在美国,在3,000多个县中,仅约1,000个县拥有任何空气质量监测数据。
而智能手机上的空气质量指数只能提供非常宽泛的测量结果。
但现在,你可以借助开源说明和一台3D打印机自制空气质量监测器,据《快公司》报道。
麻省理工学院的科学家发起该项目,是因为他们“希望实现环境数据的民主化”。
如果你想了解某一天所在城市的空气质量,可能会打开手机的天气应用,查看基于各类污染物的空气质量指数。但这些数据通常是针对整个地区汇总的,无法完整反映你所呼吸的空气究竟有多好或多差。现在,你可以改为利用来自麻省理工学院的开源说明,再加上一点编程知识和一台3D打印机,自制空气质量监测器。
对于手机提供的空气质量指数,其测量结果往往相当宽泛。例如,波士顿市仅有三个美国环境保护署(EPA)的空气质量监测站覆盖其整个都会区;随后,数学模型会综合风速和土地利用等因素来估算空气质量。但即便如此,这些监测器的精细程度仍不足以真正识别污染源。麻省理工学院“感知城市实验室”的研究科学家西蒙尼·莫拉表示,她也是一篇论文的合著者,该论文探讨了低成本空气质量传感器的测试过程。其他一些应用程序可能提供有针对性的空气质量测量,但仍存在空白:在美国,只有约1,000个县(在3,000多个县中)拥有任何空气质量监测数据。
空气质量在城市中尤其可能存在差异,从一个街区到另一个街区都可能不同。原因在于,主要的空气污染物之一颗粒物来自汽车尾气、道路施工或建筑工地等。莫拉表示:“这是一种非常超本地化的现象,因为较大的颗粒会紧贴污染源停留。”“远处的传感器无法捕捉到它们,因此很难识别污染源,而这正是城市采取行动所需的信息。”颗粒物可能对健康造成严重影响,会增加心脏病、肺癌、哮喘发作等疾病的风险。
自2017年以来,专注于利用数据打造更健康、更可持续城市的“感知城市实验室”一直在研发一种移动式空气污染探测器,以获取这些精细信息。该实验室已在垃圾车、公交车和出租车上使用成批设备开展试点项目,试点城市包括剑桥(马萨诸塞州)以及纽约至斯德哥尔摩。这些项目有助于开发传感硬件,考察设备在不同地区和天气条件下的表现,并探索如何处理这些空气质量数据。目前,该实验室正在发布一个开源平台,供任何人自制空气质量探测器,该平台被其命名为“Flatburn”。
“我们非常希望这款工具能够服务于社区,”莫拉表示。消费级传感器往往不可靠,因为价格低廉,其精度也有所欠缺。莫拉表示,Flatburn填补了这一空白,它采用机器学习算法,根据固定式空气质量传感器对其数据进行校准。基本上,低成本传感器往往会出现一种称为“漂移”的现象,即传感器的读数随时间变化,从而导致结果不准确。(它们的使用寿命也较短。)而对于Flatburn,研究人员则已对其读数进行了校准,校准依据是现有的空气质量监测器,这些监测器会综合考虑风力或天气状况等因素,并有助于纠正读数中的任何问题。这意味着Flatburn设备可与美国环境保护署所用的更昂贵传感器相媲美。
要自制Flatburn,你只需前往网站,网站上提供了用于3D打印设备外壳的文件。此外,还有一份零部件购物清单,可在网上以实惠价格购买,例如用于供电的太阳能板,以及用于将设备固定在车辆上的磁铁。该网站包含设备运行所用的代码以及可视化组装指南。网站还提供了有关如何分享和解读设备所收集数据的信息,以便人们借助分析工具发现趋势或污染热点。莫拉指出,更高级的用户甚至可以绘制污染暴露地图。
公开所有这些信息源代码,部分原因不仅在于让任何人都能自制空气质量监测器,还在于让人们参与理解和使用这些监测器所收集的数据。通常会有一些众包项目利用“公民科学家”收集数据,但这些人较少“参与理解并培养某种数据素养技能,以便能够使用这些数据”,莫拉表示。
对于感知城市实验室而言,这一点十分重要:一方面,这能让参与者在过程中获得赋能;另一方面,研究人员也能借此获取当地专家的意见以及有关污染源和减缓设计举措的定性数据。这些举措可能包括:确定人们应避免外出的时段,或识别可供当地政治人物采取行动的污染热点。
“我们发起这个项目,是因为我们希望实现环境数据的民主化,”莫拉表示。“我们不仅会公开目前已收集的数据,还希望推动街道上部署的传感器实现大规模发展,并进而使所收集的数据向所有人开放。”







