Это было нехарактерно солнечное утро, когда Marcela Angel MCP ’18 в сопровождении пилота дрона из бостонской инженерной фирмы AirWorks и группы сбора данных из колумбийского регионального агентства по охране окружающей среды Corpoamazonia поднялась на холм в Андах на юго-западе Колумбии. Обычный горный облачный покров в этом районе — одна из основных проблем при работе со спутниковыми снимками или летающими БПЛА (беспилотными летательными аппаратами или дронами) в тихоокеанском нагорье Амазонки — в ближайшие часы исчезнет. Но на данный момент ее команда выбрала хороший день для своего первого полета.
Ангел привыкла к дальним путешествиям для своих исследований. Выросшая в Боготе, она поддерживала тесные связи с Колумбией на протяжении всей своей магистерской программы на факультете городских исследований и планирования Массачусетского технологического института (DUSP). Ее дипломная работа, посвященная управлению общественными зелеными насаждениями в Боготе, регулярно возвращала ее в родной город, где она изучала, как город может предложить жителям более равный доступ к чистому воздуху, защиту от наводнений и ежедневные медицинские и социальные льготы, предоставляемые парки и деревья. Но на холм, на который она поднималась этим утром недалеко от отдаленного города Мокоа, ушло особенно много времени: пять лет выстраивания отношений с сообществом Мокоа и правительством Колумбии, найма партнеров по проекту и преодоления бюрократических формальностей, связанных с доставкой БПЛА. в страну.
Теперь ее команда наконец-то вытащила из брезента свой первый беспилотник высотой по колено и осторожно поставила его на траву. Под сгущающимися серыми облаками жужжание его винтов присоединилось к жужжанию насекомых на деревьях, и машина наконец поднялась в небо.
От Колумбии до Кембриджа
«На самом деле я выросла на последней улице перед заповедником восточных гор», — говорит Анхель о своем детстве в Боготе. «Я всегда был на этой границе между городом и природой».
Идея о том, что городские районы неразрывно связаны с окружающими их экосистемами, легла в основу всего образования и карьеры Ангела. Прежде чем поступить в Массачусетский технологический институт, она изучала архитектуру в Университете Лос-Андес в Боготе; для своего дипломного проекта она предложила план переселения неформального района на окраине Боготы, чтобы минимизировать экологические риски для его жителей. Среди ее проектов в Массачусетском технологическом институте была инициатива по пространственному анализу кроны деревьев Боготы с предоставлением данных городу для планирования программы посадки деревьев в качестве стратегии, направленной на предоставление уязвимым слоям населения города большего доступа к природе.
И она, естественно, была заинтригована, когда в 2017 году в Массачусетский технологический институт приехал бывший министр окружающей среды и устойчивого развития Колумбии, чтобы провести гостевую презентацию магистерской программы DUSP. Министр Луис Хильберто Мурильо (ныне посол Колумбии в США) познакомил студентов с проблемами, вызванными недавней катастрофой в городе Мокоа, на границе между низменной Амазонкой и Андами. Беспрецедентные ливни дестабилизировали окружающие леса, а в апреле того же года разрушительное наводнение и оползень унесли жизни сотен людей и разрушили целые кварталы. А поскольку изменение климата способствовало увеличению количества осадков в регионе, возрастал риск новых оползней.
Мурильо дал полезную информацию о том, как решения по городскому планированию способствовали кризису. Но он также попросил поддержки Массачусетского технологического института в решении будущих рисков оползней в этом районе. Анхель и Хуан Камило Осорио, кандидат наук в DUSP, решили принять вызов, и в январе 2018 и 2019 годов исследовательская делегация из Массачусетского технологического института отправилась в Колумбию для прохождения недавно созданного курса для выпускников.
Вернувшись еще раз в Боготу, Анхель взял интервью у государственных учреждений и некоммерческих организаций, чтобы понять состояние мониторинга оползней и государственной политики. В Мокоа дальнейшие интервью и серия семинаров помогли выяснить, что больше всего нужно местным жителям и что может предоставить Массачусетский технологический институт: более качественная информация о том, где и когда могут произойти оползни, и процесс повышения осведомленности о рисках и вовлечение традиционно маргинализированных групп в процессы принятия решений вокруг этот риск.
В течение следующего года была сформирована основная группа, чтобы воплотить идеи этой поездки в жизнь, в том числе Анхель, Осорио, постдокторант Норхан Байоми из Инициативы экологических решений Массачусетского технологического института (ESI) и профессор Массачусетского технологического института Джон Фернандес, директор ESI и один из руководителей Анхеля. наставники в DUSP. После второго визита в Мокоа, в котором приняли участие группы коренных народов, экологические агентства и национальная армия, был сформирован план: Массачусетский технологический институт будет сотрудничать с Corpoamazonia и создаст сеть исследователей сообщества для развертывания и тестирования технологий дронов и моделей машинного обучения для проводить мониторинг горных лесов как на предмет риска оползней, так и на наличие признаков здоровья леса, одновременно реализуя процесс совместного планирования с жителями.
«Наши проекты направлены на то, чтобы предоставить сообществам новые инструменты для дальнейшей защиты и восстановления леса, — говорит Энджел, — и поддержать новые и инклюзивные модели развития даже перед лицом новых проблем».
Спасательные круги для климата
Задача сохранения тропических лесов является неотложной. Когда леса вырубаются, их деревья и почвы выделяют углерод, накопленный ими на протяжении тысячелетий, добавляя в атмосферу огромное количество удерживающего тепло углекислого газа. Вырубка лесов, в основном в тропиках, в настоящее время, по оценкам, вносит больший вклад в изменение климата, чем любая другая страна, кроме США и Китая, и однажды утраченные тропические леса чрезвычайно трудно восстановить.
«Тропические леса должны стать естественным способом замедлить и обратить вспять изменение климата», — говорит Энджел. «И они могут быть. Но сегодня мы достигаем критических переломных моментов, когда все как раз наоборот».
Это стало движущей силой карьеры Ангела после ее окончания. В 2019 году Фернандес пригласил ее присоединиться к ESI и возглавить новую Программу природных климатических решений, первым центральным элементом которой станет проект Mocoa. Она быстро мобилизовала партнеров для сбора средств для проекта от Глобального экологического фонда и Банка развития CAF Латинской Америки и Карибского бассейна, а также наняла дополнительных партнеров, включая GPTMain Lincoln Laboratories, AirWorks и Институт Пратта, где Осорио стал ассистентом. профессор. Она наняла специалистов по машинному обучению из Массачусетского технологического института, чтобы начать проектирование обработки данных с БПЛА, и помогла собрать местную исследовательскую сеть в Мокоа, чтобы повысить осведомленность о рисках, способствовать участию сообщества и лучше понять, какая информация нужна городским властям и общественным группам для планирования и сохранения города. .
«Это удивительная вещь в Массачусетском технологическом институте, — говорит она. «Когда вы изучаете проблему здесь, вы не просто играете в песочнице. Все, с кем я работал, мотивированы сложностью технической задачи и возможностью значимого участия в Mocoa и, надеюсь, во многих других местах».
В то же время Энджел создала возможности для следующего поколения аспирантов Массачусетского технологического института, которые пошли по ее стопам. Вместе с Фернандесом и Байоми она создала новый курс 4.S23 (Биоразнообразие и города), в рамках которого студенты отправились в Колумбию, чтобы разработать стратегии городского планирования для городов Квидбо и Летисия, расположенных в богатых углеродом и биоразнообразных районах. Курс преподавался дважды, профессор Габриэлла Каролини присоединилась к команде преподавателей весной 2023 года, и уже привел к тому, что учащийся представил городским властям в Кидбо отчет, в котором рекомендовались способы повышения биоразнообразия и адаптации к изменению климата по мере роста города, многоплановой партнерство с заинтересованными сторонами для обучения местной молодежи и проведения исследования биоразнообразия под руководством граждан, а также начальный грант от Консорциума по климату и устойчивому развитию Массачусетского технологического института для начала предоставления обоим городам подробных данных об их древесном покрове, полученных со спутниковых изображений.
«Эти регионы сталкиваются с серьезными угрозами, особенно в связи с потеплением планеты, но многие решения для изменения климата, сохранения биоразнообразия и обеспечения экологической справедливости в регионе идут рука об руку», — говорит Энджел. «Когда вы проектируете город таким образом, чтобы использовать меньше ресурсов и меньше влиять на изменение климата, это также оказывает меньшее давление на окружающую среду вокруг него. Когда вы проектируете город для справедливости и качества жизни, вы уделяете внимание его зеленым насаждениям и тому, что они могут дать людям и как среду обитания для других видов. Когда вы защищаете и восстанавливаете леса, вы защищаете местную биоэкономику».
Переносим данные домой
Тем временем в Мокоа оригинальное видение Ангела улетучивается.
Испытательные полеты команды уже позади, и теперь они могут приступить к созданию цифровых моделей окрестностей. Регулярные полеты дронов и образцы почвы будут дополнять меняющуюся информацию о деревьях, воде и местной геологии, позволяя специалистам проекта по машинному обучению определять предупреждающие признаки будущих оползней и экстремальных погодных явлений.
Что еще более важно, в настоящее время существует налаженная сеть исследователей и лидеров местных сообществ, готовых использовать эту информацию. С учетом отзывов своих партнеров из Mocoan команда Angel создала прототип онлайн-платформы, которую они будут использовать для обмена данными о своих БПЛА; теперь они позволяют жителям Мокоа протестировать его и предложить, как сделать его более удобным для пользователя.
Ее визит в январе этого года также проложил путь к новым проектам, которые более тесно свяжут Инициативу экологических решений с Мокоа. Вместе со своими партнерами по проекту Энджел изучает возможность разработки курса, чтобы научить местных студентов пользоваться беспилотными летательными аппаратами, подобными тем, на которых летает ее команда. Она также рассматривает возможность расширения усилий по сбору неформальных знаний о Мокоа, местной экологии и культуре, которые люди повсюду используют при принятии решений по городскому планированию и реагированию на чрезвычайные ситуации, но которые редко систематизируются и включаются в научный анализ рисков.
Это огромная работа, чтобы предложить этому сообществу инструменты для успешной адаптации к изменению климата. Но даже со всеми моделями робототехники и машинного обучения в мире, это тесное, медленно разворачивающееся взаимодействие, основанное на доверии и включении сообщества, — это то, что нужно, чтобы по-настоящему подготовить людей к противостоянию глубоким изменениям в их городе и окружающей среде.
«Защита природных поглотителей углерода — это глобальная социально-экологическая проблема, и Массачусетскому технологическому институту недостаточно просто внести свой вклад в базу знаний или разработать новую технологию», — говорит Энджел. «Но мы можем помочь мобилизовать лиц, принимающих решения, и нетрадиционных участников, а также разработать более инклюзивные и технологичные процессы, чтобы облегчить жизнь людям, которые пожизненно заинтересованы в этих экосистемах. Таково видение».