Analisi dell'incertezza di previsione. La linea verde rappresenta i livelli effettivi di PM2,5 misurati da un sensore. La linea blu è la previsione PM2.5 del sistema. Le linee rosse delineano l'intervallo di probabilità entro il quale il sistema ritiene che i livelli rientreranno. Credito:Loughborough University
Immagina di avere paura di respirare l'aria intorno a te.
Un concetto insolito per noi qui nel Regno Unito, ma è una vera preoccupazione per le comunità di tutto il mondo con l'inquinamento atmosferico che uccide circa sette milioni di persone ogni anno.
Un team di scienziati informatici dell'Università di Loughborough spera di aiutare a sradicare questa paura con un nuovo sistema di intelligenza artificiale (AI) che hanno sviluppato in grado di prevedere i livelli di inquinamento atmosferico con ore di anticipo.
La tecnologia è nuova per una serie di motivi, uno è che ha il potenziale per fornire nuove informazioni sui fattori ambientali che hanno un impatto significativo sui livelli di inquinamento atmosferico.
Il professor Qinggang Meng e il dottor Baihua Li stanno guidando il progetto incentrato sull'utilizzo dell'intelligenza artificiale per prevedere il PM2,5, particolato inferiore a 2,5 micron (10 -6 m) di diametro, che è spesso caratterizzato da visibilità ridotta nelle città e aria dall'aspetto nebbioso quando i livelli sono alti.
Il particolato è un tipo di inquinante atmosferico ed è l'inquinante con la maggiore evidenza di preoccupazione per la salute pubblica.
Questo perché le particelle sono così piccole che possono facilmente entrare nei polmoni e poi nel flusso sanguigno, con conseguente cardiovascolare, impatti cerebrovascolari e respiratori.
Secondo l'Assessorato all'Ambiente, Cibo e affari rurali, si ritiene che non vi sia "nessuna soglia sicura al di sotto della quale non sarebbero previsti effetti avversi".
Esistono già sistemi in grado di prevedere il PM2,5, ma la ricerca della Loughborough University cerca di portare la tecnologia a un livello superiore.
Il sistema che i ricercatori hanno sviluppato è nuovo per i seguenti aspetti:
L'analisi dell'incertezza del sistema e la capacità di comprendere i fattori che influenzano il PM2.5 sono particolarmente importanti in quanto ciò consentirà ai potenziali utenti finali, politici e scienziati per comprendere meglio le cause correlate del PM2.5 e quanto sia affidabile la previsione.
Il dottor Yuanlin Li è il ricercatore associato che lavora al progetto presso l'Università di Loughborough. Il team di LU ha creato il sistema utilizzando l'apprendimento automatico, un tipo di tecnologia di intelligenza artificiale che utilizza grandi quantità di dati per apprendere regole e funzionalità, quindi un sistema può fare previsioni.
I ricercatori hanno utilizzato dati storici pubblici sull'inquinamento atmosferico a Pechino per addestrare e testare gli algoritmi; La Cina è stata selezionata come obiettivo poiché 145 delle 161 città cinesi hanno gravi problemi di inquinamento atmosferico.
Il sistema sviluppato sarà ora testato su dati in tempo reale acquisiti da sensori distribuiti a Shenzhen, Cina.
Il sistema sviluppato alla Loughborough University fa parte di un più ampio progetto di ricerca finanziato dal Newton Fund, che ha quattro partner:Satoshi Systems Ltd, Università di Loughborough, Istituti di tecnologia avanzata di Shenzhen, e la tecnologia intelligente intelligente EEG in Cina.
Lo scopo del progetto è esplorare come il carbonio può essere utilizzato come merce commerciabile per stabilire una nuova leva economica efficace per il controllo delle emissioni.
Si prevede che le città, le regioni e le fabbriche riceveranno crediti per la quantità di carbonio che possono emettere e se superano devono "acquistare" più crediti. In alternativa, se una posizione cade al di sotto del suo limite, può vendere i crediti in eccesso sul mercato del carbonio per un profitto.
L'obiettivo è integrare il modello di previsione del PM2,5 dell'Università di Loughborough su una piattaforma online a cui possono accedere i partecipanti allo schema di scambio del carbonio.
Ciò consentirà ai partecipanti di utilizzare il sistema per accedere in tempo reale, informazioni significative sui livelli di inquinamento che li aiuteranno nella progettazione di una strategia di trading.
Della ricerca, Il professor Meng ha dichiarato:"L'inquinamento atmosferico è una sfida accumulata a lungo termine affrontata da tutto il mondo, e soprattutto in molti paesi in via di sviluppo.
"Il progetto mira a misurare e prevedere la qualità dell'aria e i livelli di inquinamento. Esploriamo anche la fattibilità di collegare le informazioni in tempo reale sulle emissioni di carbonio allo scambio di crediti di carbonio end-to-end, dedicandosi così al controllo del carbonio e alla riduzione delle emissioni di gas serra.
"Speriamo che questa ricerca contribuisca a portare a un'aria più pulita per la comunità e a migliorare la salute delle persone in futuro".
Signor Saurabh Goyal, CEO del partner industriale Satoshi Systems Ltd, ha aggiunto:"Siamo impressionati ed entusiasti del lavoro svolto dalla Loughborough University.
"Crediamo che tutti i tipi di partecipanti come gli inquinatori, addetti alle pulizie, market maker, siepi, speculatori, governo e responsabili politici troveranno questi dati molto utili prima di acquistare o vendere crediti di carbonio sulla nostra piattaforma.
"Attualmente stiamo discutendo con le autorità governative e civiche sia in Cina che nel Regno Unito per istituire lo scambio.
"Chiunque sia interessato a partecipare a questa piattaforma di scambio di emissioni può contattarmi all'indirizzo [email protected]."
