空气污染是一个主要的公共卫生问题：据世界卫生组织估计，它每年导致全世界超过400万人过早死亡。尽管如此，它并不总是被广泛测量。但现在麻省理工学院的一个研究团队正在推出一种开源版本的低成本移动污染检测器，可以让人们更广泛地跟踪空气质量。

这种名为Flatburn的探测器可以通过3D打印或订购廉价零件来制造。研究人员现在已经根据现有最先进的机器对其进行了测试和校准，并公开发布了有关它的所有信息——如何构建、使用它和解释数据。

“我们的目标是让任何地方的社区团体或公民个人能够测量当地的空气污染，确定其来源，并且理想情况下，与官员和利益相关者建立反馈循环以创造更清洁的条件，”麻省理工学院SenseableCity主任CarloRatti说实验室。

SimoneMora说：“我们已经在世界各地进行了多次试点，我们已经改进了一组原型，包括硬件、软件和协议，以确保我们收集的数据从环境科学的角度来看是可靠的”，SenseableCityLab的研究科学家和新发表的论文的合著者，该论文详细介绍了扫描仪的测试过程。Flatburn设备是一个名为CityScanner的更大项目的一部分，该项目使用移动设备更好地了解城市生活。

“希望随着开源Flatburn的发布，我们可以让基层团体以及欠发达国家的社区遵循我们的方法，建立和分享知识，”SenseableCityLab的研究员AnWang说，他也是另一位该论文的共同作者。

论文“利用机器学习算法推进固定和移动环境中的低成本空气传感器校准”发表在《大气环境》杂志上。

除了Wang、Mora和Ratti之外，该研究的作者还有：YukiMachida，SenseableCityLab的前研究员;丹佛科罗拉多大学城市与区域规划助理教授PriyankadeSouza;蒂芙尼·杜尔(TiffanyDuhl)，马萨诸塞州环境保护部的研究员和塔夫茨大学的助理研究员;塔夫茨大学研究助理教授NeelakshiHudda;约翰·L·杜兰特，塔夫茨大学土木与环境工程教授;和SenseableCityLab的首席研究科学家FabioDuarte。

SenseableCityLab的Flatburn概念可以追溯到大约2017年，当时麻省理工学院的研究人员开始制作移动污染检测器的原型，最初将部署在马萨诸塞州剑桥市的垃圾车上。这些探测器由电池供电，可通过电源或太阳能电池板充电，数据存储在设备的卡上，可以远程访问。

该项目目前的扩展涉及测试纽约市和波士顿地区的设备，通过与已经运行的污染检测系统进行比较，了解它们的性能。在纽约，研究人员在2021年的四个星期内使用5个探测器收集了160万个数据点，并与州政府官员合作比较结果。在波士顿，该团队使用移动传感器，将Flatburn设备与塔夫茨大学和国家机构部署的最先进系统进行对比评估。

在这两种情况下，探测器都被设置为测量大约10米范围内的细颗粒物和二氧化氮的浓度。细颗粒物是指通常与燃烧物质相关的微小颗粒，来自发电厂、汽车内燃机和火灾等。

研究小组发现，移动探测器估计的细颗粒物浓度比已经在使用的设备低一些，但具有足够强的相关性，因此在根据天气条件和其他因素进行调整后，Flatburn设备可以产生可靠的结果。

“在部署了几个月之后，我们可以自信地说，我们的低成本监视器的行为方式应该与[与标准检测器]相同，”Wang说。“我们有一个远大的愿景，但我们仍然必须确保我们收集的数据是有效的，并且可以用于监管和政策目的，”

Duarte补充道，“如果您使用低成本传感器遵循这些程序，您仍然可以获得足够好的数据，可以将其返回给[环境]机构，然后说，“让我们谈谈吧。”

研究人员确实发现，在汽车顶部的移动环境中使用这些装置意味着它们目前的使用寿命为六个月。他们还确定了人们在通常使用Flatburn探测器时必须处理的一系列潜在问题。其中包括研究团队所说的“漂移”，即探测器读数随时间的逐渐变化，以及“老化”，即单位物理状况的更根本恶化。

尽管如此，研究人员仍然相信这些装置会运行良好，并且他们在将Flatburn作为开源工具发布时提供了完整的说明。这甚至包括与官员、社区和利益相关者合作处理结果并尝试制定行动的指南。

“与社区接触非常重要，让他们反思污染源，”莫拉说。

“该项目的最初想法是使环境数据民主化，这仍然是目标，”Duarte补充道。“我们希望人们具备分析数据并与社区和官员互动的技能。”