A Digital Technology Roadmap

By Shyaam Ramkumar, Circular Innovation Expert at Tondo lab

In the occasion of our Re-think Circular Economy Forum 2020 in Milan, Shyaam Ramkumar, Circular Innovation Expert at Tondo lab, explained us how digital technology can form a roadmap to enable Circular Economy.   

Shyaam Ramkumar focused his speech on how digital technology can form a roadmap to enable Circular Economy.   

Since the latter half of the 20th century we have seen an increasing digitalisation of the world. A proof of this huge exponential digitalisation is visible, for instance, by comparing the amount of world information stored in a digital format. Indeed, in 2014 this percentage overcame the 99%, while in the 80s less than 1%. We are currently experiencing the beginning of the fourth industrial revolution, with incredible advancements in different kinds of technologies that are changing our reality (AI, digital fabrication, IoT etc.). Especially this year due to Covid-19, we have seen an accelerating trend towards a more digital society, increasingly moving in the direction of online working, online learning and online socializing. This trend has huge implications for governments, companies and citizens, creating a new normality in a post-covid world. This increasing use of digital technology has actually a huge positive trend to enable the circular transition as well. 

Technology allows for greater knowledge sharing and collaboration, insights and analytics to support a better use of assets and resources and improved wellbeing for all. As highlighted in Circular Economy’s “DISRUPT” framework, incorporating digital technology is a key element of the circular economy, especially with regard to how resources could be optimized and connections between actors among the supply chain could be strenthened by using digital online platforms. During his speech, Shyaam focuses on four kinds of technological solutions: digital platforms, blockchain, big data analytics and artificial intelligence. It is relevant not only to understand how these technologies are contributing to the Circular Economy, but also how they are connected to each other.  

Many digital platforms have been recently developed, creating the foundation to enable greater connection and collaboration to advance Circular Economy. Through them companies, governments and citizens are able to exchange knowledge, share assets, reduce transaction costs and some of the inefficient market failures for second-hand resources, wastes and products. The constant use of digital platforms is also generating a great amount of data and insights in terms of: patterns of the use of resources and wastes, the demand and the supply of second hand goods. An example of this is Floow2, an online marketplace that enables companies to increase and valorise their existing assets, services, knowledge and skills by sharing them with other businesses under a given price. The platform really opens new opportunities for collaborations within companies and is gathering data on what are the biggest resources required, who has the biggest needs and who has the resources to provide them.  

Thinking about the creation of these platforms, it is important to manage and store all of this information in a secure way, while providing them to the different stakeholders. The blockchain can provide a decentralized way to manage and store this information, allowing a greater transaprency in terms of the origin of product, resource use, authentication, tracing supply chain issues etc. In addition, digital tokens through the blockchain can also incentivise positive behaviours by companies and consumers, really driving the circular transition forward. An example of this is Bext360, a company that uses blockchain to make the coffee supply chain more transparent and socially responsible. The company has installed in different farms the so called “bextmachines”, through which information on the harvested coffee beans enter into the blockchain. In this way it is possible to analyse the quality of beans, allowing the company to focus on the less efficient farms. It improves transparency, as it traces where the coffee beans came from, which roasting was involved and how it finally ends out into consumers’ hands. Moreover, by tokenizing the beans the company was able to quickly pay the farmer in cryptocurrency, providing a faster and more equitable payments solutions to these farmers, a common issue in the coffee supply chain.  

Through big data analytics and the use of advanced techniques (text analysing, data mining, predictive analytics, machine learning etc.), it is possible to analyse the great amount of data generated by platforms and stored in the blockchain, highlighting, for instance, how to optimize resources in the production process. An example of this is the company Intellerts, which provides data science and big data analyst solutions. They worked with the city of Zaanstad in the Netherlands, analysing 136 million records of housing data. In the Netherlands, many buildings are built on wooden piles, foundations that need to be constantly repaired and maintained. The city was facing some difficulties in managing how devoting resources to maintain these foundations. The company developed a predictive model based on different databases (water data, soil data, the building data etc) and identified which buildings were at risk of foundation damage. The model was eventually able to indicate how the city should devote its resources in times to avoid the risk of foundation damage. 

The advancement in artificial intelligence joint with big data analytics, is leading to the development of models and algorithms that are able to learn from experience similar to he way people do. Many are the possible applications: designers could use AI to design products; retail could use dynamic pricing; installing automation for manufacturing, for sorting, for disassembling products in a more efficient way; even entire cities could be redesigned to be less environmentally harmful and more socially equitable.  An example of a company using AI effectively is Zen Robotics that has developed an automated waste management system called Zenebrain. It analyses waste using sensors and robots that make decisions on how to sort the waste, based on material type, colours or shape, allowing to sort faster and more efficiently. Compared to common natural processing, it is a safer and faster option. Moreover, once wastes are sorted, it is much easier to reuse and to recycle them more efficiently.  

To enable the mentioned technologies to support the transition to a more coordinated roadmap it is crucial to understand which are the linkages between them. This approach was also recommended by the European Policy Centre and the European Commission in the report “The Digital Circular Economy”, released by the European Technology Centre. The report highlights the strong interconnection between the digital and the circular economy agenda, and how this interconnection is critical for the acceleration of Circular Economy and the implementation of the Green Deal.  

Shyaam concludes by remarking the importance of identifying how these technologies can come together to support a more circular transition. In other words, it is necessary to ensure that the mentioned solutions are actually sustaining the circular and sustainable developments that we want in our society, rather than making our linear economy simply more efficient. 

To read more about the topic and the examples related to it check our report on Re-think Milan 2020 or you can watch the full video below.

 Italiano  

Roadmap della tecnologia digitale per abilitare l’economia circolare 

In occasione del nostro Re-think Circular Economy Forum 2020 a Milano, Shyaam Ramkumar, Circular Innovation Expert al Tondo lab, ci ha spiegato come la tecnologia digitale può formare una roadmap per abilitare l’economia circolare.   

Dalla seconda metà del XX secolo abbiamo visto una crescente digitalizzazione del mondo. Una prova di questa enorme digitalizzazione esponenziale è visibile, per esempio, confrontando la quantità di informazioni mondiali memorizzate in formato digitale. Infatti, nel 2014 questa percentuale ha superato il 99%, mentre negli anni 80 era meno dell’1%.  

Attualmente stiamo vivendo l’inizio della quarta rivoluzione industriale, con incredibili progressi in diversi tipi di tecnologie che stanno cambiando la nostra realtà (AI, fabbricazione digitale, IoT ecc.). Specialmente l’anno 2020 a causa di Covid-19, abbiamo visto un’accelerazione della tendenza verso una società più digitale, muovendosi sempre più nella direzione del lavoro online, dell’apprendimento online e della socializzazione online. Questa tendenza ha enormi implicazioni per i governi, le aziende e i cittadini, creando una nuova normalità in un mondo post-covid. Questo uso crescente della tecnologia digitale ha in realtà un’enorme tendenza positiva per consentire anche la transizione circolare.  

La tecnologia permette una maggiore condivisione della conoscenza e collaborazione, intuizioni e analisi per supportare un migliore utilizzo di beni e risorse e un migliore benessere per tutti. Come evidenziato nel quadro “DISRUPT” della Circular Economy, l’incorporazione della tecnologia digitale è un elemento chiave dell’economia circolare, soprattutto per quanto riguarda il modo in cui le risorse potrebbero essere ottimizzate e le connessioni tra gli attori della catena di approvvigionamento potrebbero essere rafforzate utilizzando piattaforme digitali online.  

Durante il suo discorso, Shyaam si è concentrato su quattro tipi di soluzioni tecnologiche: piattaforme digitali, blockchain, big data analytics e intelligenza artificiale. È importante non solo capire come queste tecnologie stanno contribuendo all’economia circolare, ma anche come sono collegate tra loro.   

Molte piattaforme digitali sono state sviluppate di recente, creando le basi per consentire una maggiore connessione e collaborazione per far progredire l’Economia Circolare. Attraverso di esse aziende, governi e cittadini sono in grado di scambiare conoscenze, condividere beni, ridurre i costi di transazione e alcuni dei fallimenti di mercato inefficienti per le risorse, i rifiuti e i prodotti di seconda mano. L’uso costante delle piattaforme digitali sta anche generando una grande quantità di dati e intuizioni in termini di: modelli di utilizzo delle risorse e dei rifiuti, la domanda e l’offerta di beni di seconda mano. Un esempio è Floow2, un mercato online che permette alle aziende di aumentare e valorizzare i loro beni, servizi, conoscenze e competenze esistenti condividendoli con altre aziende ad un prezzo determinato. La piattaforma apre davvero nuove opportunità di collaborazione all’interno delle aziende e sta raccogliendo dati su quali sono le maggiori risorse richieste, chi ha le maggiori necessità e chi ha le risorse per fornirle.  Pensando alla creazione di queste piattaforme, è importante gestire e memorizzare tutte queste informazioni in modo sicuro, mentre le fornisce ai diversi soggetti interessati.  

La blockchain può fornire un modo decentralizzato per gestire e memorizzare queste informazioni, consentendo una maggiore trasparenza in termini di origine del prodotto, uso delle risorse, autenticazione, rintracciare i problemi della catena di approvvigionamento, ecc. Inoltre, i token digitali attraverso la blockchain possono anche incentivare comportamenti positivi da parte di aziende e consumatori, spingendo davvero la transizione circolare in avanti. Un esempio di questo è Bext360, una società che utilizza la blockchain per rendere la catena di approvvigionamento del caffè più trasparente e socialmente responsabile. L’azienda ha installato in diverse aziende agricole le cosiddette “bextmachines”, attraverso le quali le informazioni sui chicchi di caffè raccolti entrano nella blockchain. In questo modo è possibile analizzare la qualità dei chicchi, permettendo all’azienda di concentrarsi sulle fattorie meno efficienti. Migliora la trasparenza, in quanto traccia la provenienza dei chicchi di caffè, quale torrefazione è stata coinvolta e come alla fine finisce nelle mani dei consumatori. Inoltre, con la tokenizzazione dei chicchi, l’azienda è stata in grado di pagare rapidamente il contadino in criptovaluta, fornendo una soluzione di pagamento più veloce e più equa a questi agricoltori, un problema comune nella catena di approvvigionamento del caffè.   

Attraverso la big data analytics e l’uso di tecniche avanzate (analisi del testo, data mining, analisi predittiva, machine learning, ecc.), è possibile analizzare la grande quantità di dati generati dalle piattaforme e memorizzati nella blockchain, evidenziando, per esempio, come ottimizzare le risorse nel processo produttivo. Un esempio è la società Intellerts, che fornisce soluzioni di data science e big data analyst. Hanno lavorato con la città di Zaanstad nei Paesi Bassi, analizzando 136 milioni di record di dati sulle abitazioni. Nei Paesi Bassi, molti edifici sono costruiti su pali di legno, fondamenta che devono essere costantemente riparate e mantenute. La città stava affrontando alcune difficoltà nel gestire come dedicare le risorse per mantenere queste fondamenta. L’azienda ha sviluppato un modello predittivo basato su diversi database (dati sull’acqua, dati sul suolo, dati sul patrimonio edilizio, ecc.) e ha identificato quali edifici erano a rischio di danni alle fondamenta. Il modello è stato infine in grado di indicare come la città dovrebbe dedicare le sue risorse in tempi per evitare il rischio di danni alle fondamenta.  

L’avanzamento dell’intelligenza artificiale unita all’analisi dei big data, sta portando allo sviluppo di modelli e algoritmi che sono in grado di imparare dall’esperienza in modo simile a come fanno le persone. Molte sono le possibili applicazioni: i designer potrebbero usare l’AI per progettare i prodotti; la vendita al dettaglio potrebbe usare prezzi dinamici; installare l’automazione per la produzione, per lo smistamento, per smontare i prodotti in modo più efficiente; persino intere città potrebbero essere riprogettate per essere meno dannose per l’ambiente e più eque socialmente.  Un esempio di un’azienda che usa efficacemente l’IA è Zen Robotics che ha sviluppato un sistema di gestione automatizzata dello smistamento dei rifiuti chiamato Zenbrain. Analizza i rifiuti utilizzando sensori e robot che prendono decisioni su come smistare i rifiuti, in base al tipo di materiale, ai colori o alla forma, permettendo di smistare in modo più veloce ed efficiente. Rispetto al comune trattamento manuale, è un’opzione più sicura e veloce. Inoltre, una volta che i rifiuti sono smistati, è molto più facile riutilizzarli e riciclarli in modo più efficace.   

Per permettere alle tecnologie menzionate di sostenere la transizione verso una tabella di marcia più coordinata, è fondamentale capire quali sono i collegamenti tra loro. Questo approccio è stato raccomandato anche dall’European Policy Centre e dalla Commissione Europea nel rapporto “The Digital Circular Economy”, pubblicato dal Centro Tecnologico Europeo. Il rapporto evidenzia la forte interconnessione tra il digitale e l’agenda dell’economia circolare, e come questa interconnessione sia fondamentale per l’accelerazione dell’economia circolare e l’attuazione del Green Deal.   

Shyaam ha concluso sottolineando l’importanza di identificare come queste tecnologie possano unirsi per sostenere una transizione più circolare. In altre parole, è necessario assicurarsi che le soluzioni menzionate stiano effettivamente sostenendo lo sviluppo circolare e sostenibile che vogliamo nella nostra società, piuttosto che rendere la nostra economia lineare semplicemente più efficiente.  

Per saperne di più sull’argomento e sugli esempi ad esso correlati, controlla il nostro rapporto su Re-think Milan 2020 o puoi guardare il video qui.

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