| 25 июня 2021 г. — 8:31 PT
Группа дальновидных студентов разработала систему для улучшения способов мониторинга уровня загрязнения воздуха в городских центрах. Их план предусматривает использование флотов автоматизированных дронов для патрулирования участков городского неба, передачи показаний проб в реальном времени, а затем возвращения на свои доски для подзарядки перед следующим полетом.
Мобильность дронов обеспечивает более точное измерение уровней загрязнения
Результатом этого повторяющегося, мобильного процесса анализа воздуха являются не только более точные измерения уровней загрязнения в городских районах. Он также предоставляет расширенную качественную информацию о том, какие районы и сообщества несут наибольшее бремя загрязнения воздуха с течением времени. Подход, основанный на использовании дронов, был разработан группой студентов и недавних выпускников программы New Engineering Education Transformation (Новая программа трансформации инженерного образования) Массачусетского технологического института.
Их система дронов представляет собой существенный контраст с тем, как большинство городов в настоящее время отслеживают загрязнение воздуха, используя стационарные измерительные установки. Учитывая ограниченное количество этих стационарных датчиков, студенты говорят, что такие показания отражают качество воздуха только в непосредственной близости. Тем не менее, данные с них часто экстраполируются на гораздо более широкие территории или даже целые части городов, создавая более общую, обобщенную картину.
Эксплуатация беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для сбора проб, напротив, не только обеспечивает гораздо более широкий и разнообразный спектр тестирования, но и отражает пространственную неоднородность загрязнения в городских районах. Дроны также могут передавать эту информацию в центральные станции в режиме реального времени, обеспечивая разрешение в 15 метров, которое может быть общедоступным через удаленный интерфейс. Размещенные на доках по всему городу, флоты дронов могут быть запрограммированы для автоматического развертывания по регулярному расписанию или дистанционно отправлены для выполнения конкретных миссий, когда это необходимо — например, во время пиковых уровней загрязнения.
Система дронов, сопоставляющая причины и социальные последствия
Студенты, стоящие за этой схемой, изначально изучали роботизированные решения для различных социальных проблем, прежде чем сосредоточиться на БПЛА, а затем, в частности, на мониторинге качества воздуха. В конечном итоге они остановились на загрязнении PM 2.5, которое включает мельчайшие частицы, попадающие в кровоток после вдыхания. Попадая в организм человека, это микрозагрязнение может вызвать проблемы с сердцем или легкими, которые в некоторых случаях становятся критическими. Опыт научил их, что вред здоровью от такого загрязнения обычно бывает самым сильным в одних и тех же местах.
«Сообщества с низким уровнем дохода и цветные сообщества, в конечном итоге, являются теми, кто непропорционально страдает от загрязнения воздуха, и… загрязнение воздуха способствует многим из этих смертельных респираторных заболеваний», — заявила Рима Ребей, член группы, специализирующаяся на автономной робототехнике, в интервью MIT News. «Люди, у которых уже есть эти сопутствующие заболевания… подвергаются более высокому риску очень тяжело заболеть Covid-19».
Чтобы учесть эти реалии, студенты разработали свою систему для сопоставления показаний загрязнения с профилями местного населения, пострадавшего от грязного воздуха. В то время как их флоты БПЛА способны измерять уровни загрязнения отдельных районов, веб-интерфейс, разработанный группой, может предоставлять социально-экономические данные, включая доход, расу, жилищные условия и преобладающие варианты транспорта, соответствующие этим районам. Результатом является гораздо более четкое и убедительное измерение причин загрязнения воздуха и явное сопоставление его с воздействием на человека.