فناوری ضرورت توسعه دریانوردی
حدود ۹۰ درصد تجارت جهانی از نظر وزن کالاهایی که جابه‌جا می‌شوند، از طریق حملونقل دریایی و توسط کشتی‌ها انجام می‌گیرد. بنابراین می‌توان گفت، صنعت دریانوردی ستون‌فقرات تجارت دریایی است، به‌همین‌دلیل بکارگیری فناوری‌هایی مبتنی بر هوش‌مصنوعی مانند اینترنت اشیا و ابزارآلات پیشرفته، یکی از ضروری‌ترین اقدامات به‌شمار می‌رود که منجر به کاهش میزان آلودگی‌های ناشی از حملونقل دریایی در سواحل و دریاها می‌شود به‌عبارت‌دیگر، امروزه شرکت‌های دریایی نمی‌توانند بدون بکارگیری روش‌های فناورانه با هدف توسعه صنایع دریانوردی به اهداف زیست‌محیطی خود نظیر کاهش رد پای کربن و میزان اسیدیته شدن آب برسند.
گفتنی است،کاهش هزینه‌های عملیاتی، بهینه‌سازی مسیرها، کاهش تاخیرها و پایین آوردن میزان سوخت و انتشار گازهای گلخانه‌ای به صاحبان کسب‌وکار دریایی امکان می‌دهد تا با بهبود عملیات برای افزایش رضایت مشتریان در راستای حفظ محیط‌زیست گام‌های مهمی بردارند. صمت در این گزارش ضمن تشریح تاریخچه صنعت کشتیرانی و معرفی فناوری‌های نوین به اهمیت کاربرد فناوری‌های نوین در کاهش میزان آلودگی‌های دریایی پرداخته است.
از «ابرا» تا کشتی‌های خودران
با آغاز انقلاب صنعتی، تکنولوژی‌های جدیدی مانند ماشین‌آلات بخاری و پرسنل‌های متخصص به کشتی‌سازی معرفی شد که این صنعت را به یک مرحله جدید از توسعه واصل کرد. همچنین با پیشرفت‌های مدرن در علم و فناوری، کشتی‌سازی به‌سمت استفاده از مواد جدید، طراحی‌های متقدم و افزایش کارآیی پیش می‌رود. امروزه صنایع کشتیرانی و دریایی جزو اهداف مهم فناوران برای بهبود عملکرد و کاهش میزان تولید آلایندگی هستند و روزبه‌روز شاهد کاربرد دستاوردهای فناورانه هستیم. برای مثال چندی پیش، خبری مبنی بر ساخت نخستین قایق چوبی موتوری با چاپگر سه‌بعدی در دوبی با عنوان «ابرا» منتشر شد.
گفتنی است، در آینده‌ای نزدیک یک قایق چوبی جدید که دارای ساختار چاپ سه‌بعدی و یک سیستم نیروی محرکه الکتریکی با موتورهای ۱۰کیلوواتی و باتری‌های لیتیومی است، در دوبی به‌حرکت در خواهد آمد. به نقل از آی‌ای، این قایق ۲۰ نفره توسط سازمان جهانی دریایی ابوظبی (Al Seer Marine) با همکاری میتسوبیشی ژاپن و زیمنس و تورقیدو آلمان ساخته شده است.
گفته می‌شود که «ابرا» برای حفظ هویت سنتی خود و در عین حال حمایت از استراتژی چاپ سه‌بعدی دوبی طراحی شده است که هدف آن، تبدیل امارات‌متحده‌عربی به قطب پیشرو فناوری چاپ سه‌بعدی تا سال ۲۰۳۰ است. انتظار می‌رود این رویکرد نوآورانه، زمان تولید را تا ۹۰ درصد و هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری را ۳۰ درصد کاهش دهد.
گفتنی است، ابرای الکتریکی همچنین با استراتژی پایداری زیست‌محیطی برای حملونقل دریایی مطابقت دارد و هدف آن، کاهش ردپای کربن دوبی است. باتوجه به اینکه صنعت دریانوردی ستون‌فقرات تجارت دریایی است که بار حمل بیش از ۹۰ درصد کالاها را در سراسر جهان بر دوش می‌کشد، تحول دیجیتالی، کلیدواژه اصلی اغلب شکست‌های دریانوردی است. مانا نوشت، بکارگیری ابزارهای ارتباطی دیجیتال، اینترنت اشیا، بلاک‌چین و هوش‌مصنوعی امروزه در این صنعت به‌شدت رایج و با آن عجین شده است.
هوش‌مصنوعی و ثمراتش
شاید نیاز به توضیح نباشد که امروزه هوش‌مصنوعی به ابزاری ضروری به‌منظور پیشرفت در فناوری‌های دیجیتال تبدیل شده است. هوش‌مصنوعی به متخصصان دریایی کمک می‌کند تا ETA (مجوز سفر الکترونیک) را برای هر کشتی در سراسر جهان محاسبه کرده، کیفیت آب‌وهوایی را بررسی و حتی صداهای زیر آب را ارزیابی کند.
هوش‌مصنوعی در خدمت کارشناسان و مسئولان بندری قرار می‌گیرد تا بنادر هوشمند را با داده‌های بزرگ همراه کرده و با اتصال ۵G، اینترنت اشیا و فناوری‌های بلاک‌چین راهنمایی کند. هم‌اکنون بنادر لس‌آنجلس، روتردام، کبک،هامبورگ، شانگ‌های و سنگاپور با استفاده از هوش‌مصنوعی به تحولات دیجیتالی بی‌نظیری دست یافته‌اند و این ابزار، کارآیی، شفافیت و پایداری را نصیب این بنادر کرده است.
رهایی از خطر به کمک ربات‌ها
فناوری‌های رباتیک که امروزه در صنعت دریایی به‌کار گرفته می‌شود، دارای استعدادهای بالقوه و بالفعلی هستند که می‌توانند نیروی انسانی دریایی را در همه رده‌ها از فعالیت‌های خطرناک یکنواخت و سنگین رها کنند. این فناوری می‌تواند در پایانه‌های بندری و سیستم‌های حمل بار به‌منظور ارتقای عملیات سریع و کارآمد به کمک نیروی انسانی بشتابد و خطاهای انسانی را کاهش دهد. از سوی دیگر، زمان انتظار را در اسکله‌ها پایین آورد و از انتشار گازهای گلخانه‌ای جلوگیری کند.
اینترنت اشیا از اتلاف وقت می‌کاهد
همچنین یکی از فعالیت‌های خودکار و هوشمند، حسگرهای اینترنت اشیا است که با اتصال به کشتی‌ها و سیستم ناوبری به کمک آنها می‌شتابد.
در این ارتباط اینترنت اشیا داده‌های مختلفی را درباره مکان، سرعت و عملکردها از طریق نرم‌افزارها و فرکانس‌ها به مراکز تصمیم‌گیری منتقل می‌کند، همچنین از اینترنت اشیا در مشاهدات ماهواره‌ای و مسائل مربوط به GPS، ردیابی محموله‌ها و برنامه‌ریزی برای ورود و خروج کشتی از بنادر و بالعکس استفاده می‌شود.
با استفاده از اینترنت اشیا، مسئولان صنعت دریانوردی اجازه نمی‌دهند زمان باارزش، بیهوده تلف شود، زیرا داده‌های دریافتی بلافاصله تحلیل شده و پیش‌بینی‌ها و ارزیابی‌ها را برای حرکت هر کشتی به‌روز می‌کند. در صورت وقوع هر حادثه‌ای نیز بلافاصله به کمک کارشناسان و دست‌اندرکاران می‌آید. در واقع اینترنت اشیا از اتلاف وقت جلوگیری کرده و فعالیت‌ها را آنی و لحظه‌ای رصد می‌کند.
سفر به دل اقیانوس حتی بدون یک انسان
تاکنون از خودوهای خودران زیاد خواندیم و شنیدیم، حالا باید بگوییم خیلی طول نمی‌کشد که کشتی‌هایی بدون حتی یک نیروی انسانی قرار است از دل دریاها و اقیانوس‌ها عبور کنند. گفتنی است، کشتی‌های خودران صنعت حملونقل دریایی را با تحول خاصی روبه‌رو خواهند کرد. زمانی تصور این امر غیرممکن بود که روزی یک کشتی بدون وجود حتی یک نیروی انسانی بتواند در آب‌های بین‌المللی حرکت کند، اما امروزه فناوری پیچیده به کمک ناوبری دریایی شتافته و باعث شده است کشتی‌ها بدون دخالت انسان به مسیر خود ادامه دهند؛ به‌زودی نیز شاهد تحول بیشتر در این عرصه خواهیم بود. در زمینه این کشتی‌ها باید گفت، بهبود ایمنی، جلوگیری از برخورد، کاهش مصرف سوخت، کاهش نیروی انسانی، زمان‌بندی و مسیریابی درست از جمله مزایای این کشتی‌ها به‌شمار می‌روند.
کاهش رسوبات زیستی دریایی به کمک نانو
از جمله رایج‌ترین مشکلات پوشش‌های غیرنانویی، بستن خزه به بدنه کشتی‌ها است که باعث افزایش نیروی مقاومت در نتیجه افزایش مصرف سوخت (افزایش ۴۰ درصدی سوخت) و هزینه سالانه بیش از ۲۰۰هزار میلیون دلار در سال می‌شود. اما بدترین اثر مخرب آن، تولید گازهای گلخانه‌ای مانند کربن دی اکسید است که باعث آلودگی محیط‌زیست می‌شود. علاوه بر این، سبب خوردگی فلزات می‌شود. با بکارگیری فناوری‌نانو می‌توان کشتی‌هایی با وزن کم، استحکام بالا همراه با پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی و به‌صرفه از نظر اقتصادی و کاهش آلودگی داشت. در این زمینه سولماز سلیمانی، پژوهشگر در حوزه حملونقل دریایی به ارائه راهکاری برای حل معضلات رسوبات زیستی دریایی در صنایع حملونقل دریایی پرداخت.
وی در گفت‌وگویی که با صمت داشته است، گفت: از آنجایی که نانوتکنولوژی محدوده‌ای از فناوری است که در این محدوده انسان می‌تواند انواع ترکیبات، آلیاژها، وسایل و ابزارها و به‌طورکلی، سیستم‌ها و سازه‌های گوناگون را در مقیاس اتمی و مولکولی و در ابعاد نانومتری طراحی کند و به مرحله ساخت برساند، یکی از اکتشافات بزرگ مربوط به نانوتکنولوژی، استفاده از جاذب‌های کربنی مانند نانوگرافن و نانوگرافن‌اکساید است.
وی ادامه داد: همواره رسوبات زیستی دریایی از جمله بستن خزه روی ابزارهای متحرک و ثابت در حملونقل دریایی، معضلی دیرینه و پرهزینه برای صنایع دریایی محسوب می‌شوند. جلبک‌های سبز، دیاتوم‌ها و صدف‌ها به‌دلیل چسبندگی خود به سازه‌های انسان‌ساخت از جمله زیردریایی‌ها و کشتی‌ها و آسیب به آنها مشهور هستند. اگرچه راه‌حل‌هایی به‌صورت پوشش‌های مقاوم در برابر رسوبات دریایی وجود دارند، اما بسیاری از آنها در طبیعت، به‌عنوان آفت‌کش شناخته می‌شوند و هنوز لازم است که راه‌حلی گسترده، موثر و ایمن از نظر زیست‌محیطی اتخاذ شود و به بازار بیاید.
سلیمانی گفت: از آنجایی که رشد اجتماعات رسوبی روی بدنه کشتی‌ها موجب افزایش بار کشتی، کاهش قابلیت مانور، افزایش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود، از این‌رو هم هزینه‌های اقتصادی و هم هزینه‌های زیست‌محیطی را افزایش می‌دهند. به‌همین‌دلیل، امروزه، رقبای اصلی پوشش‌های آفت‌کش ضدرسوب، پوشش‌های موسوم به «آزاد ساز ـ رسوب» هستند که مانع جذب رسوبات می‌شوند.
جادویی شیمیایی
وی در ادامه بیان کرد: طی چند سال گذشته، گرافن و گرافن‌اکساید (نوعی ساختار کربنی که به‌عنوان سبک‌ترین، قوی‌ترین، نازک‌ترین، بهترین‌هادی حرارتی و الکتریکی شناخته می‌شود) موردتوجه دانشمندان قرار گرفته و کاربردهای زیادی برای آن تعریف شده است تا جایی که این ماده را «جادوی قرن ۲۱» می‌نامند.
گفتنی است، باتوجه به جدید بودن این ماده، کاربردهای زیادی در حوزه دریایی دارد که کمتر به آن توجه شده است. به‌همین‌دلیل، نیاز به مطالعه و تحقیق بیشتر در این زمینه احساس می‌شد.
این محقق و پژوهشگر گفت: رنگ‌های آنتی‌فولینگ یا ضد خزه موجود در بازار براساس مواد و روش‌های شیمیایی تولید می‌شود که خسارت‌های جبران‌ناپذیری به محیط‌زیست وارد می‌کنند و البته هزینه‌های هنگفتی هم دارند.
در این مطالعه برای نخستین‌بار، نانوکامپوزیت گرافن‌اکساید احیاشده با ترکیبات طبیعی دریایی که دارای خواص آنتی‌فولینگی (ضدخزگی) است، سنتز و ترکیب شد. با این روش نه‌تنها به محیط‌زیست آسیبی وارد نمی‌شود، بلکه ارزان‌تر از رنگ‌ها و ترکیبات ضدخزگی موجود در بازار است، حتی باعث از بین رفتن موجودات مزاحم می‌شود و هزینه‌های مربوط به حذف این موجودات از بدنه کشتی را نیز کاهش می‌دهد.
سخن پایانی
اقیانوس‌ها و دریاها، منابع حیاتی کره زمین هستند که نقش مهمی در تنظیم آب‌وهوا، تامین غذا و حفظ تنوع زیستی ایفا می‌کنند. با این حال، فعالیت‌های انسانی همچون صنعتی‌شدن، افزایش جمعیت و توسعه نامتوازن، باعث آلودگی شدید آب‌های دریایی شده‌اند. گفتنی است، آلودگی دریایی، یکی از جدی‌ترین تهدیدات برای اکوسیستم‌های آبی و سلامت سیاره ماست. این پدیده که به ورود هرگونه ماده یا انرژی مضر به محیط دریایی اطلاق می‌شود، می‌تواند تغییرات قابل‌توجهی در ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آب ایجاد کند و بر موجودات زنده و اکوسیستم‌های دریایی تاثیر منفی بگذارد. باتوجه به آنچه در این گزارش آمد، کاربرد فناوری‌هایی نظیر هوش‌مصنوعی یا اینترنت اشیا، امری ضروری در توسعه صنعت دریانوردی محسوب می‌شود که می‌تواند نقش چشمگیری در کاهش میزان ردپای کربن و آلودگی‌های زیست‌محیطی داشته باشد.
