I sin doktorsavhandling vid Örebro universitet beskriver Matteo Reggente hur robotar utrustade med sensorer för gasdetektering kan samla in fakta om utsläpp i miljön. Genom olika beräkningsmetoder kan resultaten presenteras i tredimensionell skala och även fungera i en utomhusmiljö med olika vindförhållanden.
Foto: Rita Oszláncz
Enligt världshälsoorganisationen WHO lever två tredjedelar av Europas befolkning i tätorter där luften förorenas av trafik, vilket bidrar till olika hälsoproblem. I många orter mäter man luftföroreningarna, men mätstationer som finns i dag är dyra, de kostar flera hundra tusen kronor. Därför är antalet begränsat och de mäter enbart den närmaste omgivningen samt ger ingen fullständig bild av föroreningarnas utbredning.
Matteo Reggente beskriver i sin avhandling Statistical Gas Distribution Modelling for Mobile Robot Applications utvecklingen av metoder för att göra såväl två- som tredimensionella kartor över gasutsläpp med hjälp av olika uppsättningar data. Till en början gjordes beräkningarna inomhus i en kontrollerad miljö. Efterhand kunde man öka svårighetsgraden i miljöerna för att till slut samla in data i stadsmiljö och göra beräkningar av hur föroreningar sprids.
I det så kallade DustBot-projektet inom robotikforskningen vid Örebro universitet, har robotar konstruerats, som kan röra sig i stadsmiljöer för att sopa gator eller plocka skräp. Genom att utrusta en sådan robot med kommersiellt tillgängliga gassensorer tillsammans med partikelmätare kan de samtidigt som de rör sig i staden för att utföra sina städuppgifter, samla in en mängd data om luften.
Att skapa modeller av gasutsläpp i en verklig miljö är komplicerat eftersom det inte är möjligt att registrera en ögonblicksbild av den faktiska gasfördelningen i den skala och för de kemikalier som är intressanta. Verkligheten påverkas hela tiden av vind och andra yttre omständigheter.
För att komma runt det beskriver avhandlingen hur man med insamlad data skapar en simulerad miljö, som ger en referens (ground-truth), en modell som är helt kontrollerad och där gasutsläppet också påverkats av rörelser i luften. Den kontrollerade modellen skapas med en mängd data från olika mätpunkter.
Sedan använder man algoritmerna för att skapa en modell av gasutsläppet genom att använda bara en del av den insamlade datan. Den på det sättet teoretiskt beräknade modellen kan sedan jämföras med den kontrollerade modellen och på så vis ser man hur väl beräkningarna fungerar.
– Vi har kunnat se att de modeller som tar med vindförhållandena ger en bättre bild av utsläppen än de som inte har uppgifter om vinden, säger Matteo Reggente i ett pressmeddelande.
