漏水管は、節水という "戦い "において、目に見えない "敵 "なのだ。その結果、世界平均で30%の飲料水が失われることになる。また、地域によっては70%という高い割合のところもある。このような漏水を特定するのはしばしば困難だが、革新的なAI技術がこのジレンマを変え、漏水検知をより迅速かつ正確に行えるようにしている。
アメリカ、フェニックス南東部のサン・タン・ホース地区で、漏水している給水栓に目立つ白い「X」の印。この漏水は中程度のもので、毎分3ガロンから7ガロンの割合で漏れている。一見些細に見えるが、このような一貫した漏水が積み重なると、1日に43世帯が必要とする水量を満たすのに十分な、途方もない量になる。
特筆すべきは、水たまりも、砂漠の風景の中の予期せぬ緑も、舗装の崩落も、典型的な水漏れの兆候はまったく見られなかったことだ。給水栓の底からじわじわと水がしみ出していたのだ。
この状態が発見されるのは、次の給水栓メンテナンスのサイクルになる可能性が高く、そのサイクルは5年に及ぶこともある。
ジェイコブ・ロジャースアリゾナ州最大の民間水道会社EPCORの事業部長
しかし幸いなことに、この漏洩はFIDOテックが開発したAI音響ツール事前にスポットを当ててマークしておく。このツールは、漏水の正確な位置を特定できるだけでなく、漏水の大きさに応じて優先順位をつけ、水道会社が効率的に修理作業を行うのに役立つ。英国オックスフォードに本社を置くFIDOは、EPCORやメキシコのケレタロ州水資源委員会などの公益事業組織と協力し、この技術革新を進めている。このパートナーシップは、マイクロソフトのグローバル水補充イニシアチブの一環であり、データセンター周辺の流域を含むマイクロソフトのグローバルな事業ネットワークにおける水管理を最適化することにより、水資源の改善を目指すものである。
ロンドンの検査用井戸の配管継手に取り付けられたFIDOセンサー。写真提供：マイクロソフト
2024年6月末までに、マイクロソフトは75を超える多様な水涵養プロジェクトのグローバル・ポートフォリオを構築する。
ノースダコタ州ファーゴでは、マイクロソフトがオーデュボン・ダコタ・プロジェクトと協力し、オーデュボン・ダコタ・プロジェクトに取り組んでいる。広大な草原生息地の復元.;
南アフリカ・ケープタウンのチームと緊密に協力しながら。外来種の拡散を抑制し、集水域を慎重に修復する。.
さらに、マイクロソフトはテキサス州コマル郡で保全地役権を積極的に取得し、エドワ ーズを支援している。帯水層の涵養と回復.
ニューメキシコ州では、マイクロソフトはジカリラ・アパッチ族と、次のような協力協定を結びました。絶滅危惧魚種の保護そして州の水の安全保障を大幅に改善する。
そしてインドのカルナータカ州では、マイクロソフトが池の修復プロジェクト地下水資源が地域社会に提供されるようになる。
また、水利用の効率を改善し、全体的な水使用量を削減することで、流域や地域社会における水の利用可能量を増やすプロジェクトにも資金を提供している。
イライザ・ロバーツマイクロソフト、水資源担当ディレクター
マイクロソフトとFIDOの提携はその一例だ。2023年以降、マイクロソフトはテムズウォーターと契約し、ロンドンの一部で水漏れ検知を行っている。さらにマイクロソフトは、ロンドンで開催されたマイクロソフト・ハッカソン・イベントにおいて、FIDOの水漏れ検知技術の強化にも協力した。FIDOのAIツールは、OpenAIのGPT-4とMicrosoft Azure OpenAIサービスに依存しており、音漏れ検知をまったく新しいレベルに引き上げている。
FIDOのAI技術は数秒でデータを分析し、パイプラインの漏れの特徴を即座に特定する。写真提供：マイクロソフト
FIDOのAI技術は、水道管ネットワークに配置された小型モバイルセンサーから音響ファイルを収集し、「その後、AIに世界規模でインテリジェントに分析させます。パイプの材質や深さ、寸法を知る必要はなく、複雑な音響データから漏水音をAI技術に認識させるだけです」。ノイズの多い配管環境にもかかわらず、AIはノイズを遮断し、漏れをピンポイントで特定することができる。「と、FIDOのCEO兼共同設立者であるビクトリア・エドワーズは説明する。
FIDOはまた、コロラド川流域の公共部門と民間部門が一体となって水問題に取り組むためにマイクロソフトとその他のパートナーによって創設された新しいプロジェクトであるWater Unitedプラットフォームを通じて、そのAI漏水検知技術を推進している。
マイクロソフトはFIDOの漏水検知費用を負担し、水道事業者は漏水修理費用を負担する。ロバーツ氏によると、マイクロソフトの支援によって節約された水の量は、漏水の検出と修理の総費用に対するマイクロソフトの投資額の比率に基づいて、水再充填の目標にカウントされる。
01 漏水は単なる水の浪費ではない
自治体の水道管の漏水を止めることは、節水の問題であるだけでなく、水道会社がサービスを提供する顧客や地域社会への水の供給にも影響する。地域社会にとって、漏水は直接的な水の損失であるだけでなく、多額の維持管理費もかかる。しかし、この損失は、最終的にはすべての人が負担することになる。
"当社はアリゾナ州で、30%から40%の水損失を抱える、苦境にある水道事業体を数多く買収してきた。「アリゾナ州とニューメキシコ州の水規制を担当するEPCORの上級副社長、ショーン・ブラッドフォードはこう認めている。この漏水ロスを補うために、井戸や浄水場から各家庭への給水需要を満たすために40%のポンプ容量を増やさなければならなかった。"
サン・タン・バレー
はアリゾナ砂漠にある繁栄したコミュニティである。
FIDOのエドワーズ氏は、FIDOが提供するカスタマイズされたセンサーは、手が届きやすい場所、給水栓、バルブの内側、蛇口の近くなど、あらゆるタイプの配管設備にシームレスにフィットすると説明する。バルブの内側、蛇口の近くなど、あらゆるタイプの配管にシームレスに適合し、正確な配置が可能になるとFIDOのエドワーズは説明する。160平方マイルのサン・タン・サービス・エリアでは、EPCORのパイプライン・システムに4,554個の最新式センサーが設置されている。
トロンボーンはパイプが長く、音は控えめですが、トランペットはパイプが短く、周波数が高くなります。トロンボーンはパイプが長く、音が控えめであるのに対し、トランペットはパイプが短く、周波数が高い。特にプラスチック配管の環境では、最大の音漏れが最も静かで、人間の耳で検出するのが難しい傾向があることは注目に値する。
ビクトリア・エドワーズFIDO最高経営責任者兼共同創設者
公益事業者は長い間、漏水を検知するために音響機器に頼ってきたが、FIDO技術は飛躍的な進歩を遂げた。センサーが収集した膨大なデータを正確に分析するために、ディープラーニングAIアルゴリズムを使用している。このアルゴリズムは、漏水している水道管からの音であろうと、機械音や列車の轟音などの他の妨害源からの音であろうと、音の発生源を認識する能力を持っており、漏水の大きさを正確に評価し、その場所を特定することができる。さらに、漏水の大きさを正確に評価し、その場所をピンポイントで特定することができる。FIDOの技術のもう一つのハイライトは、そのAIシステムが自然言語での対話をサポートしていることで、電力会社の技術者の操作性を大幅に向上させている。
エプコールは音響式リークディテクタを使用してきましたが、新しいパイプラインインフラのほとんどは共振特性を持たないプラスチックやポリ塩化ビニル（PVC）素材を使用しています。プラスチックパイプのリークは金属パイプに見られる共振効果を生まないため、業界にとって厄介な難問でした。しかし、FIDOはプラスチック管でこの機能を実現できる。
さらにブラッドフォード氏は、プラスチック配管は米国南西部の土壌化学に適しており、サン・タン・バレー地域でも好まれる素材であると述べた。サン・タン・バレーは過去30年間で急成長を遂げ、現在も米国で最も急成長している地域のひとつである。電力会社では金属製の配管も使用しており、その一部は60年から70年前のものだが、まだ良好な状態である。老朽化に加え、凍結融解サイクルによる地盤変位など、さまざまな理由で配管が破損する可能性がある。急成長しているサン・タン・バレーでは、工事現場が漏水の多い場所になることが多い。
ロジャーズ氏は、FIDO技術を採用する前は、ユーティリティ企業は植生の異常な成長など漏水の兆候を監視するために衛星画像の使用に頼っていたと指摘した。しかし、植生の成長には時間がかかり、検出サイクルは長い。対照的に、FIDOは漏水を素早く特定することができる。
02 迅速で柔軟なソリューション
FIDOのAIシステムはまた、公共施設のネットワーク・マップをインテリジェントに分析し、最適なセンサー配備場所を提案し、モニタリングの死角を避け、迅速かつ即座に利用可能なフィードバックを提供する、とエドワーズ氏は述べた。これにより、短期的なテストと長期的なモニタリングの両方が可能になる。センサーは移動が簡単で、必要に応じてネットワークの異なるエリアを監視できる。
漏水を修理した後、センサーを漏水の両側に配置し、修理の効果を確認したり、掘削作業が新たな漏水の引き金になったかどうかを監視したりすることができる。これらのセンサーはその後、ネットワークの他のエリアに移動して監視を続けることができる。同時に、FIDOのAIシステムは漏水量を評価することができるため、影響の度合いに応じて修理作業の優先順位をつけることが容易になる。
印の給水栓の水漏れは、シール不良のためすぐに修理される。しかし、すべての漏水がそう簡単に修理できるわけではない。埋設パイプの修理には掘削が必要であり、不必要な道路、舗装、庭の損傷を避けるためには正確な位置決めが重要である。これは、交通の混乱を減らすだけでなく、修理後にパイプを敷き直すコストを削減することにもつながります。
たとえば、カナダのエドモントンでは、ブラッドフォードのチームが1日あたり1300万ガロンの水が漏れている水源を突き止めたが、最終的に発見するまでに4日間かかった。エドモントンは人口が多く、天候が非常に変わりやすい大都市であることが、漏水検知の複雑さに拍車をかけている。漏水があったのは開発地区で、水が地面から雨水収集システムにしみ出し、気づきにくくなっていた。
それに比べるとEPCORはアリゾナ州サン・タン・バレーで1年間に250件以上の漏れを発見した。
FIDOのエドワーズは、「新たな漏れは常に発生しています。地盤沈下、建設活動、腐食などの環境要因がすべて要因です。パイプの小さな漏れも空洞のようなもので、自然に治るものではなく、タイムリーに修理する必要があるのです」。
パイプラインのメンテナンスは継続的で終わりがないため、マイクロソフトはFIDOおよび同社がサービスを提供する公益事業者と10年間のAI漏水検知プログラムに取り組むことになった。
ロバーツは、「水の問題は複雑で困難だが、水を節約し、その価値を最大化する方法はそうではない」と強調した。漏水修理の特定と確認にAI技術を使用することは、その一例に過ぎません。私たちは、このようなパートナーシップを通じて淡水資源保護への影響を拡大できることに興奮しています。"
