Un ricercatore dell'Oregon State University sta guidando la ricerca di soluzioni di crowdsourcing a complessi problemi di gestione dell'acqua.

"Sono finiti i tempi in cui qualche autorità del governo centrale risolveva ogni problema idrico, decidere come viene immagazzinata l'acqua, trattato, e distribuito, " ha detto Meghna Babbar-Sebens dell'OSU College of Engineering. "I problemi idrici riguardano tutti. Facciamo tutti parte di questo pianeta che sta crescendo rapidamente e sta cambiando rapidamente. Allagamento, siccità, contaminanti nei nostri fiumi e nell'acqua potabile:questi sono problemi che riguardano la vita di ogni persona".

Babbar-Sebens, professore associato di ingegneria civile ed edile, sta lavorando su tecnologie di intelligenza artificiale che "democratizzano" la gestione dell'acqua sfruttando al contempo il potere combinato di esseri umani e computer per trovare soluzioni, spesso basate su processi naturali, come le infrastrutture verdi e le pratiche di conservazione.

"Dobbiamo renderci conto che la nostra infrastruttura idrica sta invecchiando, e non abbiamo la capacità di continuare a costruire nuovi impianti di trattamento, argini e bacini idrici, " ha detto. "Il futuro delle infrastrutture idriche deve incorporare soluzioni flessibili e resistenti all'ambiente in evoluzione. Per fortuna, mentre immaginiamo i prossimi passi per la nostra infrastruttura, abbiamo l'opportunità di imparare molto dalla natura e imitare quei processi".

I paesaggi spartiacque un tempo includevano caratteristiche ed ecosistemi naturalmente esistenti, come le zone umide e gli ammortizzatori rivieraschi, ma molti di questi sono stati rimossi per fare spazio all'attività umana.

"Abbiamo perso servizi utili forniti dai bacini idrografici e aggravato molteplici problemi, comprese le inondazioni e il deflusso di sostanze chimiche dai paesaggi alle nostre riserve idriche, " ha detto. "Reintrodurre questi ecosistemi può rinaturalizzare il ciclo idrologico, risolvere sia i problemi di quantità che di qualità dell'acqua nei bacini idrografici a uso misto".

Questo non vuol dire che sarà facile, lei nota. È un processo complesso che coinvolge più parti interessate e vincoli. Ma l'incorporazione degli imperativi e delle preferenze umane nel processo di progettazione si traduce in soluzioni che hanno maggiori probabilità di essere accettabili per tutti i soggetti coinvolti.

A quello scopo, Babbar-Sebens e collaboratori dell'OSU e dell'Indiana University-Purdue University, Indianapolis, hanno creato un web-based, strumento di progettazione partecipata denominato WRESTORE, che sta per Watershed Restoration using Spatio-Temporal Optimization of Resources.

WRESTORE si avvale di avanzati, metodi di ottimizzazione human-in-the-loop noti come IGA – Interactive Genetic Algorithms – che ricevono feedback umani. Il feedback si basa sulla conoscenza delle persone e sulle loro preferenze soggettive e non quantificate durante il processo di ricerca dell'algoritmo, e l'IGA utilizza il feedback umano per identificare i tipi strategici e le posizioni delle soluzioni di gestione basate sulla natura.

Per esempio, un agricoltore preoccupato per l'erosione della propria terra può esaminare più pratiche di gestione e luoghi in cui potrebbero essere utilizzate. Per i bacini idrici agricoli, WRESTORE è in grado di modellare sette diverse pratiche di conservazione:zone umide, strisce filtranti, corsi d'acqua erbosi, taglio a strisce, colture di copertura, rotazione delle colture, e lavorazione senza aratura.

"Lo stesso approccio può essere esteso agli ambienti urbani in cui elementi naturali come i giardini pluviali, bioswales, tetti verdi, ecc. forniscono vantaggi simili se integrati nel nostro ambiente costruito, " ha detto Babbar-Sebens. "Poiché molte di queste funzionalità dovrebbero essere implementate su proprietà private, i cittadini devono essere coinvolti nella ricerca di soluzioni e nella collaborazione con i funzionari e gli ingegneri della città.

"La tecnologia dell'informazione e l'intelligenza artificiale hanno questa opportunità davvero interessante di entrare e aiutare a trovare come utilizzare al meglio le folle per trovare soluzioni uniche per risolvere problemi di gestione dell'acqua molto complicati, " ha aggiunto. "Le macchine imparano dagli umani, gli umani imparano dalle macchine, e possiamo risolvere i problemi insieme."