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2011年,一群将自己称为“传感器制造者”的黑客、制造者和设计师齐聚荷兰阿姆斯特丹和美国纽约。他们在博客中写道,政府并没有在能实际影响居民的地方层面监控污染。“传感器制造者”在线发起了呼吁社区研发能测量空气污染的传感器的倡议。通过云募资平台Kickstarter,“传感器制造者”筹集了14.4万美元的经费,开发出空气质量蛋—— 一种能测量温度、湿度、二氧化碳和二氧化氮的设备。该传感器成本为185美元,不到一台中档设备价格的1/10。
同时,西班牙也上演着类似的努力。巴塞罗那微观装配实验室主任Tomas Díez Ladera一直梦想着让公民能实时监测自己呼吸的空气,并分享数据以便其他群体能从中获益。在花费了1年时间确定什么技术可用后,Díez Ladera决定和团队自己实现这个梦想。他们早期的技术原型逐渐发展成名为“智能市民工具箱”(SCK)的一系列传感器。该设备能测量空气质量蛋测量的所有内容,外加光强度和噪音。该团队还建立了一个网站,鼓励DIY爱好者设计或购买设备,并检测当地污染。
由于此类开源传感器能在任何地方制造,因此很难统计已经生产了多少台。但据发明者的数据显示,至少35台DustDuino、约2500台空气质量蛋和1000 台SCK已被部署在全球的许多角落。这些设备产生的数据在Xively等在线平台上面向公众开放。
而这些努力已经吸引了市政府和公民团体的注意。在2014年年初,阿姆斯特丹官员为100位市民提供了SCK和如何在居民区使用这种设备的说明。
数据鸿沟
支持者的热情并没有说服环境研究者。英国伦敦大学国王学院空气质量学家Ben Barratt表示,用于SCK和空气质量蛋的传感器无法提供强有力的污染数据。Barratt帮助运行空气质量网络——污染数据在线资源。
“监控空气污染水平远比廉价传感器的制造者和供应者建议的复杂。”Barratt说。他表示,问题在于温度、湿度和一些气体会歪曲用于SCK和空气质量蛋的传感器得出的结论,使人们难以比较不同设备取得的数据。
西英格兰大学污染政策研究者Tim Chatterton 表示,DIY倡议者还缺乏污染专家的输入。专业技术人员和科学家会密切关注传感器的选址和维护。他说:“如果不关注这些,数据在本质上是无意义的,因为无法比较。”
加州大学伯克利分校环境健康学家Kirk Smith表示,这些问题减少了此类数据的有用性。美国环境保护署(EPA)颁布了严格规定,他说:“这些检测器没有达标。”
另外,Smith补充道,这些数据的流动和储存方式使其难以分析和形象地讲述一个连贯的故事。Smith团队开发了用于室内的微粒物质传感器。“我们从开发自己的智能廉价传感器中学到的一件事是它们在产生一些数据,但并不干净。要得到一些有用的数据最终还需要很多工作。”他说。
基于这些关心,科学数据看守者并不接受大部分DIY传感器产生的数据。例如,Barratt表示不会将市民传感器项目得到的数据纳入伦敦空气质量网,直到数据质量有所提升。
开发出DustDuino的Matthew Soyer则表示,当覆盖一个充裕的时间跨度时,它的数据能比得上更昂贵传感器产生的数据。一个独立研究小组报告称,在取样窗外1小时的空气时,DustDuino使用的传感器和更高成本传感器一样。但Soyer也承认,在瞬时数据收集方面,DustDuino还不够精确,因为其测量结果包括太多噪音。
空气质量蛋和SCK的开发者也承认,传感器面临初期的困难,但他们表示自己能够解决。Díez Ladera表示,预计在今年年初将发布新一代SCK,该设备将能预先校准和配置更好的传感器,以便数据足以与官方空气质量标准相比较。
不过,一些研究人员也鼓励市民传感器行动。尽管担忧数据质量,但Barratt仍为伦敦可持续性交换等项目提出建议。EPA也开始接受市民监测的概念。EPA旗下国家暴露物研究实验室执行副主任Tim Watkins希望,能探索低成本、精确度较低的传感器得出的数据如何补充稀疏分部的顶级设备存在的空白。“这些新技术可能非常有价值,无论我们是否投资或使用,它都来了。”
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