AI đo lường, đưa ra dự báo ô nhiễm không khí

Theo số liệu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), ô nhiễm không khí giết chết khoảng 7 triệu người trên thế giới mỗi năm, gây ra 25% số ca tử vong ở người trưởng thành do bệnh tim và đột quỵ, 43% do bệnh phổi và 29% do ung thư phổi.

Hơn 1/3 các ca tử vong do ô nhiễm không khí xảy ra ở Trung Quốc. Theo một nghiên cứu của tổ chức Berkeley Earth, hít thở không khí ở Bắc Kinh có thể so sánh với việc hút 30 điếu thuốc mỗi ngày. Khí thải từ than, xe cộ và bụi từ các công trường xây dựng đã khiến tình trạng không khí ở Trung Quốc ở mức báo động.

Để giảm đáng kể mức độ ô nhiễm, vào năm 2014 chính phủ Trung Quốc hợp tác với “gã khổng lồ” công nghệ IBM với dự án “Chân trời xanh” nhằm hỗ trợ cải thiện chất lượng không khí và thúc đẩy sử dụng năng lượng tái tạo.

Theo đó, Bắc Kinh đã sử dụng nền tảng Internet vạn vật (IoT) và AI để dự đoán, xác định và theo dõi các nguồn gây ô nhiễm. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng không khí như mật độ giao thông, thời tiết, độ ẩm, kiểu gió...được theo dõi bởi các cảm biến lắp đặt ở khắp Bắc kinh.

Sau khi IoT tạo ra rất nhiều dữ liệu có giá trị, AI sẽ phân tích, tìm hiểu thông tin chi tiết để đưa ra các dự đoán về xu hướng ô nhiễm trong tối đa 10 ngày. Việc sử dụng công nghệ này đã giúp IBM và Bắc Kinh tạo ra các dự báo ô nhiễm chính xác trước 72 giờ để cảnh báo tới người dân và doanh nghiệp. Sáng kiến này đã giúp số ngày “bầu trời xanh” tại Bắc Kinh tăng lên và chất ô nhiễm giảm 35% từ năm 2012 đến năm 2017.

Trung Quốc không phải là quốc gia duy nhất áp dụng AI để khắc phục vấn đề liên quan đến ô nhiễm không khí.

Theo báo cáo của Greenpeace, 22 trong số 30 thành phố ô nhiễm nhất thế giới nằm ở Ấn Độ. Theo khuyến nghị, Ấn Độ yêu cầu tối thiểu 4.000 trạm quan trắc để kiểm tra chất lượng không khí. Nhưng trên thực tế hiện chỉ có khoảng 160 trạm quan trắc không khí ở Ấn Độ, chưa đầy 5% so với con số dự kiến. Sự bất cập này là trở ngại cho việc hoạch định chính sách để đưa ra các giải pháp.

Việc tính toán chính xác chất lượng không khí không chỉ yêu cầu kết hợp cơ sở hạ tầng quan trắc không khí với dữ liệu vệ tinh mà còn bao gồm các hoạt động của con người như giao thông, xây dựng, phân bổ nguồn công nghiệp và mật độ dân số. AI được thiết kế sử dụng tất cả các yếu tố trên để tính toán chính xác phép nội suy không gian của dữ liệu chất lượng không khí.

Một số trạm quan trắc đã được triển khai ở Delhi, cung cấp nguồn dữ liệu ô nhiễm khí quyển, nhờ đó AI có thể được áp dụng để theo dõi và dự đoán sự tăng và giảm ô nhiễm không khí. Ví dụ, AI sẽ đưa ra những đánh giá và phân tích để dự báo liệu sự gia tăng sản xuất công nghiệp có làm tăng ô nhiễm không khí hoặc việc giảm phương tiện đi lại có liên quan đến việc giảm thiểu ô nhiễm hay không.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Loughborough ở Anh cũng xây dựng một hệ thống dựa trên AI có khả năng dự đoán trước mức bụi mịn PM2.5, từ một đến vài giờ và trước một đến hai ngày. Hệ thống phân tích một loạt các yếu tố và dữ liệu liên quan đến thời tiết, mùa và môi trường có thể tác động đến mức PM2.5 trong không khí. Nó cũng được dùng như một công cụ phân tích ô nhiễm không khí để sử dụng trong hệ thống giao dịch tín chỉ các-bon.

AI giám sát, quản lý chất lượng không khí

Cộng đồng khởi nghiệp đang nhìn thấy cơ hội trong việc ứng dụng AI vào quản lý chất lượng không khí. Startup AirVisual được thành lập năm 2015 bởi doanh nhân người Pháp Yann Boquillod, nhằm ứng dụng công nghệ AI và cảm biến để giám sát chất lượng không khí. Công ty được mua lại vào năm 2017 bởi công ty chất lượng không khí IQAir của Thụy Sĩ và có trụ sở tại Bắc Kinh.

AirVisual đã phát minh ra các cảm biến nhỏ được gọi là AirVisual Pro. Các cảm biến đo lường các hạt mịn có ảnh hưởng đến sức khỏe, nồng độ CO2 để đánh giá hệ thống thông gió trong không gian kín, dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm.

Thiết bị đo tối đa sáu chất ô nhiễm có trong không khí. Dữ liệu được gửi đến đám mây để phân tích bởi một hệ thống AI. Sau đó, các hướng dẫn sẽ được gửi trực tiếp đến các hệ thống lọc và thông gió được kết nối, giúp quản lý chủ động chất lượng không khí trong nhà.

Đối với môi trường ngoài trời, công ty đang duy trì AirVisual Earth, một bản đồ ô nhiễm toàn cầu theo thời gian thực với độ chi tiết cao nhất có thể, được theo dõi bởi mạng lưới cảm biến rộng khắp thế giới. Công ty hiện có hơn 100.000 cảm biến AirVisual hoạt động trên toàn cầu, với cảm biến trong nhà ở 120 quốc gia và cảm biến ngoài trời ở 80 quốc gia. Ứng dụng của công ty hiện có 10 triệu người dùng.

Breeze Technologies là một công ty khởi nghiệp ở Hamburg chuyên phát triển các cảm biến chất lượng không khí dựa trên AI. Công ty giúp tìm hiểu chất lượng không khí, cảnh báo các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng không khí và cung cấp các biện pháp cải thiện bằng cách sử dụng học máy. Cổng thông tin địa phương xuất bản dữ liệu đã thu thập của Breeze theo thời gian thực để những người dân bị ảnh hưởng có thể tìm hiểu về tình hình hiện tại vào bất kỳ thời điểm nào. Ngoài ra, Breeze đã phát triển một danh mục toàn diện các biện pháp giúp các thành phố và cộng đồng cải thiện cụ thể tình hình trên thực địa. Breeze đã hợp tác với Microsoft để khám phá những cách ứng dụng AI mới để giảm thiểu ô nhiễm không khí.

CleanAir.AI là một công ty khởi nghiệp IoT của Canada cũng sử dụng các công nghệ dựa trên AI để cung cấp hệ thống lọc không khí cho các hộ gia đình và tòa nhà. Công ty sử dụng AI và IoT để cung cấp những thông tin hữu ích về chất lượng không khí trong và ngoài tòa nhà, cung cấp không khí sạch hơn và giúp tiết kiệm năng lượng.

Hương Dung