Werfen Sie alte Smartphones nicht weg, sie können in Mikro-Rechenzentren für Smart Cities umgewandelt werden

Schätzungsweise kommen jährlich fast 1,4 Milliarden Smartphones auf den Markt. Brandneue Elektronikprodukte, die oft innerhalb weniger Jahre zu Müll werden . Nicht, weil sie kaputtgehen, sondern weil uns die unaufhörliche Werbung alle zwei oder drei Jahre nach immer leistungsstärkeren Handys verlangen lässt. Das Recycling dieser Taschengeräte ist ein ernsteres Problem , als es auf den ersten Blick erscheinen mag. Wertvolle, kritische und umweltschädliche Mineralien landen allzu oft auf Mülldeponien und selten im umweltgerechten Recycling. Teilweise liegt es am Second-Hand-Phänomen, das manche von uns dazu bewegt, ihr Smartphone zu verkaufen, anstatt es monatelang in der Schublade liegen zu lassen und dann wegzuwerfen. Aber das reicht nicht.

Glücklicherweise gibt es Leute, die über neue Methoden zur Aufwertung von Elektroschrott nachdenken, oder besser gesagt, über die Wiederverwendung von potenziellem Abfall in neuen Anwendungen, wodurch CO2-Emissionen und Energieverschwendung reduziert werden, wenn man bedenkt, dass die Produktion elektronischer Hardware bekanntermaßen energieintensiv ist.

Ein Forscherteam der Universität Tartu in Estland hielt es für eine gute Idee , „veraltete“ Smartphones umzufunktionieren und damit Mikro-Rechenzentren zu bauen. Ein Vorgang, der nur 8 Euro pro Gerät kosten würde, und der sie in kostengünstige Rechenzentren zur Verarbeitung von Daten auf lokaler Ebene verwandeln würde; eine kostengünstige Technologie, die neue Funktionen für Smart Cities und die Umweltüberwachung verspricht. Die Forscher sind tatsächlich davon überzeugt, dass es möglich ist , Smartphones umzuprogrammieren, um sie für verschiedene Anwendungen in der Stadtplanung nützlich zu machen , einschließlich der Verfolgung von Buspassagieren, um ihren Verkehrsfluss in Echtzeit und zu verschiedenen Tageszeiten zu verstehen. Und dies ist nur ein mögliches Beispiel. KI, Datenwissenschaft und andere Bereiche der Informatik führen zu einem beispiellosen Anstieg der Nachfrage nach Rechenleistung.

Wir wissen, dass zentralisierte Rechenzentren, die Milliarden von Daten speichern, die für KI benötigt werden, zu den größten Energieverbrauchern weltweit gehören und enorme Mengen Strom für den Betrieb von Servern und Kühlsystemen benötigen. Diese Infrastruktur ist für das digitale Zeitalter unverzichtbar, hat aber einen erheblichen ökologischen Fußabdruck. Laut der Internationalen Energieagentur verbrauchen Rechenzentren derzeit zwischen 2 und 3 % des weltweiten Stroms. Hinzu kommt, dass der Stromverbrauch von Rechenzentren in den letzten Jahren deutlich gestiegen ist, mit einem durchschnittlichen Anstieg von 12 % pro Jahr seit 2017; eine Wachstumsrate, die viermal höher ist als die des gesamten Stromverbrauchs.

Doch zurück zur estnischen Studie. Es ist klar, dass Smartphones diese Rechenzentren nicht ersetzen werden, aber selbst mit lokalen Funktionen können sie deren Belastung verringern und vor allem wieder nützlich sein, wie es das Grundprinzip der Kreislaufwirtschaft vorsieht.

„Innovation beginnt oft nicht mit etwas Neuem, sondern mit einer neuen Denkweise über das Alte und einer Neudefinition seiner Rolle bei der Gestaltung der Zukunft“, sagte Huber Flores, außerordentlicher Professor für Pervasive Computing, über die Forschung.

Sehen wir uns an, was die Wissenschaftler aus Tartu getan haben. Technisch gesehen ist das Smartphone mit ausreichend CPU und RAM für einfache Rechenaufgaben ausgestattet, reicht aber für den alltäglichen Gebrauch als Haupttelefon nicht mehr aus. In der ersten Projektphase wurden die Akkus aus vier Telefonen entfernt und durch externe Stromquellen ersetzt, um das Risiko einer chemischen Freisetzung in die Umwelt zu verringern. Anschließend wurden die Telefone mit 3D-gedruckten Gehäusen und Ständern verbunden. Um Kühlung, Schutz und die Installation in bestimmten Umgebungen zu optimieren, werden häufig Container verwendet, die für ein oder mehrere Smartphones ausgelegt sind und die Integration in ein größeres Netzwerk erleichtern. Wir sind uns nicht sicher, welche weiteren Modifikationen das Team an den Telefonen vorgenommen hat, aber es scheint, dass auch maßgeschneiderte Software entwickelt wurde. Durch die Nähe zu lokalen Quellen, wie beispielsweise IoT-Sensoren, konnten Latenz und Belastung des zentralen Netzwerks, d. h. der Cloud, reduziert werden. Und das alles bei geringem Energieverbrauch. Schließlich wurde ein Prototyp gebaut und ein erster Unterwassertest zur Überwachung des Meereslebens durchgeführt, der zur automatischen Zählung von Wasserarten beitrug . Aktivitäten, die den Einsatz von Tauchern zur Videoaufzeichnung und anschließenden manuellen Analyse erforderten. Mit dem in Tartu entwickelten System wurde der gesamte Prozess automatisiert.

Natürlich gibt es auch kritische Punkte . Smartphone-Akkus sind offensichtlich nicht für den Dauerbetrieb rund um die Uhr ausgelegt, und die allgemeine Haltbarkeit von Consumer-Hardware kann geringer sein als die eines professionellen Servers. Der interne Speicherplatz von Smartphones kann begrenzt sein, obwohl viele externe SD-Karten unterstützen, und die meisten Smartphones verfügen nur über WLAN, während für eine stabile Kabelverbindung ein Adapter erforderlich ist. Aber wie viele „Geeks“ nutzen alte Handys als Speicher oder zur Steuerung von Hausautomationssystemen? Warum nutzen sie sie dann nicht zur Erfassung und Überwachung der Luft-, Wasser- und Lärmqualität? Ihrer Fantasie sind keine Grenzen gesetzt.