ИИ определяет локальные очаги загрязнения с помощью спутниковых снимков

Новый инструмент искусственного интеллекта использует комбинацию машинного обучения, спутниковых изображений и данных о погоде, чтобы самостоятельно находить места с сильным загрязнением воздуха вплоть до квартала города.

Ученые из Университета Дьюка разработали инструмент искусственного интеллекта, который поможет исследователям выявлять и сокращать источники опасных выбросов. Кроме того, он пригодится в изучении влияния выбросов на здоровье человека в конкретном месте города.

Авторы нового инструмента ИИ особенно заинтересованы в обнаружении уровней частиц PM2,5.

PM2.5 — это твердые частицы размером менее 2,5 микрон. Их диаметр в 30 раз меньше, чем диаметр человеческого волоса. К ним относится смесь частиц пыли, золы, сажи, а также сульфатов и нитратов, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе. Именно эти вещества вызывают помутнение воздуха, типичное для центров крупнейших мегаполисов.

Частицы PM2.5 способны забираться глубоко в дыхательные пути и оседать в легких. Вдыхание этих частиц может вызвать раздражение глаз, носа, горла или легких, а также приступы кашля, насморка и удушья. Но этим не исчерпывается опасность их воздействия. Норма концентрации частиц PM2.5, установленная Всемирной организацией здравоохранения — 25 микрограмм на кубический метр. Превышение этой нормы может нарушить нормальную работу легких и вызвать развитие многих опасных заболеваний, таких как рак легких, инфекции дыхательных путей и сердечно-сосудистые заболевания.

Новый алгоритм искусственного интеллекта выбрал эти спутниковые изображения размером с квартал в качестве локальных горячих точек (вверху) и прохладных точек (внизу) для загрязнения воздуха в Пекине. Предоставлено: Туншу Чжэн, Университет Дьюка.

В отчете Global Burden of Diseases за 2020 год сообщается, что 90% населения планеты проживает в местах, где количество PM2,5 опасно для здоровья. При этом в большинстве городов нет наземных станций мониторинга воздуха из-за высокой стоимости.

Кроме того, они дают только общее представление об условиях загрязнения воздуха в определенном регионе, но для жителей разных районов города эти данные бесполезны. Чтобы решить проблему, ученые создали инструмент для измерения PM2,5 в диапазоне 300 метров (городского квартала).

Новый алгоритм искусственного интеллекта выявил несколько горячих точек и прохладных мест с загрязнением воздуха в Дели. Предоставлено: Школа медсестер Университета Дьюка.

Используя спутниковые данные, показатели погоды и машинное обучение исследователи научили алгоритм автоматически находить горячие и прохладные точки загрязнения воздуха. Разработчики использовали технику остаточного обучения. Алгоритм сначала оценивает уровни PM2,5, используя только данные о погоде. Затем он измеряет разницу между этими оценками и фактическими уровнями частиц. В итоге алгоритм учится использовать спутниковые изображения, чтобы улучшать прогнозы.


Читать далее

Выяснилось, почему ученые называют пригодными для жизни не те планеты

Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?

На них держится Вселенная: как работают четыре главные силы природы

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости
Это приложение буквально заставляет трогать траву и блокирует соцсети
Новости
Посмотрите на место гибели лунного аппарата «Афина»
Новости
Apple призвала срочно обновить iPhone из-за критической уязвимости  
Новости
В РосНИИРОС опровергли планы ICANN закрыть домен .su  
Новости
Европейские охотники каменного века «путешествовали» по морю в Африку
Наука
Зонд «Гера» сделал снимки спутника Марса на пути к «пострадавшему в ДТП» астероиду
Космос
В испанской пещере нашли «фрагменты лица» древнейшего жителя Западной Европы
Наука
Стартап представил робота, который готовит как шеф-повар лучших ресторанов
Новости
В паровом реакторе впервые зажгли термоядерную плазму
Новости
Работа, написанная ИИ, прошла научное рецензирование, но есть нюансы
Наука
Смертоносные звезды: два массовых вымирания связали со взрывами сверхновых
Космос
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Космос
Физики обнаружили доказательство предсказания Хокинга
Космос
Загадочные радиосигналы впервые обнаружили в глубинах Галактики 
Космос
Этот компьютер решил задачу за 20 минут: суперкомпьютер потратил бы миллион лет
Новости
Названа дата удаления домена .su: что будет с 100 000 сайтов
Новости
Google DeepMind дала роботам ИИ: с ним машинам не надо учиться
Новости
Ученые нашли аномалию во Вселенной: эта галактика не должна была выжить
Космос