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Intelligenza Artificiale contro l’inquinamento dell’aria in Africa grazie all’iniziativa Google IA

Dall’Uganda nuove strategie per il monitoraggio dell’inquinamento grazie all’uso dell’IA

A cura di Antonio Aversano

È da molto tempo ormai che lo sappiamo: l’aria che respiriamo, soprattutto nei centri urbani con maggiore densità abitativa e nelle zone industriali ad alto impatto ambientale, ha subìto e continua a subire drastici cali in termini di qualità, portando ad un aumento di malattie e vittime da inquinamento ambientale. Il Dr. Engineer Bainomugisha della Makerere University, insieme ad altri collaboratori e studenti, ha messo a punto un sistema per monitorare il livello di inquinamento dell’aria di Kampala, Uganda, in Africa, grazie all’utilizzo dell’Intelligenza Artificiale nell’ambito dell’iniziativa Google IA.

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Il team del Dr. Engineer Bainomugisha. Credits: Google

IA contro l’inquinamento dell’aria in Africa: un progetto finanziato da Google

Engineer e il team della Makerere University sono una delle 20 organizzazioni selezionate tra oltre 2600 candidate a ricevere una donazione tramite la “Google AI Impact Challenge. Questa è un’iniziativa di Google.org per aiutare gli enti non profit, le startup e i ricercatori a utilizzare la potenza dell’AI per affrontare sfide ambientali e sociali. Nell’ambito del programma, il team di Makerere ha ricevuto anche formazione e tutoraggio dagli esperti di AI di Google e DeepMind durante un corso accelerato sull’Intelligenza Artificiale durato 9 mesi.

Kampala, come molte altre città dell’Africa subsahariana, ha una carenza di dati critica sulla portata e l’entità dell’inquinamento atmosferico. Questa sfida ha ispirato Engineer e i suoi studenti a creare AirQo, un sistema di monitoraggio della qualità dell’aria a basso costo.

Le sfide e l’innovazione

I principali fattori di inquinamento atmosferico a Kampala sono i trasporti, l’industria, la combustione di legna, carbone e quella dei rifiuti. Kampala è la capitale politica e il distretto finanziario dell’Uganda e contribuisce a oltre il 30% del PIL dell’Uganda. La città ospita oltre il 32% degli impianti di produzione del paese e quindi le emissioni industriali derivanti dalle attività, come la lavorazione dei metalli, i mobili, i tessuti e le materie plastiche, contribuiranno a una quantità significativa di inquinamento dell’aria.

I tradizionali sistemi per il monitoraggio della qualità dell’aria sono molto costosi. Centinaia di migliaia di dollari per l’installazione e la manutenzione, quest’ultimi richiedono capacità specifiche non disponibili ovunque. Inoltre si presume abbiano un costante bisogno di alimentazione elettrica e rete Wi Fi, senza contare che non sono adatti ad ambienti polverosi.

I dispositivi AirQo al contrario, sono specificamente progettati per resistere alle condizioni ambientali di molte città africane, come polvere e condizioni climatiche estreme. Includono anche un’ampia gamma di opzioni di trasmissione dati e alimentazione, in modo che possano operare in aree in cui vi è un accesso limitato alla rete elettrica o una scarsa connettività Internet.

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L’apparecchiatura di AirQo. Credits: Google

Contrariamente alle apparecchiature tradizionali che consentono l’impianto fisso in un’unica postazione, limitando così l’area di monitoraggio, i sensori AirQo vengono installati su piattaforme mobili. Engineer e i suoi collaboratori infatti, hanno usato “mototaxi” per l’alloggiamento dei dispositivi, in modo tale da creare delle stazioni di monitoraggio moventi, chiamate boda boda, che allargano l’area controllata mentre i veicoli si spostano per Kampala.

I dispositivi prelevano continuamente campioni di aria da una posizione e utilizzano un metodo di “Scattering (diffusione) della luce” per quantificare la concentrazione di particolato. Più nel dettaglio, le apparecchiature sono progettate per monitorare le polveri sottili PM 2.5 e PM 10, dettagli sulla posizione, temperatura interna ed esterna, pressione atmosferica e umidità, trasmettendo dati sulla rete 2G che è prevalentemente disponibile in molte parti dell’Africa.

Dopo la raccolta dei dati, il team utilizza un software di intelligenza artificiale basato su cloud, per analizzare i dati relativi alle particelle nell’aria in tempo reale e prevedere il livello di inquinamento locale

La speranza degli scienziati è che i dati e le informazioni sulla qualità dell’aria della loro rete, possano essere utilizzati per informare il processo decisionale e le azioni dei governi e delle autorità di regolamentazione delle città per controllare, gestire meglio e migliorare la qualità dell’aria nell’area di Kampala e oltre.

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