Projecte AIRE

Projecte AIRE

El Consorci (DEISTER, STA i BETTAIR) uneix la seva experiència i els seus coneixements per al desenvolupament d’AIRE, una plataforma d’Intel·ligència Artificial (IA) per a la predicció i projecció d’escenaris futurs de la qualitat de l’aire en zones urbanes i semi-industrials que ajudin els usuaris finals a prendre decisions amb impacte mediambiental.

Repte actual

  • Actualment, la densitat de punts de monitorització de la qualitat de l’aire a les ciutats és insuficient per obtenir informació precisa a nivell de prediccions.
  • "En l’era de l’Internet de les Coses (IoT), encara no existeix una tecnologia comercial robusta, sense manteniment i escalable que permeti a les ciutats comprendre i mitigar la contaminació de l’aire.

La Solució:
Plataforma AIRE

En resposta a aquesta necessitat inqüestionable, aquest Consorci planteja com a objectiu general del projecte el desenvolupament de la plataforma AIRE per a entorns urbans i semi-industrials que:
  • Aplega tecnologia de monitorització de la qualitat de l’aire, proporcionada per estacions tradicionals i dispositius IoT que permeten mesures en temps real i amb altíssima resolució espacial amb una inversió reduïda.
  • Incorpora escenaris predictius basats en tècniques d’Intel·ligència Artificial (IA), utilitzant tant les dades micro de qualitat de l’aire com dades macro basades en l’anàlisi de dades satellitals.

Dins dels desenvolupaments
tècnics del projecte, es planteja:

Plataforma d’avaluació amb
models d’IA enriquits:

  • Desenvolupament d’una plataforma d’avaluació de la qualitat de l’aire amb models d’IA millorats i enriquits, basats en els models predictius de Copernicus ja existents (dades macro), mitjançant la incorporació de mesures de camp (estacions tradicionals de monitorització de la qualitat de l’aire i sensors IoT – dades micro).
  • L’aplicació de noves estratègies i tècniques d’IA aportarà una major confiança als algorismes predictius que configuren la capa predictiva de la plataforma AIRE en àrees específiques. Aquestes estratègies i tècniques d’IA resolen el desafiament que comporta l’addició de noves fonts de dades a nivell micro en termes de qualitat (dades heterogènies, dades degradades, sèries incompletes).

Estratègies d’IA per a
més confiança:

  • S’estudiarà la viabilitat de la plataforma amb la creació d’un únic repositori en línia que inclogui les diferents eines per al diagnòstic i predicció de les accions de millora de la qualitat de l’aire i els plans d’acció a curt termini que AIRE: Plataforma d’Intel·ligència Artificial per a la predicció de la qualitat de l’aire a partir de dades de sensors i de serveis Copernicus necessita que proporcionin les Administracions Públiques. Aquest repositori en línia podria proporcionar les dades d’entrada per a un Gemi Digital de la regió o àrea en qüestió i representaria l’evolució temporal de la seva activitat atmosfèrica.

Repositori en línia per a
administracions públiques:

Eina de determinació
precisa i anticipada:

  • La nova plataforma AIRE funcionarà com una eina i una metodologia per a la determinació precisa (mesura millorada a nivell de resolució local sobre l'actual limitada per la resolució d'imatges satel·litals) i anticipada (predicció) de la qualitat de l'aire en una àrea en particular (mapes amb models de qualitat de l'aire i sistema de suport a la presa de decisions).

Col·laboració estratègica per al projecte AIRE

Per desenvolupar la plataforma AIRE, és necessari aunar competències i capacitats diverses, tant a nivell tecnològic com en l’àmbit d’aplicació (regles de negoci). El Consorci liderat per DEISTER i que compta amb STA i BETTAIR com a socis aconsegueix aquesta complementarietat combinant les capacitats de DEISTER en el desenvolupament de programari d’alt nivell, amb les capacitats de STA com a fabricant d’estacions meteorològiques i sistemes de control de la qualitat de l’aire, i les capacitats de BETTAIR en el desenvolupament de dispositius sensors de baix cost per a la monitorització de la qualitat de l’aire, cobrint a més la cadena de valor per a aquesta plataforma AIRE.
Profunditzant una mica més en les activitats de les empreses que formen part del Consorci, cal destacar que:
DEISTER
Té com a objectiu principal el desenvolupament i la comercialització d’aplicacions i productes de programari que permeten a les empreses gestionar els seus sistemes d’informació i els seus processos de negoci amb una major eficiència. Com a proveïdor de productes d’alta tecnologia, centra els seus esforços en la innovació i la qualitat, així com en la formació de la seva xarxa d’aliats i col·laboradors que faciliten la implantació dels seus productes a les empreses.
STA
És una empresa tecnològica que, des de la seva creació, ha consolidat la seva activitat com a fabricant d’estacions meteorològiques i sistemes de control de la qualitat de l’aire. En el moment actual en què la lluita contra el canvi climàtic ha estat definida a nivell institucional com un objectiu prioritari, s’obre una oportunitat de creixement per a STA dins d’un mercat en què les Administracions Públiques i empreses industrials amb activitat susceptible de ser contaminant juguen un paper important com a clients.

BETTAIR CITIES 

És una empresa fundada amb la missió d’empoderar les ciutats i comunitats per mitigar la contaminació atmosfèrica de manera efectiva proporcionant-los dades processables i fiables a través de la seva tecnologia basada en sensors de baix cost. La seva visió és ajudar les ciutats a reduir la contaminació de l’aire a nivell mundial millorant significativament la qualitat de vida de les persones.

OBJECTIUS TÈCNICS

AIRE: Plataforma d’Intel·ligència Artificial per a la predicció de la qualitat de l’aire a partir de dades de sensors i serveis Copernicus 13. L’enfocament per dissenyar i desenvolupar la plataforma de qualitat de l’aire es basa en diversos objectius tècnics específics relacionats amb les característiques tecnològiques i el grau d’innovació del projecte:
  • Desplegament d'una nova generació de sensors IoT de baix cost amb IA a l'edge (AIoT) que permet proporcionar mesuraments precisos dels contaminants de l'aire incloent NO2, NO, O3, CO, SO2 i partícules en suspensió, entre d'altres, tant en zones urbanes com en zones semi-industrials, on aquesta tecnologia està menys validada al trobar-se altres contaminants com NH3 i H2S.

OT1.

  • Investigació de la viabilitat de l'ús de dades ambientals, meteorològiques i espacials tant a nivell micro (estacions tradicionals de monitorització de la qualitat de l'aire, sensors IoT) com a nivell macro (satèl·lit) per a la millora dels models actuals de predicció de la qualitat de l'aire (evolució espai-temporal).

OT2.

  • Desenvolupament d'un model predictiu basat en models existents proporcionats pels socis del consorci i millorat amb l'addició de dades micro d'alta qualitat, que han estat prevalidades per tècniques d'IA (dades heterogènies, dades degradades, sèries incompletes).

OT3.

Estudi i disseny d’una capa de simulació basada en models normalitzats que permetin l’anàlisi i validació de plans d’acció abans de la seva execució o l’anticipació ràpida i efectiva a les conseqüències d’emergències químiques.

OT4.

Disseny i desenvolupament d’una plataforma basada en IoT per a l’adquisició, emmagatzematge i processament de dades procedents de la xarxa de sensors i de les fonts de dades obertes (per exemple, sèries temporals de dades de Copernicus, Instituts Geogràfics Nacionals i fonts similars) que proporcionen una font de dades heterogènies per a l’avaluació d’indicadors ambientals.

OT5.

  • Validació de la viabilitat de la plataforma mitjançant la creació d'una única interfície integrada que reuneixi totes les eines esmentades anteriorment, proporcionant un accés fàcil d'utilitzar per a l'usuari final, l'Administració Pública, entre d'altres.

OT6.

RESULTATS

Com a resultat del projecte s’ha construït la plataforma AIRE que funciona com una eina i una metodologia per a la determinació precisa (mesura millorada a nivell de resolució local sobre l’actual limitada per la resolució d’imatges satel·litals) i anticipada (predicció) de la qualitat de l’aire en una àrea en particular (mapes amb models de qualitat de l’aire i sistema de suport a la presa de decisions).