Umelá inteligencia proti znečisteniu ovzdušia

Publikoval: ejrick van newman
1. mája 2023

99% svetovej populácie dýcha vzduch, ktorý prekračuje limity odporúčané Svetovou zdravotníckou organizáciou (WHO). Tento scenár sa zhoršuje v mestských oblastiach, kde je sústredených viac ako 50 % svetovej populácie. Na zmiernenie problému znečistenia ovzdušia, ktoré WHO považuje za hlavný environmentálny rizikový faktor pre zdravie na celom svete, je kľúčové mať k dispozícii spoľahlivejšie a presnejšie údaje o koncentrácii látok znečisťujúcich ovzdušie v našich mestách, najmä oxidu dusičitého (NO2), pretože vieme o jeho škodlivých účinkoch na kvalitu života ľudí a súvisiacich ekonomických dôsledkoch.

S cieľom napredovať v tejto línii výskumu tím vedcov zo skupiny Earth System Services z oddelenia vied o Zemi v Barcelonskom superpočítačovom centre vykonal štúdiu, ktorá ukazuje, že umelá inteligencia môže byť veľmi užitočné pri získavaní spoľahlivých informácií o pravdepodobnosti prekročenia zákonných limitov pre znečistenie ovzdušia v celom meste.

shutterstock 626925779

Nová metóda po prvýkrát kombinuje výsledky CALIOPE-Urban, jedinečného modelu v Španielsku, ktorý umožňuje predpovedať znečistenie ovzdušia vo veľmi vysokom rozlíšení až do desiatich metrov, v rôznych výškach a na akomkoľvek mieste v meste, s rozsiahlym mestským databázu, ktorá obsahuje pozorovania z oficiálnych staníc kvality ovzdušia, nízkonákladové senzorové kampane, informácie o hustote budov, meteorologických premenných a dlhý zoznam ďalších geopriestorových informácií. Týmto spôsobom možno identifikovať oblasti mesta, kde je potrebné zlepšiť súčasný monitorovací systém, čo pomôže optimalizovať stratégie na zníženie znečistenia ovzdušia.

„Kombinácia predpovedí CALIOPE-Urban so všetkými týmito mestskými údajmi pomocou umelej inteligencie nám umožňuje vylepšiť model, pretože tam, kde simulácia nedokáže vysvetliť priestorové rozloženie znečistenia, môžeme použiť strojové učenie na opravu a zlepšenie tejto predpovede,“ hovorí Jan Mateu, vedúci tímu BSC Air Quality Services a jeden z hlavných autorov štúdie.

Použitie techník strojového učenia s pozorovacími údajmi získanými počas predchádzajúcich kampaní pomocou pasívnych dozimetrov predstavuje dôležitý pokrok, pretože znižuje prirodzené neistoty spojené s modelmi kvality ovzdušia v dôsledku nízkej hustoty monitorovacích staníc. To poskytuje lepšiu priestorovú charakteristiku nadmerného znečistenia ovzdušia v rôznych častiach mesta.

id62887 1

Jedným z hlavných záverov štúdie, ktorá sa v tejto pilotnej fáze zamerala na mesto Barcelona, je, že štvrť s najhoršou kvalitou ovzdušia v hlavnom meste Katalánska je Eixample, kde 95 % jej plochy má viac ako 50 % pravdepodobnosť prekročenia ročného priemerného limitu NO2 40 μg/m3 stanoveného Európskou komisiou (Európska smernica o kvalite ovzdušia 2008/50/ES).

„Štvrť Eixample, najľudnatejšia štvrť v Barcelone, je najviac postihnutou oblasťou v meste, pretože veľká väčšina jej rozlohy má viac ako 50 % pravdepodobnosť prekročenia ročného limitu NO2 stanoveného Európskou komisiou. Vďaka našej metodológii bude verejná správa schopná navrhovať a riadiť politiky na zlepšenie kvality ovzdušia v mestských oblastiach, čo je obzvlášť dôležité, pretože znečistenie ovzdušia je hlavným environmentálnym rizikovým faktorom pre ľudské zdravie,“ dodáva Álvaro Criado, výskumník v BSC’s Air Quality. 

Model CALIOPE-Urban

CALIOPE-Urban, vyvinutý v BSC, je modelovací nástroj, ktorý odhaduje koncentráciu oxidu dusičitého (NO2) na úrovni ulíc v meste Barcelona, hoci by sa dal použiť aj v iných mestách alebo metropolitných oblastiach. NO2 a jeho prekurzory sú emitované najmä zo zdrojov spaľovania, ako sú motory vozidiel, takže monitorovanie je kľúčové v boji proti znečisteniu ovzdušia vo veľkých mestách, kde je často preťažená doprava.

Systém, ktorý je v Španielsku jedinečný, poskytuje občanom a manažérom kvality ovzdušia užitočné informácie o tom, ako doprava ovplyvňuje znečistenie ovzdušia v jednotlivých štvrtiach. Tieto informácie sú nevyhnutné pre navrhovanie a implementáciu účinných plánovacích a zmierňujúcich stratégií na ochranu občanov pred zdravotnými hrozbami, ktoré predstavuje znečistenie ovzdušia. CALIOPE-Urban sa v súčasnosti zameriava na mesto Barcelona, ale už sa pracuje na jeho rozšírení do ďalších obcí v spolupráci s rôznymi mestskými a regionálnymi správami.

Zdroj: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62887.php

PREČÍTAJTE SI AJ

NANOČASTICE LIGNÍNU LEPŠIE CHRÁNIA PRED UV ŽIARENÍM

NANOČASTICE LIGNÍNU LEPŠIE CHRÁNIA PRED UV ŽIARENÍM

Inovatívna oblasť kozmetickej vedy nedávno upozornila na lignínové nanočastice (LNP) pre ich výnimočný potenciál pri posilňovaní opatrení na ochranu pred slnkom v rámci produktov starostlivosti o pleť. Tieto nanočastice sú oslavované pre ich vynikajúcu schopnosť...

ROZPRÁVANIE BEZ HLASIVIEK VĎAKA AI

ROZPRÁVANIE BEZ HLASIVIEK VĎAKA AI

Pre ľudí s poruchami hlasu, vrátane tých, ktorí majú patologické stavy hlasiviek alebo ktorí sa zotavujú po operáciách rakoviny hrtana, je často ťažké alebo nemožné hovoriť. To sa môže čoskoro zmeniť. Tím inžinierov z UCLA vynašiel mäkké, tenké a pružné zariadenie s...

PRVÝKRÁT 100% RECYKLOVANÁ VISKÓZA

PRVÝKRÁT 100% RECYKLOVANÁ VISKÓZA

V súčasnosti sa viskózové textílie vyrábajú z biomasy z lesa a úplne recyklovaná viskóza neexistuje. Vedcom z univerzity v Lunde vo Švédsku sa teraz podarilo vyrobiť novú viskózu – z opotrebovaných bavlnených obliečok. Staré textílie po celom svete končia na smetisku...

NANOGÉLY PRE LEPŠIE ZOTAVENIE PORANENEJ MIECHY

NANOGÉLY PRE LEPŠIE ZOTAVENIE PORANENEJ MIECHY

Prevratný vývoj v liečbe poranení miechy predstavuje nový prístup prostredníctvom použitia špecializovanej nanotechnológie. Tento dodávací systém, známy ako nanogél, je duchovným dieťaťom výskumníkov z Politecnico di Milano. Je dômyselne navrhnutý tak, aby sa...

STARODÁVNE MORSKÉ TVORY POMÁHAJÚ MAKKEJ ROBOTIKE

STARODÁVNE MORSKÉ TVORY POMÁHAJÚ MAKKEJ ROBOTIKE

Mäkká robotika je náuka o vytváraní robotov z mäkkých materiálov, ktorá má výhodu flexibility a bezpečnosti pri interakciách medzi ľuďmi. Tieto roboty sú vhodné pre aplikácie od zdravotníckych zariadení až po zvyšovanie efektivity pri rôznych úlohách. Okrem toho,...

NANOTECHNOLÓGIA ZVYŠUJE CHIRURGICKÚ PRESNOSŤ A HOJENIE

NANOTECHNOLÓGIA ZVYŠUJE CHIRURGICKÚ PRESNOSŤ A HOJENIE

Výskumníci z Empa a ETH Zurich predstavili inovatívnu chirurgickú techniku, ktorá prináša revolúciu v spôsobe hojenia rán. Táto nová metóda, ktorá sa líši od tradičného prístupu ihly a nite používaného viac ako 5000 rokov, využíva sofistikovaný proces laserového...

INOVATÍVNE ZARIADENIE ZBIERA A VYTVÁRA UDRŽATEĽNÚ ENERGIU

INOVATÍVNE ZARIADENIE ZBIERA A VYTVÁRA UDRŽATEĽNÚ ENERGIU

Prevratné zariadenie na zber energie inšpirované prírodným svetom je nastavené tak, aby spôsobilo revolúciu v tom, ako vyrábame elektrinu z dažďa a vetra. Táto technológia, ktorú vytvoril tím vedcov, efektívne premieňa energiu z dažďových kvapiek a vetra na elektrickú...

PRELOMOVÉ OBJAVY VO VÝSKUME ĽADU

PRELOMOVÉ OBJAVY VO VÝSKUME ĽADU

Zdanlivo jednoduchá látka ľadu bola predmetom prelomovej štúdie v Národnom laboratóriu v Argonne, ktorá odhalila zložitosť jeho správania pri extrémne nízkych teplotách. Základom tejto štúdie je predtavenie, ktoré sa tradične pozoruje blízko bodu mrazu vody....

ŠKRIDLA, KTORÁ ZNÍŽI NÁKLADY NA VYKUROVANIE AJ CHLADENIE

ŠKRIDLA, KTORÁ ZNÍŽI NÁKLADY NA VYKUROVANIE AJ CHLADENIE

Približne polovica spotreby energie priemernej americkej budovy sa minie na vykurovanie a chladenie. To je veľa vynaložených peňazí, spálených fosílnych palív a záťaže na starnúcu energetickú infraštruktúru v čase vysokých teplôt. Vedci teraz predstavili adaptívnu...

ZBER VODY ZO VZDUCHU POMOCOU SOLÁRNEJ ENERGIE

ZBER VODY ZO VZDUCHU POMOCOU SOLÁRNEJ ENERGIE

Viac ako 2,2 miliardy ľudí v súčasnosti žije v krajinách s nedostatkom vody a OSN odhaduje, že 3,5 milióna ročne zomiera na choroby súvisiace s vodou. Keďže oblasti, ktoré najviac potrebujú lepšiu pitnú vodu, sa nachádzajú aj na niektorých z najslnečnejších miest na...

MIKRORIASOVÉ ROBOTY ZACHYTÁVAJÚCE PLASTY VO VODE

MIKRORIASOVÉ ROBOTY ZACHYTÁVAJÚCE PLASTY VO VODE

Plastový odpad čoraz viac znečisťuje naše oceány a vodné cesty. Keď sa plasty v prostredí rozkladajú, fragmentujú sa na malé kúsky známe ako mikroplasty a nanoplasty. Mikroplasty sú plastové častice s veľkosťou do 5 mm, zatiaľ čo nanoplasty sú menšie ako 1 mikrón....

VYLEPŠENIE PRIETOKOVÝCH BATÉRIÍ NA VODNEJ BÁZE

VYLEPŠENIE PRIETOKOVÝCH BATÉRIÍ NA VODNEJ BÁZE

Dve farebné tekutiny prebublávajúce trubicami: Takto vyzerá batéria budúcnosti? Výskumník Empa David Reber sa rozhodol odpovedať na túto otázku v priebehu nasledujúcich štyroch rokov s podporou grantu Ambizione od Švajčiarskej národnej vedeckej nadácie (SNSF)....

autor

ejrick van newman

Komentáre

0 komentárov