Helsinkiin rakennetaan ilmanlaatua mittaavien sensoreiden verkostoa, jonka varaan voi rakentaa monenlaisia terveyttä edistäviä sovelluksia ilmansaasteiden välttämiseen.

Hengittämäsi pienhiukkaset vaikuttavat terveyteesi, eikä niitä ole helppoa välttää. Mitä tarkempaa ja reaaliaikaisempaa tietoa ilmanlaadusta pystytään keräämään, sitä fiksumpia sovelluksia voidaan tehdä edistämään asukkaiden terveyttä ja hyvinvointia sekä puhdasta ympäristöä.

Helsingin yliopiston MegaSense-ohjelman tavoitteena on luoda maailmanlaajuinen havainnointijärjestelmä, joka tuottaa ilmassa olevista haitallisista aineista yhtenäistä, tarkkaa ja reaaliaikaista tietoa. Se pyrkii ratkomaan mittaamisen pullonkaulat kattavan mittausverkon sekä tekoälyn avulla.

Yhdistetään kevyitä ja raskaita mittareita

Ilmanlaadun mittaaminen, analysointi ja hyödyntäminen on monimutkaista ja virhealtista, eikä nykyisin käytössä olevilla mittauksilla päästä vielä kovin kummoiseen tarkkuuteen.

Kalliita mittausasemia voidaan pystyttää vain harvakseltaan. Edullisten ilmanlaatusensorien ongelma puolestaan on, etteivät ne pysty tuottamaan yhtä laadukasta dataa.

– Kun nämä yhdistetään, avautuu aivan uudenlaisia mahdollisuuksia, kertoo professori Sasu Tarkoma Helsingin yliopiston tietojenkäsittelytieteen osastolta. Hän toimii MegaSense-ohjelman johtajana.

Viime kädessä ilmanlaadun analyysi ja ymmärrys perustuvat huippumittarien verkoston, Station for Measuring Earth surface - Atmosphere Relations (SMEAR) -mittausverkon kattavaan havaintoaineistoon.

Mukana kannettavat mittarit ovat kevyitä ja edullisia. Kun sellainen kohtaa Kumpulassa sijaitsevan tuhansia eri partikkeleita mittavan kalliin huippumittarin, kalibroituu edullinenkin mittari lähemmäs oikeaa.

Edullisiin sensoreihin on nyt myös yhdistetty tekniikkaa, joka säätää automaattisesti laitteen mittaustarkkuutta tekoälyn sekä virtuaalisensoreiksi kutsututtujen matemaattisten mallien avulla.

Tämän integroiduksi malliksi kutsutun tekniikan avulla edullisten sensoreiden mittaustulokset alkavat vastata luotettavuudeltaan kiinteiden mittalaitteiden tuloksia.

Eroavatko pientaloalueen pienhiukkaset sataman ilmansaasteita?

Professori Tarkoma kertoo, että tekoäly auttaa pääsemään ilmanlaadun mittauksessa ja mittalaitteissa aivan uudelle tasolle.

– Pystymme rakentamaan kohtuullisen edullisesti laitteita, jotka ovat mittauskyvyltään hyvin luotettavia ja tarkkoja. Voimme ottaa puettavia laitteita käyttöön, eivätkä mittarit enää ole paikkaan sidottuja.

Kuluneiden parin vuoden aikana noin sata helsinkiläistä on kantanut mukanaan laitteita, jotka ovat keränneet ilmanlaatutietoa viiden minuutin välein kantajansa päivittäisten reittien varrelta. Piloteissa käytetyt mittalaitteet on kytketty 4G- ja 5G-verkkoihin, jolloin ilmanlaatua voi seurata ajantasaisesti.

Asukkaita on rekrytoitu mukaan hyvin erilaisilta Helsingin alueilta: Jätkäsaaresta, Mäkelänkadun varrelta sekä Pakilasta. Kussakin ilmanlaadun haasteet ovat omalaisiaan, pienpuun poltosta vilkkaaseen bussi- tai satamaliikenteeseen. Kun tietoa saadaan hyvin paikallisesti, katu kadulta, myös ilmanlaatuun vaikuttavia toimenpiteitä voidaan kohdentaa oikeaan paikkaan. Mitä ilmanlaadulle tapahtuu, jos jokin katu suljetaan? Tarkan historiatiedon avulla myös ilmansaasteiden ennustaminen helpottuu.

Sovelluksia etsitään kilpailulla

Kerätty ja anonymisoitu data pyritään jakamaan avoimesti, jotta sen pohjalta voidaan yhdessä kehittää erilaisia sovelluksia. Yritykset voivat hyödyntää syntynyttä 5G-pohjaista alustaa tuotekehityksessään. Tarkoma kehuu myös Helsingin kaupunkia, joka on edelläkävijänä avannut omaa dataansa sekä käynnistänyt pilotteja, joissa uutta teknologiaa kehitetään, kokeillaan ja otetaan käyttöön avoimella alustalla.

Millaisia palveluja kaupunkilaisille pystyttäisiin tällä datan ja alustojen kokonaisuudella tarjoamaan? Helsingin yliopisto ja teknologiatapahtuma Slush ovat hiljattain järjestäneet Helsingin kaupungin, YIT:n ja Ilmatieteen laitoksen kanssa Venture with Air –kilpailun, jossa etsittiin toteutuskelpoisia ideoita ja ratkaisuehdotuksia siitä, kuinka ilmanlaatudataa voisi käyttää asukkaiden ja ympäristön hyväksi. Kilpailun voittajat julkaistaan viikolla 47. Vaikka data ja testialusta ovat Helsingistä, ratkaisut voivat helpottaa minkä tahansa alueen tai kaupungin saasteongelmia.

Yksi jo julkistettu sovellus on pääkaupunkiseudulla toimiva Green Paths -reittityökalu, jonka avulla liikkuja välttää vilkkaasti liikennöidyt kadut, mutta pääsee silti perille kohtuullisessa ajassa. Sovelluksen suositukset perustuvat reaaliaikaiseen tietoon ilmanlaadusta ja kaupungilla tehtyihin melutasomittauksiin.

Tarkoman mielestä tähän mennessä on nähty vasta tulevan kehityksen alkumetrit.

Lue lisää:

Megasense-ohjelma
Uutinen (20.10.2020) Tekoäly auttaa saamaan ilmanlaadusta tarkempaa tietoa
Uutinen (24.9.2020) Uusi Green Paths -reittiopas auttaa valitsemaan hiljaisimman ja ilmanlaadultaan parhaan pyöräily- ja -kävelyreitin
Uutinen (23.9.2020) Venture wiht Air kutsuu sinut mukaan etsimään ratkaisuja kaupunkien ilmansaasteongelmiin
Uutinen (26.3.2020) Yliopiston ja kaupungin yhteistyöllä tuetaan helsinkiläisten hyvinvointia ja ratkotaan globaaleja ongelmia
Uutinen (11.10.2018) Helsinkiläiset saavat jatkossa reaaliaikaista ja yksityiskohtaista ilmanlaatutietoa – Hope-hankkeelle merkittävä EU-rahoitus