以空氣微型監測器及AI空品互聯網執行在地環境氣候大數據分析
- 環境與安全衛生工程系｜郭昭吟 老師
- 2020年12月30日
- 讀畢需時 3 分鐘
已更新：2021年3月17日
主持人｜郭昭吟 共同主持人｜毛偉龍、翁萬德
氣候變化影響天氣模式及氣象型態，如溫度、濕度、風速、降雨及極端天氣事件，交互影響空氣污染物的排放、化學特性、沉積和輸送，可能導致空氣品質不良且不易於監測。本次規劃以結合環安系大四環境規劃與管理課程，使學生深化學習及體驗SDG 13 氣候變遷及其對空氣品質之影響，透過空氣微型監測器AI空品互聯網解決以下問題 :
1.目前國內空氣品質監測分為四大階層，以環保署建置的國家級測站有完整的校正及維護體系，具有良好數據品質，但因建設成本高、體積大等因素，無法大量布建，僅能提供大尺度區域空品監測，無法貼近民眾生活。
2.市面上常見之空氣盒子，其敏感度、準確性以及穩定性較低。
3.大量的空氣監測數據，無結合氣候條件及AI分析，難以釐清有效及正確的判斷。
發展歷程與步驟
本課程將教導學生認識 SDG 13 氣候變遷及其對空氣品質之影響，並導入空氣微型感測器提供深化學習及體驗，從中了解標準空氣品質檢測方法及即時監測之差異，並透過「AI空品物聯網」執行環境氣候大數據分析。
1.微型感測器利用半導體科技打造，經環保署標準認證，利用其成本低、體積小、可大量布建的優點，解決大型測站建設成本高、體積大等問題。
2.利用空品物聯網，藉由完整的平行比對及校正體系，提高監測數值準確度。
3.透過「空品物聯網」引導學生利用AI環境大數據分析，結合氣候風向、風速及溫溼度，初步判斷，並統計分析及彙整污染區間，從中了解空氣品質及氣候條件之關聯性。
成果與衍生價值
本計畫結合環安系郭昭吟老師、電機系毛偉龍老師及翁萬德老師之師生團隊，共同探討空氣微型監測器及AI空品互聯網執行在地環境氣候大數據分析，於計畫期間邀請捷思環能股份有限公司工程師，針對微型空品感測器監測數據應用分享講座，以及辦理一場針對電機系及環安系研究生「空氣品質微型感測器架設、校正及維護監測作業」之工作坊，從中了解標準空氣品質檢測方法及即時監測之差異，並透過「AI空品物聯網」執行環境氣候大數據分析。
並於109學年度第1學期，開設環境規劃與管理課程，將空氣品質微型感測器導入課程中，提供給修課的學生跨領域學習及體驗課程，學期中邀請電機系毛偉龍老師共授課程，以環境監控物聯網與搭配硬體控制系統，達到跨域學習，並實施為期三週的微型感測器教學，連續監測校園內及校園外社區空氣品質進行學習研究，更能有效引導學生了解環境規劃與環境管理層面的問題。
未來方向
本次計畫透過跨系合作實踐空氣微型監測器及AI空品互聯網，結合電機系AI互聯網傳輸及模組化設計及環安系針對環境空氣品質控管及數據分析。
微型感測器之感測項目包含溫度、濕度、懸浮微粒(PM10)、細懸浮微粒(PM2.5)、總揮發性有機物(TVOC)，成本低、體積小、可大量布建的優點。感測器的「一致性」是應用上的一大課題，可能發生無線網路不穩、停電後沒有重新開機等等，參與者很難察覺，後續可導入感測器AI資訊平台及警示通知系統，得以即時觀測及管理。
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