從微型空氣品質感測到智慧城市治理

講者／陳伶志（中央研究院資訊科學研究所研究員）｜彙整／《科學人》編輯團隊
轉載自2019.05.26〈科創講堂．智慧城市〉

以量取勝的微型感測器

中央研究院資訊科學研究所研究員陳伶志，於2013年開始研發微型空氣品質感測器。市面上雖然有很多感測器，但他仍是花了很多時間才找到適合的感測器，因為實際使用後不一定能代表環境的空氣品質，必須與標準儀器有一定的相關性，才是可用的感測器。

與官方昂貴的設備相比，微型感測器不那麼精準，數值也不漂亮，但優點是體積小、價格低，如果有足夠多的數量，就可以利用大數據、人工智慧等技術做很多事情，因此必須以量取勝。

為了讓更多人參與，必須盡量降低技術門檻。陳伶志研究員把微型感測器的授權開放，賦予所有人製造的能力。所有元件市面上都買得到；程式碼都是開放源碼，都能自由下載；感測器收集到的資料也全部開放；陳伶志還寫了完整的組裝文件，就算沒有任何資訊能力的人也能夠組裝。

微型空氣品質感測器於2015年推出，第一次社群聚會就有100多人，人數亦持續增加，廠商因此感興趣。接著，地方政府也加入社群，用微型感測器來監控、了解居民的生活環境。由於組裝簡單，非常適合創客教育，而且還可以用來與生活環境互動，除了適合環境教育，也很符合108課綱要推動的STEAM教育，因此中小學教育圈也開始參與。最後，中央政府也撥出經費擬定相關計畫，教育部預計在每個中小學都安裝微型感測器，環保署則預計在全台灣工業區的交通要道佈建超過一萬台感測器。

如此多的人與團體，形成了一個生態系，於是就有源源不絕的資料傳入。目前每五分鐘就有一筆資料傳入伺服器，每台都有時間座標，陳伶志研究員說：「就是一個完美的時空大數據。」

一起關心空氣品質

群眾合作的結果不比官方差。例如，2017年冬天，就追蹤到大陸霾害從北到南的過程。微型感測器還能讓人對環境更有責任感。2017年，農曆元月初九晚上，民間於子時拜天公，感測器就追蹤到燒香、燒金紙的污染，從這裡可以看到人類行為對環境造成的改變，引起群眾的反思。陳伶志開玩笑地說，有社群朋友因此而戒菸。

微型感測器的追蹤可以比官方更細膩。2018年4月23日，高雄彌陀塑膠工廠大火，官方監控站上的資料，只能看到污染物往北漂，而微型感測器則可以知道是漂往嘉義市還是嘉義縣。這是因為微型感測器分布在許多地方，所以可以知道污染源究竟在哪裡。

為了提供更多更好的服務，陳伶志運用演算法區分每個感測器的背景，比如哪些感測器裝在室內，哪些地方可能有燃燒事件，哪些地方有固定的長期污染源。加入人工智慧技術，就可以預測未來幾小時或明後天空氣品質的變化。未來，我們可以期待空氣品質的導航服務，像是提供一條空氣品質最佳的休閒運動路線。

陳伶志研究員說，未來需要更多領域的人投入、關注、幫忙，包括我們每一個人，才能共創共好，達成智慧的城市治理。

(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)