ulei de jatropha, iar ei cultivă aceste plante singuri, în mod sustenabil. pentru a-şi găti mâncarea. Conform lui Samuel Shiroff, Protos Project Manager la BSH, aici alternativa sănătoasă este micuţul aparat pentru gătit cu ulei vegetal. După cum explică Shiroff, 25 de litri de ulei vegetal oferă tot atâta energie ca 230 de kilograme de lemn. Studiile au demonstrat că rata defrişărilor ilegale în zonele în care a fost introdusă maşina de gătit Protos a fost redusă cu 90%. În plus, cultivarea plantelor din care se obţine uleiul nu afectează culturile agricole. După cum explică Shiroff, plantele pot fi cultivate doar pe terenuri speciale, aprobate de autoritatea forestieră. Iar jatropha creşte cu uşurinţă într-un sol sărac în nutrienţi, în care ar fi foarte greu sau chiar imposibil de cultivat alte plante. În bucătăria sa, Suwarto se apleacă în faţa maşinii de gătit. El umple un mic vas de preîncălzire cu puţin alcool etilic şi îl aprinde. După câteva minute uleiul este suficient de fierbinte pentru a se transforma într-un amestec de gaze combustibile. Suwarto acţionează o manetă pentru Folosirea eficientă a resurselor Uleiul vegetal alternativ Revoluţia din bucătărie În Indonezia familiile testează un dispozitiv pentru gătit care funcţionează cu uleiul pe care îl produc singure. Rezultatul este o reducere majoră a nevoii de lemne, implicit mai puţine focuri aprinse şi un aer mai curat. Viaţa lui Suwarto este săracă în articole de lux, dar este bogată în muncă şi plină de activităţi cotidiene cât se poate de regulate. Un fermier în vârstă de 43 de ani, Suwarto îşi începe fiecare zi la ora 5 dimineaţa, la Purwodadi, un mic sătuc din Indonezia. La această oră matinală Suwarto şi soţia sa încep să-şi cultive pământul. După o siestă de vreo două ore la prânz, cei doi continuă munca până la ora 5:30 p.m., când soarele tropical începe încet să se ascundă după bananieri. Suwarto îşi împarte casa cu soţia sa, doi copii, o vacă, câteva capre şi nişte găini care menţin podeaua din pământ bătătorit curată de insectele care s-ar putea aventura înăuntru. Într-un colţ al camerei se află un televizor vechi, alături de patul în care doarme întreaga familie. Un bec atârnă de un fir din tavan. Poate că Suwarto nu-şi permite prea multe, dar el zâmbeşte mulţumit în trecut avea cu mult mai puţin decât acum. Acum pot să pun deoparte mai mulţi bani decât anul trecut, spune el. Suwarto poate economisi mai mulţi bani datorită unui dispozitiv pentru gătit, realizat de Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH (BSH), şi a combustibilului folosit de acest dispozitiv. Suwarto arată spre bucătăria improvizată a familiei, localizată lângă un cuptor, utilată cu un tocător, câteva vase, oale şi o tigaie. Alături se află dispozitivul Protos, care este conectat printr-un tub flexibil la un mic rezervor ce conţine ulei de jatropha, un ulei vegetal inodor obţinut din seminţele plantei de jatropha integerrima. Cultiv jatropha din mai 2010, alături de porumb şi de alte plante. Folosesc acelaşi lot de pământ şi pentru nişte copaci. Înainte nu puteam să cultiv decât porumb, explică Suwarto. Pentru a-l motiva pe Suwarto să treacă de la monocultura de porumb la mai multe culturi agricole, dar şi să planteze copaci, pe acelaşi lot de pământ, producătorul de ulei vegetal olandez Waterland îi plăteşte lui Suwarto aproximativ 0,15 dolari pe kilogramul de seminţe de jatropha. Dacă furnizează peste 50 de kilograme de seminţe, Suwarto primeşte şi 2 litri de ulei de jatropha gratuit. Un litru de ulei costă aproximativ 0,70 de dolari şi durează aproxiamtiv 2 săptămâni. Mai mult decât atât, el a primit gratis şi aparatul de gătit cu ulei vegetal de la BSH. În prezent Suwarto câştigă 120 de dolari pe lună, comparativ cu cei 30 de dolari pe lună câştigaţi în medie de fermierii indonezieni. Acest proiect dezvoltat de Waterland, BSH, şi de Agenţia naţională a pădurilor din Indonezia, este menit să aducă mai multă prosperitate fermierilor şi să refacă fondul forestier, dar şi să mărească suprafaţa de pământ cultivat. În Indonesia, faptul că aproximativ 50 de milioane de oameni ard lemne pentru a găti reprezintă o mare problemă. În fiecare an, o familie obişnuită din Indonezia defrişează un întreg hectar de pădure de cele mai multe ori ilegal doar a aprinde amestecul de gaze, iar dispozitivul emite o puternică flacără albastră. Astăzi avem cartofi dulci, spune el vesel şi apoi lasă totul în seama soţiei sale. Înainte ei foloseau lemne pentru gătit. Folosirea lemnelor ne lua prea mult timp şi toată coliba era umplută de fum înecăcios, povesteşte el, adăugând că acum mai face focul foarte rar doar pentru a găti mese mai mari, de ocazii speciale, atunci când doar maşina de gătit Protos nu mai este suficientă. Iar aerul este mult mai curat acum, datorită lui Protos. Un mic miracol. Într-adevăr, fumul de la focul cu lemne degajă substanţe toxice, precum oxizi de azot, benzeni, formaldehide, cenuşă foarte fină şi alţi aerosoli. În timp ce limita permisă pentru aceste particule în atmosferă în Europa şi SUA este de 50 de micrograme pe metru cub de aer, prepararea hranei în casă, la foc deschis cu lemne, poate produce până la de micrograme de particule pe metru cub de aer. Conform Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS), peste 1,6 milioane de oameni îşi pierd viaţa în fiecare an din cauza poluării. Din cauza lipsei alternativelor, mulţi oameni gătesc încă la dispozitive cu lemne sau chiar cu kerosen, care sunt mai costisitoare, dar şi mai periculoase, existând un risc crescut de izbucnire a incendiilor. Pe cât de banal pare aparatul de gătit cu ulei vegetal din bucătăria lui Suwarto, de fapt el 112 Pictures of the Future Toamna 2011

113 reprezintă chiar o mare realizare. Am avut nevoie de 8 ani de muncă în laborator şi de teste, înainte să trecem la producţie. Protos este primul aparat pentru gătit care funcţionează cu ulei vegetal. În prezent avem de astfel de dispozitive implicate în diferite proiecte, susţine Horst Kutschera, responsabilul pentru dezvoltare la BSH. Kutschera mai adaugă că aceste maşini de gătit nu sunt limitate la uleiul de jatropha. Ele pot funcţiona şi cu alte uleiuri vegetale şi chiar cu uleiuri folosite deja la prăjirea unor alimente. Aceasta a fost marea provocare în etapa de dezvoltare a acestui proiect, susţine Kutschera. Uleiurile vegetale au proprietăţi complet diferite faţă de combustibilii convenţionali. De asemenea, aceste uleiuri nu au un nivel ridicat de combustie - jatropha, spre exemplu, se aprinde la 260 de grade Celsius, în timp ce kerosenul arde la 60 de grade, explică el. Lucrând alături de colegi de la Institutul Tehnologic din Karlsruhe, inginerii BSH au trebuit să identifice în primă instanţă temperatura ideală de operare a aparatului de gătit. Dacă este prea scăzută, aparatul se va închide; dacă este prea ridicată, uleiul începe să formeze nişte sedimente ce devin la fel de dure ca şi betonul. Temperatura ideală pentru această maşină de gătit este între 720 şi 800 de grade Celsius. Pentru a atinge densitatea energetică necesară, am conceput un dispozitiv cu o geometrie specială, mai susţine Kutschera. Cea mai nouă versiune a aparatului de gătit foloseşte aproximativ un sfert de litru de ulei pentru o oră de funcţionare. Însă BSH doreşte să producă în viitor un model şi mai mic şi mai eficient însoţit de o nouă serie de teste. Cel mai important lucru este să înţelegem care sunt nevoile practice cu care se confruntă oamenii în fiecare zi, explică Kutschera. Suwarto are un plan personal. În timp ce un vas cu apă începe să dea în clocot pe aparatul de gătit, iar soţia sa pregăteşte masa pentru familie, el se gândeşte la cum să-şi crească venitul lunar. Am putea folosi maşina de gătit pentru a pregăti mâncare pe care să o vindem, sugerează el. Soţia sa îi aruncă o privire peste umăr. Ea nu pare prea entuziasmată. Florian Martini Folosire eficientă a resurselor Pe scurt În contextul schimbărilor climatice şi a rarităţii resurselor, este nevoie mai mult decât oricând de soluţii verzi. În prezent accentul este pus asupra reducerii consumului de resurse pentru a scădea amprenta ecologică (pp. 78, 83, 84). În ultimii 18 ani, un standard intern al Siemens asigură o compatibilitate tot mai mare a produselor companiei cu mediul. Proiectanţii trebuie să ţină cont de aceste reguli de mediu atunci când dezvoltă noi produse. Pentru a afla ce produse sunt verzi şi, de asemenea, care dintre acestea sunt investiţii profitabile, Siemens a dezvoltat o procedură de testare denumită Eco- Care Matrix (pp. 81, 86). Maşinile de spălat, uscătoarele, frigiderele, maşinile de spălat vase şi alte aparate electrocasnice de la BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH sunt nişte adevărate campioane ale economisirii de energie. Eficienţa materialelor devine din ce în ce mai importantă în dezvoltarea acestor aparate. Procesele de proiectare în mediul virtual 3D fac acest lucru posibil (p. 90). Testele 3D realizate fie în paralel, fie în timp real, au ca rezultat scăderea timpului şi a costurilor de fabricaţie al unui produs, scăderea consumului de energie, dar şi scăderea consumului de resurse în domenii cum ar fi echipamentele electrice, trenurile de mare viteză sau maşinile de curse. Software-ul standardizat al Siemens destinat gestiunii ciclului vital al produselor face aceste lucruri posibile (p. 94) Un lanţ este la fel de puternic pe cât cea mai slabă verigă a sa. Dacă un furnizor are probleme de calitate sau de încredere, întregul lanţ de producţie are de suferit. Siemens a lansat un program care îi ajută pe furnizori să-şi optimizeze activitatea şi să economisească energie. (p. 98) Cererea pentru materiale performante este în creştere în întreaga lume. Însă în contextul în care multe dintre materiile prime brute devin din ce în ce mai rare, experţii Siemens lucrează la strategii pentru a îmbunătăţi eficienţa utilizării acestor materii prime şi reciclarea lor. Ei caută de asemenea şi substitute pentru materiile prime foarte rare (p. 100). Şi alte resurse pot deveni rare. Având în vedere cererea crescută de combustibili fosili, companiile care exploatează petrol şi gaze naturale se extind sub ape. Zăcămintele pot fi exploatate mai sigur şi mai eficient dacă instalaţiile de exploatare sunt instalate pe platoul marin direct şi nu pe platforme marine, la suprafaţa apei. În acest domeniu Siemens va oferi sisteme de aprovizionare cu energie electrică şi tehnologie de extracţie (p. 108). Oameni Eco-Care Matrix: Dr. Dieter Wegener, Industry dieter.wegener@siemens.com Ghiduri de mediu: Dr. Wolfgang Bloch, CHR wolfgang.bloch@siemens.com Reciclarea trenurilor: Dr. Walter Struckl, Industry walter.struckl@siemens.com Proiectarea aparatelor electrocasnice: Dr. Arno Ruminy, BSH, arno.ruminy@bshg.com Designul paletelor: Henrik Stiesdal, Energy henrik.stiesdal@siemens.com Pompe de căldură: Reinhard Imhasly, Industry reinhard.imhasly@siemens.com Software-ul PLM: Peter Biersack, Industry peter.biersack@siemens.com Reinhard Belker, Industry reinhard.belker@siemens.com Turbina cu gaz: Lothar Balling, Energy lothar.balling@siemens.com Willibald Fischer, Energy willibald.fischer@siemens.com Gestiunea lanţului de furnizori: Dr. Bernd Müssig, CSCM bernd.muessig@siemens.com Materii prime: Dr. Thomas Scheiter, CT thomas.scheiter@siemens.com Filtrul de apă Kalwa: Jeevan Rao, Siemens India, jeevan.rao@siemens.com Tehnologii submarine: Bjoern Einar Brath, Energy bjoern.brath@siemens.com Maşina de gătit cu ulei vegetal: Samuel Shiroff, BSH, protos@bshg.com LINK-uri: Sustenabilitate la Siemens: Pentru furnizori: suppliers/management-approach/index.php Reţeaua globală Footprint: Echipa Cursei de Formula 1 Red Bull: Pictures of the Future Toamna

114 Pictures of the Future Feedback Economia viitoare Lumea noastră pare să se învârtă din ce în ce mai repede. În ţările în curs de dezvoltare și în pieţele emergente, observăm creșterea clasei de mijloc, care își dorește să se bucure de un standard mai ridicat de viaţă - și are și mijloacele pentru acest lucru. Procesele de inovaţie și de producţie se concentrează din ce în ce mai mult în aceste părţi ale lumii. Structurile globale ale producerii de valoare se schimbă rapid și în mod dramatic. O serie de axiome, ce păreau de nezdruncinat, despre efectele globalizării în diferite părţi ale Maeștrii complexităţii Noile tehnologii pătrund în numeroase domenii ale vieţii noastre și o fac mai ușoară. Însă, lumea devine și din ce în ce mai complexă, și devine mai greu de înţeles felul în care interacţionează și se influenţează diferitele sisteme și cum pot fi ele gestionate cu maximă eficienţă. Cum pot fi scrise programele de calculator pentru a funcţiona fără greșeală și în condiţii de securitate? Cum pot fi restructurate sistemele energetice ale unor ţări întregi, astfel încât numeroasele centrale energetice mici și descentralizate cu tot cu fluctuaţiile energetice inerente pe care le produc să poată fi corelate cu centralele energetice mari, care asigură scheletul energetic al acestor ţări? Cum trebuie să fie organizate orașele în viitor, astfel încât locuitorii lor să se poată bucura pe deplin de buna funcţionare și de infrastructura sustenabilă care încorporează totul, de la sistemele de transport, la cele de aprovizionare cu apă? Proiectarea, implementarea și optimizarea unor sisteme atât de complexe reprezintă unele dintre cele mai dificile sarcini la care trebuie să răspundă cercetătorii și dezvoltatorii. La Siemens, mii de ingineri se confruntă cu aceste provocări fie că este vorba de senzori individuali sau motoare, instrumente de simulare sau planificarea și optimizarea unor sisteme întregi. lumii, au fost puse sub semnul întrebării. Cum vor arăta reţelele de aprovizionare în lumea de mâine? Cum pot colabora unităţile de producţie din diferite regiuni? Este posibil ca în acest context dinamic să fie îndeplinită nevoia de creștere economică compatibilă cu mediul? Acestea sunt întrebări la care experţii Siemens încearcă să ofere răspunsuri sustenabile în domenii precum productivitatea individuală, generarea de energie cu consum redus de resurse și infrastructura orașelor, domenii ce se impun din ce în ce mai mult drept centre importante ale noii economii globale. Formule pentru eficienţă Aproape orice produs, serviciu, proces și activitate pot fi realizate mai eficient. Spre exemplu, în pofida unei creșteri majore în ceea ce privește eficienţa din ultimii ani, în medie peste 50% din energia primară este pierdută sub formă de căldură în domenii precum generarea de electricitate, procesele industriale și în transportare. Mai mult de o cincime din emisiile curente de CO2 pot fi evitate printr-un management inteligent al emisiilor de căldură. Dioxidul de carbon, un gaz cu efect de seră, poate fi de asemenea întrebuinţat comercial pentru a produce, spre exemplu, chimicale, biocombustibili și plastic organic. Mai mult decât atât, clădirile, care consumă 40% din totalul energiei produse în lume, își pot micșora amprenta ecologică și pot chiar să producă energie. Peste tot în lume, cercetătorii Siemens fac progrese în exploatarea acestor surse neatinse de eficienţă, în domenii ce variază, de la simulare și optimizare și până la bioinginerie, producerea de materiale și reţelele de senzori. 114 Pictures of the Future Toamna 2011

115 Pictures of the Future Preview Vreţi să aflaţi mai multe despre Siemens și ultimele noastre proiecte? Ne-am bucura să vă trimitem mai multe informaţii. Vă rugăm să bifaţi căsuţa din dreptul publicaţiei pe care doriţi să o comandaţi, în limba pe care o alegeţi, și trimiteţi prin fax o copie a acestei pagini la numărul +49 (0) , sau prin poștă la adresa: Publicis Publishing, Susan Grünbaum-Süß Postfach 3240, Erlangen, Germany, sau contactaţi-ne la: publishingaddress@publicis.de. Vă rugăm folosiţi Pictures of the Future, Fall 2011 drept titlu al mesajului. Cărţi: Life in 2050 How We Invent the Future Today ( 19.95) și Innovative Minds ( 34.90). Mai multe informaţii sunt disponibile la: Numere disponibile din Pictures of the Future (gratuit): Pictures of the Future, Primăvară 2011 (Germană, Engleză) Pictures of the Future, Toamnă 2010 (Germană, Engleză) Pictures of the Future, Primăvară 2010 (Germană, Engleză) Pictures of the Future, Toamnă 2009 (Germană, Engleză) Pictures of the Future, Primăvară 2009 (Germană, Engleză ) Pictures of the Future, Ediţie Specială: Tehnologiile Verzi (Engleză) Indexul Verde al Orașelor din Europa, Evaluarea performanţelor de mediu ale celor mai mari orașe europene (Engleză) Indexul Verde al Orașelor din SUA și Canada 27 de orașe americane și canadiene (English) Indexul Verde al Orașelor din America Latină (Engleză) Indexul Verde al Orașelor din Asia (Engleză) Informaţii adiţionale despre inovaţiile Siemens sunt disponibile pe Internet la: (Siemens R&D website) (weekly media service) (Pictures of the Future pe Internet, unde poate fi descărcată de asemenea în Chineză, Franceză, Spaniolă, Portugheză, Rusă și Turcă) Pictures of the Future este de asemenea disponibilă sub forma de aplicaţie pentru ipad, pe App Store. Aș dori o copie gratuită a revistei Pictures of the Future Aș dori să-mi anulez abonamentul la Pictures of the Future Noua mea adresă este următoarea Vă rog să trimiteţi revista și către... (vă rugăm bifaţi căsuţele respective și completaţi adresa): Nume, Prenume Companie Departament Strada, număr Cod Poştal, Oraş Țara Număr de telefon/fax sau Pictures of the Future Toamna