Állampolgárság: próbáld ezt otthon

2015 novemberében több száz ember gyűlt össze egy találkozóra Ben Avonban, amely körülbelül 2000 fős szomszédságban fészkelt az Ohio-folyó mentén, Pittsburgh-től északnyugatra. A korábbi ilyen típusú közgyűlésekhez hasonlóan a lakosok azért jöttek, hogy megtanulják a legfrissebb információkat egy nemkívánatos szomszédról.

Ez a szomszéd a Shenango Coke Works volt, egy szénfeldolgozó üzem, amely egy sziget egyik végét közvetlenül a Ben Avonnal szemben helyezte át. A lakosok már régóta gyanították, hogy az üzem kibocsátásai rendszeresen szennyezik a levegőt olyan mértékben, hogy az ott élők veszélyesek. A rossz levegőt az asztmában, émelygésben, fejfájásban és számtalan más betegségben hibáztatta, amelyet ők és családjaik szenvedtek. De a múltban a saját tapasztalataikon kívül nem voltak határozott bizonyítékok.

Szóval találtak néhányat.

Nem sokkal azután, hogy a találkozó elõtt az USA Környezetvédelmi Ügynökségének képviselõje ült az elsõ sorban, Randy Sargent, a Carnegie Mellon Egyetem számítógépes tudósa felállt, és elkezdett tekercselni a kamerákból eltelt idõközönkénti videókon, amelyeket a környék Shenango felé mutatott.. A kamerák napi 24 óránként 5 másodpercenként készítették a képeket, így könnyebben megtehetik azt, amit a közösség az évek során megpróbált: nézni a füstöt.

A mérgező felhők megkülönböztetése a pusztán gőztől trükkös üzlet, ezért a közösség Sargent felé fordult, aki a CMU CREATE Lab (Közösségi Robotika, Oktatás és Technológia Felhatalmazás) területén dolgozik. Ő és Yen-Chia Hsu kolléga kifejlesztett egy számítógépes látás algoritmust a rossz füst típusok kiválasztására az egyes képekben.

A több száz képkockából összefűzve a kapott videó egy hónapos fekete, barna, kék és narancssárga felhők hurkolótekercsét mutatta. A megfelelő napokból összegyűjtött szövetségi, helyi és közösségi érzékelői adatokkal együtt végül úgy tűnt, hogy Ben Avon gyanúi alapot találnak: a Shenango hét napból ötből kibocsátott a levegőbe engedélyező mennyiségű mérgező anyagot.

A Shenango-csatorna

Egy hónappal később a DTE Energy bejelentette, hogy bezárja Shenango üzemét, hivatkozva a gyenge acélpiacra és az ügyfelek hiányára. Januárra az üzem elkészítette az utolsó szén-tételét, és most bontási célra készül.

"Azt mondták, hogy ez gazdasági kérdés, de kíváncsi vagyok, hogy az idővonal megváltozott-e a közösség nyomása miatt" - mondta Bea Dias, a CREATE Lab projektvezetője. "Az algoritmus olyan eszköz volt, amely nagyobb súlyt adott a hangjuknak, további lábat adott az ügy megfogalmazásához. De a tech nem működött volna, ha nem lenne aktív közössége, aki felhasználná azt, az emberek aztán a folyamatosan a döntéshozók ".

A Diasz csoport feladata a közösségekkel való közvetlen kapcsolattartás, hogy hardvereket, szoftvereket és egyéb megoldásokat biztosítsanak számukra aggodalmaik megoldására. A számítógépes látás algoritmusa ennek a megbízásnak különösen erőteljes megvalósítása volt. De ez csak egy példa egy olyan területen, amely megdöbbentő növekedést tapasztalt az elmúlt években: csúcstechnikai eszközök a polgári tudomány számára.

All-Access hozzáférés

Még akkor is, ha nincs gyár, amely a hátsó udvarban szivattyúzza a rossz levegőt, akkor érdemes bekapcsolódni valamiféle állampolgárságú tudományba - ezt a kutatást lelkes amatőrök végzik, akár önmagában, akár profi tudósokkal egyeztetve. Neked szerencsére mindenkinek van valami.

Szeretne segíteni a terabájt űrtávcső adatainak kiválasztásában az exoplanetek és kvazárok megtalálásához? Menj tovább a Zooniverse felé. Lehet, hogy szem előtt tartja a laboratóriumi projektet, de nem engedheti meg magának a felszerelést. Nem probléma; nyomtassa ki az alkatrészeket az Appropedia nyílt forráskódú laboratóriumának tervrajzából.

Mi lenne néhány barkácsnői biológiával? A helyi bioszférák, például a BioCurious a kaliforniai Santa Clara-ban vagy a Marylandi Baltimore Underground Science Space, tanácsadást és segítséget nyújthatnak a DNS extrakciótól a sejttenyészet nyomtatásáig terjedő projektekben.

A projektekkel való ragaszkodás és a tömegből származó adatok az állampolgárság tudományának két fő foglalkozása, és ennek fő ösztönzője a felhatalmazás.

"A szövetségi dereguláció jelenlegi korszaka rávilágít a felügyelet hiányosságaira és hiányosságaira, és amikor nem támaszkodhatunk a kormány beavatkozására, magunkra kell támaszkodnunk" - mondta Gretchen Gehrke, a Public Lab adatvédelmi és ügyvédje. A munka elvégzéséhez szükséges eszközök elérése azonban kihívást jelenthet - tette hozzá.

A "hozzáférés" gyakran egyszerűen azt jelenti, hogy "olcsóbbá teszik a dolgokat". Az érzékelők és a mikrovezérlők folyamatosan növekvő költségeinek, a műholdas adatokhoz való hozzáférésnek és a mások hajlandóak megosztani a műszaki szakértelmet révén a kifinomult eszközök, amelyek egyszer csak az intézményi kutatók rendelkezésére álltak, most bárki számára elérhetők.

(Fotó: Andrew Thaler)

Fontoljuk meg a Raspberry Pi alapú spektrométer terveit, amelyet a Public Lab közösségi oldalai tárolnak. A spektrométereket az objektumra vagy anyagokra vonatkozó információk meghatározására használják annak fényjellemzőinek elemzése útján. A kereskedelmi kézi változat mintegy 1500 dollárba kerül; egy terjedelmes laboratóriumi munka ló ötszöröse. Vagy egy kis útmutatással készíthet egyet magának kb. 70 dollárért.

Egy másik polgári tudomány úttörője Andrew Thaler (az alább látható képen), egy mélytengeri kutató és tengeri ökológiai tanácsadó, aki a hozzáférés akadályai miatt elindította az Oceanográfia mindenki számára lehetőséget. A szervezet kijelentett célja: "A kutatók, oktatók és állampolgárságú tudósok felruházása alacsony költségű, nyílt forrású hardverekkel."

A fő eszköz, amelyet Thaler dolgozott a kidolgozásán, egy CTD volt, amelyet az óceánföldrajzban használtak a vezetőképesség (sótartalom), a hőmérséklet és a nyomás mérésére. Ez egy alapvető eszköz a vízi környezet tanulmányozásához és megértéséhez - de ha azt akarja, készülj fel arra, hogy legalább 6000 dollár fölött forgácsoljon, akár több tízezerig.

(Fotó: Andrew Thaler)

Nagy türelemmel és a barátokkal és kollégákkal együttműködve Thaler készített CDT-t 300 dollárért. A legdrágább elem az érzékelő, amely közel 200 dollárral működik. A Thaler CTD-jét ugyanakkor egy olyan eszköz mellett tesztelték, amely 200-szor magasabb volt, és a drágább egység 2% -os hibahatárán belül adta vissza az adatokat.

"Egyre fontosabb figyelmet kell fordítani a tudósokra, hogy ők is polgárok" - mondta Thaler. "Persze, valószínűleg hozzáférhet egy hatalmas kutatási támogatásra, és 60 000 dolláros kereskedelmi egységet vásárolhat. De ez óriási akadályt jelent a belépéshez azon közösségi csoportok számára, akik meg akarják követni a saját vízi útjukat. Ha elkezdi támogatni azokat a programokat is, amelyek ugyanazt a darabot készítik a berendezések olcsóbbak, sokkal több tudomány készül el."

A megfigyelési és robotikai eszközökhöz való hozzáférés segített legalább egy tengeri közösségnek egy fő cél elérésében. Mexikóban több halászfalu használta az Open ROV-t, ugyanazt a nyílt forrású robotplatformot, amelyet Thaler az edzési programjában használ, Nassau csoportos ívási aggregációinak felmérésére. A sügér kulcsfontosságú zátonyhalak, valamint létfontosságú kereskedelmi faj, és a közösség védett tengeri területet hozott létre, hogy megvédje azt az orvvadászoktól.

(Fotó: Michelle Z. Donahue)

Problémák előrejelzése

Pittsburgh-ben a CREATE Lab nem állt le Shenangoval. Feladatának másik szakasza az, hogy segítse a közösségeket az ismeretek és eszközök kiépítésében, amelyeket a CMU tudósaival való együttműködés során szerznek. És mivel Pittsburgh az, amiben van, még mindig kissé az acélkori örökség kezeként, a Shenango nem az egyetlen, ami megbénít.

Lépjen be a Smell Pittsburgh-be, egy olyan alkalmazásba, amely a CREATE Lab Shenango munkájából származik. Még fejlesztés alatt áll, és olyan eszközként készül elképzelni, amelyet végül a nemzet bármely városában felhasználhatunk. Az alkalmazás lehetővé teszi a lakosoknak, hogy címkézzék a sértő környezeti szagokat, amelyek be vannak jelentkezve az alkalmazásba, és jelentést tesznek a helyi egészségügyi osztálynak. A naplózás után az alkalmazás megjelenít egy térképet, amelyen ugyanazon a napon és időben jelennek meg minden egyéb szagjelentés.

Mark Dixon, a pittsburghi székhelyű dokumentumfilmész és ipari mérnök az alkalmazást úgy írta le, hogy arra ösztönözze az embereket, hogy elkötelezzék magukat valami olyannel, amelyben meg akarnak változni a környezetükben.

"Itt van ez a" rossz közérzet ", amikor akkor jelentkezik, amikor problémákat jelent, és semmi sem történik" - mondta Dixon. "Ez az alkalmazás felgyorsítja az embereket azon a völgyön keresztül - és az első dolog, amit látnak, az, hogy nem egyedül vannak. Plusz ők valóban láthatják a probléma terjedelmét."

Dixon azon dolgozik, hogy az alkalmazás használhatóságára építsen. Az egyik projekt egy olyan algoritmus kidolgozására irányult, amely ötvözi a Smell Pittsburgh-i jelentéseket és a Nemzeti Időjárási Szolgálat adatait, hogy megpróbálja megjósolni a közelgő #Stinkburgh-napokat, amint azokat a Twitteren címkézik. Miután elérte a kb. 75 százalékos sikerességi rátát egy 10 napos tesztelési periódus alatt, Dixon megosztotta az információkat egy helyi adatcsoportok csoportjával, köztük egy Smell Pittsburgh fejlesztővel. Ennek eredményeként az alkalmazás jövőbeni verzióiban előfordulhat a rossz levegő napjainak megbízhatóbb előrejelzése.

Az előrejelzés egy másik típusú alkalmazás, a Mosquito Habitat Mapper egyik célja. A NASA-val együttműködésben a Globális Környezetvédelmi Stratégiák Intézete (IGES) 2017. júniusában indította el az alkalmazás célja a veszélyes szúnyogok élőhelyének azonosítását és megszüntetését.

Az alkalmazás már a Barbudában, Peruban és Chilében tesztelték, és az emberek kiképezik az embereket, hogy azonosítsák a talált szúnyoglárvákat, képeket készítsenek és eltávolítsák az álló vizet, valamint rögzítsék az időt, a helyet, a dátumot és a helyi környezeti feltételeket az alkalmazás adatbázisába. A mai napig a projekt mintegy 1500 adatpontot halmozott fel - még nem elég ahhoz, hogy értelmes előrejelzéseket tegyen. De a remény az, hogy hosszú távon a földről való jobb adatgyűjtés olyan helyeken, ahol a szúnyogok által terjesztett betegség súlyos közegészségügyi kérdés, elősegítheti az előrejelzési modellek finomítását, amelyek jelenleg a műholdak által összegyűjtött időjárási és éghajlati adatokon alapulnak..

"Sokat nem tudunk arról, hogy a szúnyogok miként reagálnak a mikroklímára" - mondta Rusty Low, az IGES vezető tudósa, aki az alkalmazás fejlesztésének vezetője. "Kistérségi, alszezonális eszközöket keresünk, amelyeket az egészségügyi dolgozók és a közösségek használhatnak a betegség kockázatának jobb megértése érdekében."

Baltimore-ban a Johns Hopkins doktor hallgató, Anna Scott Weather Cubes is adhatna a várostervezőknek nagyobb munkát, amikor melegebb jövőben tervezik az egészséges városokat. Scott kocka, amely a városi hőre vonatkozó tanulmányainak kinövéseként jött létre, Arduino-alapú érzékelőkkel van felszerelve, amelyek a hőmérsékletet, páratartalmat, ózonot, nitrogén-dioxidot, kén-dioxidot és hidrogén-szulfidot mérik. Ötven kockát telepítenek a város 25 helyszínén, és Scott reméli, hogy még többet dob ​​ki ezen a nyáron.

(Fotó: Anna Scott)

A korai megfigyelési adatok rámutattak, hogy Kristin Baja, az egykori Baltimore éghajlat-ellenálló képesség-tervező szerint több kis zöldfelület, például zsebparkok, jobb lenne a hőmérséklet csökkentésére a városban, mint több nagy park. Ez az információ elmozdíthatja a város 16 000 üres tételének felfogását az esetleges eredménytől a jótékonyságig.

Baltimore Turner Station szomszédságában Larry Bannerman két Scott kockát tárol. Elsősorban afro-amerikai közösségének tapasztalata van a helyi szennyezők harcában és aggódásban a védelem érdekében. Azt mondta, hogy boldog, ha van egy kiegészítő kártya a pakliban, ha szüksége van rá.

"Kristálytiszta képet kapunk a mi levegőnkről" - mondta. "Ez a tudás a zsebünkben lesz a legnagyobb eszközünk, ha változtatásokat kell végrehajtanunk."

Kilátás az űrből

John Amos szerint a polgárok közreműködői kulcsfontosságúak lesznek egy olyan probléma kezelésében, amelyre gyakran gondolkodik: a hatalmas mennyiségű vizuális adat felhasználhatósá tétele.

Az általa alapított nonprofit SkyTruth műholdas képanalízist használt annak bemutatására, hogy a Deepwater Horizon olajszennyeződése 2010-ben nagyobb volt, mint a BP nyilvános becslései. Noha a csoport továbbra is emberi szemmel figyeli a műholdas képeket a kiömlések, a felszíni bányászat és más ipari tevékenységek környezeti hatásainak figyelemmel kísérésére, a SkyTruth jelenleg azon dolgozik, hogy mesterséges intelligenciát, gépi tanulást és nagy adatot adjon a keverékhez.

A SkyTruth Alerts egy olyan szolgáltatás, amelyet a felhasználók feliratkozhatnak arra, hogy értesítést kapjanak egy adott területen bekövetkező bizonyos környezeti változásokról - mondhatjuk az új gázfúrási engedélyt, az engedély megsértését, vagy a vegyi anyagból vagy földgázszivárgásról szóló jelentést. A riasztásokat, amelyeket eredetileg házon belüli eszközként fejlesztettek ki, jelenleg a parti őrség és az állami környezetvédelmi minisztérium jelentési helyszínei kapják meg. Körülbelül 3000 ember használja az eszközt jelenleg.

A szolgáltatás fejlődésének célja egyre több adatforrás és eszköz bevonása, valamint AI és gépi tanulási rendszerek használata az új műholdas képek összehasonlításához a történelmi képek mellett. Az ilyen típusú referenciákkal az elemzés képes észlelni a változásokat, még mielőtt azokról hivatalos csatornákon keresztül beszámolnának.

A Szent Grál lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy megosszák saját megfigyeléseiket és riasztásaikat, ezáltal létrehozva egy sor közösséget, amelyek közös aggodalmaik vannak.

Valójában a SkyTruth felhasználói által a FrackFinder-projektekkel közölt tömegből származó adatok számos tanulmányt eredményeztek, amelyek Maryland-t arra késztették, hogy 2017-ben betiltják a krakkolást. asztma és korai születési arányok. Noha számos adatforrásra támaszkodott a tanulmányok során, nem volt „alternatívája” annak a típusnak, amelyhez a SkyTruth felhasználói hozzájárultak - mondta.

"Többször találkoztunk az állam által megválasztott tisztviselőkkel, bemutattuk megállapításainkat és megválaszoltuk minden kérdésüket" - mondta Schwartz. "Néhányukról újságcikkekben és másutt is beszámoltak arról, hogy a" Johns Hopkins egészségügyi tanulmányok "végül rábeszélik őket, hogy szavazzanak a tilalomra. Ezek a mi tanulmányaink."

A helyi, földi emberi megfigyelés ereje és a felhőalapú számítástechnika képességei kombinálva lehetővé teszik a lehetséges problémák valós időben történő feltárását - jegyezte meg Amos.

"Nemcsak azokról a dolgokról, amelyek már megtörténtek, hanem azokról is, amelyek a környezetben történnek, még mielőtt bármit is tudnak róla, tudatosítani kell, hogy történik valami, amelyre figyelni kell." - mondta Amos. "Számomra ez a környezetvédelem technológiai vezérelt, alulról történő újraélesztése."

És ez az érdeklődés a megjelenő technológia egyszerű kíváncsi felhasználása iránt csak innen fog növekedni - tette hozzá a CREATE Lab Diasz.

"Az ilyen típusú technológiáknak nem szabad csak laboratóriumokban vagy magasabb szintű helyiségekben lennie." - mondta. "A mindennapi emberek számára elérhetővé kell tenni őket, hogy alkossanak, és ne csak fogyasszanak. És az a gondolat, hogy ha egyszer az emberek jobban folynak a technológián, vehetik a mindennapi dolgokat a polcról, és csapkodhatnak össze valami, ami nekik megfelelő."