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baranozdemir/iStock

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Nell’ottobre del 2022, Interesting Engineering ha riferito che il forum internazionale sui rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE) stimava che 5,3 miliardi di telefoni cellulari sarebbero finiti in discarica solo nel 2022. Si tratta di una quantità incredibile di rifiuti, spesso tossici.

Ora, i ricercatori della Jacobs School of Engineering dell’Università della California a San Diego stanno cercando di fare qualcosa al riguardo. La dottoranda e prima autrice Jennifer Switzer, insieme ai suoi coautori, i professori di Informatica e Ingegneria (CSE) Ryan Kastner e Pat Pannuto e il dottorando Gabriel Marcano, hanno ideato un metodo innovativo per affrontare i telefoni cellulari e altri rifiuti elettronici.

È quanto si legge in un comunicato stampa dell'istituzione diffuso la settimana scorsa.

“È necessaria una quantità spettacolare di energia per produrre una tecnologia informatica moderna e ad alte prestazioni. Il documento esplora come rendere l’informatica più sostenibile trovando nuovi usi per i dispositivi che la società ha già pagato il costo del carbonio per produrli”, ha affermato Pannuto.

Gli autori sostengono che le opzioni di riciclaggio tradizionali sono ad alta intensità energetica, causano molto inquinamento e non riutilizzano il corpo principale del telefono. Pertanto, i ricercatori offrono un’opzione più ecologica.

Il loro piano: ridistribuire i dispositivi scartati come processori funzionanti. "Il loro approccio evita un processo di produzione ad alta intensità di carbonio e allo stesso tempo sfrutta il 75% non speso della vita utile del processore di uno smartphone", afferma il comunicato stampa.

Il nuovo studio tiene conto sia della “praticità che dei vantaggi ambientali derivanti dal riutilizzo dei processori per applicazioni non di consumo”. Più specificamente, i ricercatori danno nuova vita ai vecchi processori sprecati come cloudlet per microservizi per siti Web di social media e come sensori per il monitoraggio della fauna selvatica.

Ciò è particolarmente utile considerando che i processori degli smartphone hanno in media una durata di vita di oltre 10 anni dopo essere stati scartati e spesso vengono ritirati dopo aver utilizzato solo il 25% della loro vita utile.

Per valutare i loro sforzi, i ricercatori hanno concepito una nuova metrica; il Computational Carbon Intensity (CCI) che valuta e confronta il reale impatto sulla vita utile dell'elaborazione di un dispositivo specifico.

Dopo aver applicato questa nuova metrica a vecchi server, laptop e smartphone, il team ha scoperto che gli smartphone offrivano il miglior potenziale per la riduzione dell’impatto del carbonio grazie alla loro vasta gamma di componenti preziosi. Questi componenti forniscono ai processori riconvertiti un robusto alimentatore, prezioso hardware di rete e molte utilità rimanenti da utilizzare.

“Per i dispositivi con una durata di vita più breve, come gli smartphone, l’80% o più dell’impronta di carbonio deriva dall’energia spesa per realizzare il dispositivo, non dall’energia utilizzata durante il funzionamento”, ha affermato Pannuto. “Quanti vecchi telefoni, laptop e desktop stanno raccogliendo polvere? Vediamo se riusciamo a trovare loro una seconda vita utile!”

La ricerca sta attirando l’attenzione per il suo potenziale nell’affrontare un problema significativo di lunga data. Gli autori hanno già ricevuto un Distinguished Paper Award alla conferenza ASPLOS (Architectural Support for Programming Languages ​​and Operating Systems) del 2023 e il loro lavoro è stato scaricato oltre 50.000 volte, un numero record nei 28 anni di storia della conferenza.

Considerando il crescente problema dei rifiuti elettronici, il nuovo studio dei ricercatori non potrebbe arrivare in un momento migliore poiché il riciclaggio semplicemente non ha abbastanza margine di manovra per affrontare il problema.

Estratto dello studio:

Ogni anno vengono venduti 1,5 miliardi di smartphone e la maggior parte viene dismessa meno di due anni dopo. La maggior parte di questi smartphone indesiderati non vengono né scartati né riciclati, ma languiscono nei cassetti e nei contenitori della spazzatura. Questa riserva computazionale rappresenta un sostanziale potenziale sprecato: gli smartphone moderni sono dotati di processori sempre più performanti ed efficienti dal punto di vista energetico, ampie capacità di rete e affidabili alimentatori integrati. Questo progetto studia la capacità di riutilizzare questi smartphone indesiderati come “computer spazzatura”. I computer dismessi aumentano la capacità di elaborazione globale estendendo la durata dei dispositivi e risparmiano carbonio soppiantando la produzione di nuovi dispositivi. Mostriamo che le capacità anche di smartphone vecchi di dieci anni rientrano in quelle richieste dai moderni microservizi cloud e discutiamo su come combinare i telefoni per eseguire attività sempre più complesse. Descriviamo come gli attuali parametri incentrati sulle operazioni non catturano i costi effettivi del carbonio derivanti dall'elaborazione. Per risolvere questo problema, proponiamo Computational Carbon Intensity, una metrica delle prestazioni che bilancia il servizio continuo dei dispositivi più vecchi con i miglioramenti super lineari del tempo di esecuzione delle macchine più recenti. Utilizziamo questo parametro per ridefinire la durata del servizio dei dispositivi in ​​termini di efficienza delle emissioni di carbonio. Sviluppiamo un cloudlet di telefoni Pixel 3A riutilizzati e analizziamo i vantaggi in termini di carbonio derivanti dall'implementazione di applicazioni basate su microservizi end-to-end di grandi dimensioni su questi smartphone. Infine, descriviamo le architetture di sistema e le sfide associate per scalare su cloudlet con centinaia e migliaia di smartphone