【TEDxTaipei 】中研院陳伶志專訪:「空氣盒子」怎一路走來,成為台灣一次公民科技里程碑

擔心霧霾什麼時候來襲嗎?「空氣盒子」在這兩年間,已能為台灣社會帶來最即時的空氣品質資料。同時,它也是台灣「公民科技」一次成功典範。今年 TEDxTaipei 就邀請計畫推手中研院陳伶志老師上台分享,INSIDE 也在會後特地專訪,為大家分享一路走來學術、Maker 社群、地方政府與相關廠商一起努力的過程。
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你擔心中國霧霾什麼時候來襲嗎?想了解周遭到底有哪些空氣污染源?如果你是長期關心空氣污染的朋友,應該知道「空氣盒子」計畫在這兩年間,已能為台灣社會帶來最即時的空氣品質資料,不僅讓空汙源更無所遁形,同時也能預測空污擴散的方向,讓大眾提早做好準備。

從某方面來說,空氣盒子也正是台灣「公民科技」一次成功典範。今年 TEDxTaipei 就邀請了計畫推手中研院陳伶志老師上台分享;同時 INSIDE 也在會後特地專訪,詳盡為大家介紹空氣盒子計畫一路走來與 LASS 社群、地方政府與相關廠商一起努力的過程。

Q1: 您已經在 TEDxTaipei 講台上說明為了孩子這部分,那麼在學術與技術上推動「參與式感測系統」的緣由是什麼呢?

A1: 這一開始是中研院環境變遷研究中心龍世俊老師要做熱浪來臨對身體健康影響評估的研究計畫。我們發現熱浪來襲的次數越來越頻繁,強度也越來越熱,在歐洲甚至常聽到熱浪來造成的民眾死亡數字,這個問題在台灣一樣正在發生。熱浪來襲時,空氣濃度在高溫時對人造成心肺負擔會比平常更嚴重,健康危害事實上也會以倍數成長。

也因如此,一開始我並不是做偵測 PM2.5 的計畫,而是一氧化碳、二氧化碳、臭氧這些氣體,但他們的難度比較高,也一直找不到突破點,剛好 PM2.5 是台灣社會非常關注的議題,這讓我們開始轉向;後來因為自己小孩的因素,加上 PM2.5 的偵測技術有所突破了,就把重心全部放在這上面。

▲空氣盒子源自一份父親對孩子的愛。照片提供:TEDxTaipei,由 Wuz 攝影

Q2: 在空氣盒子出現前,環保署自有那 76 個量測站有什麼限制呢?

A2: 它們其實屬於「科學性」量測用途,是為了研究台灣整體大範圍空氣長期演變所設計,所以它的最小時間刻度是小時平均值,反而不喜歡有其他干擾源影響它的量測。

這也是做空氣盒子另一個主要目的。雖然說 76 個量測站以全世界來說密度已經算很高了,但話說回來舉個例子,每個人可能住的地方都距離車站、交通中心有幾公里遠,但這幾公里之間空氣就會發生很多事情,我們希望更精密去觀察這其中的變化。

▲LASS 的各地 PM2.5 即時濃度地圖,截自 LASS
▲這則是 EDIMAX 訊舟 PM2.5 濃度地圖 ,介面跟 LASS 的不太一樣,讀者不妨比較、參考。

Q3: 那「空氣盒子」每個階段有哪些開發難處呢?

A3: 在 2013 年一開始是微感應器等硬體還沒到位。這個計畫一開始想偵測的是一氧化碳,在 「研之有物」的報導 也有提到,我的學生把家裡改裝成一個特定實驗空間,還把機車廢氣往家裡放。我意識到:這樣不行啊!可能會出人命的。再專業一點的一氧化碳環境風險也太高了,加上硬體感測器也不成熟,所以一氧化碳計畫就停了。

之後我們切到二氧化碳,那時找到不錯的感測器,一顆要價 2000 塊。蠻準的,但實驗一個禮拜就需要拿回來重新校正。不過後來發現不行,如果要進行城市級大規模實驗太難了,不太可能每個禮拜都把裝置拿回來調整。短期的學術研究還行,但從一個資訊工程人的角度來看,這離真正解決問題還有很大的距離。 我真正想做的是 Crowdsensing(參與式感測),但顯然 crowd 還沒有達成。

後來 2015 年機緣巧合下遇到了 LASS 的哈爸,兩人的理念很合,都想做一樣的事情,所以各自用各自方法推。LASS 的長處是號召社群,我的話就是提供技術。那時候第一個活動文件、簡報都是我寫的,程式則是哈爸帶頭大家一起寫出來的版本,然後我這邊結合學術資源,建出了後端系統與伺服器。

▲完全開源的「LLASS4U」空氣盒子,截自 LASS

那時大家都有點好奇,因為創客社群跟正經的學術計畫之前很少有合作過,不知道會擦出什麼火花?所以我們當初推廣每個鄉鎮都要有感測器時,有點採用激將法,遇到當地創客就會講「誒,那邊還沒有人加入計畫喔」來激發。後來全台有來自 19 個鄉鎮的 40 個人參加,雖然沒完全達標,但讓大家意識到一起合作是可行的,當我們把這 40 個點打在地圖上時,看起來有模有樣的,跟環保署網站看起來差距不大,讓大家都很興奮。

Q4: 那後面廠商與政府力量是怎麼進來的呢?

A4: 其實廠商跟地方政府合作模式都採捐助方式進行。這當中台北市的案子就扮演指標性角色,那時候資訊局花了很多心思跟環保局合作,後來佈點在學校就相對簡單了。接著在 2016 三月的智慧城市展用了一次記者會,成功之後就在網路上引起了熱烈討論,許多中南部的網友都說:「台北空氣那麼好都有空氣盒子,那我們為什麼沒有?」

廠商部分原本案子中比較常看到瑞昱跟華碩雲端的名字。瑞昱是作阿米巴物聯網開發板的,華碩雲端提供網路服務。但實際生產是台灣專門代工廠訊舟科技,原本代工廠不喜歡拋頭露面,但訊舟後來也想出來自己推廣,老闆就很阿莎力的決定:六都全捐!一下六都所有中小學都有,1500 個點就出來了。

這部分台北市的智慧城市產業場域就扮演了蠻重要的角色。台北市資訊局就顛覆了過去「大有為政府」的思維,開放場域希望廠商都可以來台北市實驗,讓廠商累積達到雙贏局面。空氣盒子也是真的藉由這個場域闖出名號,進一步拿去國際市場拓展時,就能拿來當實際戰績。

Q5: 那空氣盒子還有哪些關鍵因素導致目前的成功呢?

A5: 另一個關鍵是資料服務。這背後包含了我們學術研究的成果,像演講中呈現的漸層動態圖,就讓我們花了不少心力(笑)。後面公民參與更是重要的一塊,像現在熱心民眾會主動打電話給學校,通報空氣盒子壞掉了,請他們趕快維修。現在很多環保團體,或是親子共學團也一起積極參與,每天都會關注空氣盒子,討論各地的空氣品質。

所以現在在 LASS 有 PM 2.5 的討論專區 ,這個社群慢慢擺脫先前的純技術色彩,往「公民科學」的方向走去。話說回來,參與式感測實際上還是要回到民眾真正生活上的需求,程天縱(前富士康副總裁)說過 IoT 是 must to have,這就是一個很好的典範。

除此以外,空氣盒子的資料夠多、夠即時,延伸下去可以讓社會對空污議題產生更細緻的討論:我們到底該不該中秋烤肉呢?農友燒稻草就是嚴重環境污染?還是環保香就對空氣比較友善?這些問題,都有機會藉由空氣盒子的資料去追蹤、研究。

Q6: 若「空氣盒子」告一段落後,你還會想做什麼題目呢?

A6: 其實空氣盒子還有很多事要做,所以離告一段落還很遠(笑)。接下來主要有四件事:第一空氣盒子的硬體是有壽命的,它如何永續經營?總不可能一直有人捐,所以想辦法讓民間能持續投入是第一個。

第二是深化資料即時預測,我們想預測接下來四小時的空氣變化。如果今天中國霧霾飄過來了,兩小時後會飄到哪呢?如果能精準預測,我們就可以提醒當地民眾兩小時後不要在室外活動。

第三可以更精準研究空汙影響健康的程度,但這部分需要跟醫學跨領域合作。前面提到,以前環保署資料最小時間刻度是小時;但我們舉個例子,如果水這一小時內平均溫度 30 度,但只要發生突發事件,讓水瞬間接近一百度,使用水的人就會被燙傷。空氣也是一樣,如果中間只要一分鐘發生高濃度事件,可能就會誘發氣喘。那到底誘發氣喘的轉折點在哪?現在技術已經可以偵測瞬間濃度了,那它跟健康又有什麼關聯?這就是我想知道的事。

最後就是推展到國際去。空氣污染是普世性問題,像馬來西亞與印尼就會互相抱怨彼此的煙飄過來,還有我有一個印度學生,給他空氣盒子回家一測,哇,一百多,比台灣還嚴重;歐洲尤其東歐空氣污染也很可怕,還有最近加州森林大火,到現在還沒解決。

大家都在尋找解決途徑,但欣慰的是空氣盒子有兩千多個即時觀測點,還有即時數據分析,整個系統在參與式感測領域上走上世界最前面,這也讓我在推廣參與式感測系統上,有了繼續衝下去的勇氣。


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