米国では、3,000以上ある郡のうち、大気質モニタリングのデータがあるのは約1,000郡のみです。
また、スマートフォンの大気質指数では、非常に大まかな測定値しか得られません。
しかし今では、オープンソースの手順書と3Dプリンターを使って、自分で大気質モニターを作ることができるとFast Companyは報じています。
MITの科学者たちは、「環境データを民主化したい」との思いからこのプロジェクトを始めました。
ある日の都市の大気質が気になる場合、スマートフォンの天気アプリを開いて、さまざまな汚染物質に基づく大気質指数を確認するかもしれません。しかし、そのデータは通常、地域全体で集計されたものであり、自分が吸っている空気が実際にどれほど良いか悪いかの全体像は示しません。今では代わりに、オープンソースの手順書（提供元はマサチューセッツ工科大学）と、少しのプログラミングの知識、そして3Dプリンターがあれば、自分で大気質モニターを作ることができます。
スマートフォンが示す大気質指数の測定値は、かなり大まかな傾向があります。例えばボストン市には、わずか3つの米国環境保護庁（EPA）の大気質モニタリングステーションしかなく、それらで都市圏全体をカバーしています。そのうえで数学モデルが風速や土地利用などの要因を考慮し、大気質を推定しています。それでも、これらのモニターは汚染源を実際に特定するために必要な細かさには達していないと、MITのSenseable City Labの研究科学者で、低コスト大気質センサーの試験プロセスに関する論文の共著者でもあるSimone Moraは述べています。特定の大気質測定を提供する他のアプリも存在しますが、依然として空白があります。米国では、約1,000郡だけが、3,000以上の郡のうち、大気質モニタリングのデータをわずかでも持っているのはその一部に限られます。
特に都市部では、大気質は一つの街区から次の街区へと異なることがあります。それは、主要な大気汚染物質の一つである粒子状物質が、自動車の排気ガス、道路工事、建設現場などから発生するためです。「非常に局所的な現象です。より大きな粒子は汚染源のごく近くにとどまるからです」とMoraは述べています。「遠くにあるセンサーではそれを捉えられず、そのため発生源を特定するのが非常に難しくなります。それこそ、都市が対策を講じるために必要な情報なのです。」粒子状物質は深刻な健康被害をもたらす可能性があり、心臓病、肺がん、喘息発作などのリスクを高めます。
2017年以来、データを活用してより健康的で持続可能な都市づくりに幅広く取り組んでいるSenseable City Labは、その詳細な情報を得るためのモバイル型大気汚染検出器の開発に取り組んでいます。同研究所は、ごみ収集車、バス、タクシーにこれらの機器を搭載した車両群を使ったパイロットプロジェクトを、ケンブリッジ（マサチューセッツ州）、ニューヨークからストックホルムまで実施してきました。これらのプロジェクトは、センシング用ハードウェアの開発、さまざまな地域や気象条件での機器の性能の確認、そしてこの大気質データの処理方法の検討に役立ちました。現在同研究所は、誰もが自分で大気質検出器を作れるよう、「Flatburn（フラットバーン）」と名付けたオープンソースのプラットフォームを公開しています。
「私たちは、これを地域社会のためのツールにしたいと強く考えています」とMoraは述べています。一般消費者向けのセンサーは信頼性に欠ける傾向があります。あまりに安価なため、精度が低いのです。Moraによれば、Flatburnは、固定型の大気質センサーのデータに基づいてデータを補正する機械学習アルゴリズムを用いて、この空白を埋めています。基本的に、低コストのセンサーは「ドリフト」と呼ばれる現象を起こしやすく、時間とともに測定値が変化して不正確になります。（また、寿命も短いのです。）一方Flatburnでは、研究者たちはその測定値を既存の大気質モニターに基づいて補正しています。風や気象条件などの要素を考慮して、測定値の問題を補正します。これにより、Flatburnの機器はEPAが使用するより高価なセンサーに匹敵する性能を持つことになります。
自分でFlatburnを作るには、ウェブサイトにアクセスするだけで済みます。そこには、機器の外殻を3Dプリントするためのファイルが含まれています。また、オンラインで手頃な価格で購入できる部品の買い物リストもあります。例えば、電力用の太陽光パネルや、機器を車両に取り付けるための磁石などです。サイトには、機器が動作するコードや、視覚的な組み立てガイドも含まれています。さらに、収集されたデータの共有と解釈の方法に関する情報もあり、人々は分析を用いて傾向や汚染のホットスポットを見つけることができます。Moraは、より上級の利用者であれば、汚染への曝露マップを作成することさえできると指摘しています。
これらの情報をすべてオープンソースにする理由の一部は、誰もが自分で大気質モニターを作れるようにするためだけでなく、人々をこれらのモニターが収集するデータの理解と活用に関わらせるためでもあります。市民の「市民科学者」を活用してデータを収集するクラウドソーシング・プロジェクトは多くありますが、そうした人々が「データを活用できるよう、何らかのデータリテラシーの能力を理解し、発展させることに関わっている」ケースは、それほど一般的ではないとMoraは述べています。
Senseable City Labにとって、これは重要です。人々がこのプロセスで力を得られるようにするためであり、研究者が地域の専門家や、汚染源と設計による緩和策に関する定性的データにアクセスできるようにするためでもあります。その緩和策は、人々が屋外に出るのを避けたほうがよい時間帯を見極めることから、地元の政治家が対策を講じられるホットスポットを特定することまで、多岐にわたる可能性があります。
「このプロジェクトを始めた理由は、環境データを民主化したいと考えたからです」とMoraは述べています。「私たちはこれまでに収集したデータを公開するだけでなく、街中に設置されるセンサーの大幅な拡大につながることを期待しており、ひいては収集されたデータをすべての人が利用できるようにしたいと考えています。」
