Googles Street View-bilar hjälper till att bygga en gigantisk karta över globala luftföroreningar

Du är ute på din första joggingtur på mer än en vecka. Du har sprungit i kanske en halvtimme när du plötsligt blir överväldigad av andnöd. Din bröstkorg känns konstigt tight, och när du andas avger du ett konstigt raspande, väsande ljud. Är det din konditionsnivå som vacklar, undrar du, eller kan det finnas någon yttre anledning till att din kropp reagerar så här.

Du drar upp Google kartor på din smartklocka. Tillsammans med en prick som visar din nuvarande plats, finns det också lite kontextuell information om din omgivningen, vilket avslöjar att du har sprungit in i en del av staden där luftföroreningsnivåerna är för höga hög. En annan app, som bygger på denna information och dina egna hälsodata, tyder på att luftkvalitetsnivåerna kan utlösa din astma. Med ett par tryck på handleden konfigurerar du om Google kartor och rita en rutt som tar dig hem via några parker där ren luft är klar.

Nej, scenariot ovan är för närvarande inte möjligt, men det kan mycket väl snart bli det. Under de senaste åren har ett växande antal Googles Street View bilar har gjort mer än att bara fota. De har också mätt luftkvaliteten. I processen har Google byggt en karta över luftkvaliteten inte bara i olika städer eller olika stadsdelar, utan på den "hyperlokala" nivån av enskilda kvarter eller gator. Nu tar det dessa ansträngningar till nästa nivå.

Detta är mycket mer finkorniga data än de nuvarande fasta övervakningsstationerna för luftkvalitet som finns utspridda i varje stad. I New York City, till exempel, finns det bara 17 övervakningsstationer för en stad som sträcker sig 300 kvadratkilometer. Det kan vara användbar data, men den är bedrövligt otillräcklig när man betänker att luftföroreningsnivåerna kan variera drastiskt inom ett enda block. Med luftföroreningar som är ansvariga för att döda uppskattningsvis 55 000 människor per år bara i USA, och 3,3 miljoner människor globalt, behövs en bättre lösning.

Världens största sökföretag tror att det kan hjälpa.

I början

Flera år efter att Street View gick live blev Google kontaktad av en ideell grupp som heter Miljöförsvarsfonden. Gruppen hade en idé: Tänk om Google skulle använda sina Street View-bilar, med deras 360-graders avkänning teknik och högprecisions-GPS, för att inte bara samla in data om den synliga världen, utan även den osynliga värld? Mer specifikt, vad händer om sökjätten gick med på att utrusta sina bilar med luftkvalitetssensorer för att registrera denna information vart den än körde? EDF hade utvecklat ett proof-of-concept som visade hur detta kunde fungera, men det hade inte i närheten av resurserna för att skala en sådan lösning.

Idén letade sig in på skrivbordet hos Karin Tuxen-Bettman, programledare för en division av Google som heter Google Earth Outreach. Tuxen-Bettman var fascinerad. Hon sökte hjälp från ett företag som ringde Aclima, som utvecklar vetenskapliga sensorer och en sensorbaserad kartläggningsplattform för luftkvalitet. Sedan gick hon med på att genomföra en lokaliserad teststudie i staden Oakland, ungefär en timmes bilresa från Googles Mountain View-huvudkontor.

"I ett helt år körde vi [våra Street Views-bilar där]," sa Tuxen-Bettman till Digital Trends. "Vi faktiskt över-körde för att vi ville ta reda på hur mycket körning som var nödvändig och om våra algoritmer var robusta." Det visade sig att de var det.

Provkörningen gjorde det också möjligt för Aclima att testa sin utrustning under lång tid. "[De] var tvungna att lägga till temperaturkontrollmekanismer inuti sina mobila avkänningsnoder för att se till att luftfuktigheten och temperaturkontrollen inuti lådan var reglerad," fortsatte Tuxen-Bettman. "Vi visste hur dessa sensorer fungerade efter en månad på resande fot, men vad sägs om sex månader? Vi ville inte behöva ta tillbaka dessa bilar varje kväll eller varje vecka."

Sedan dess har Googles Project Air View - som det blev känt - expanderat. Först siktet inställt på resten av Kalifornien. Nu har det flyttat utomlands och täcker städer som London i Storbritannien och Köpenhamn i Nederländerna. "Vi har gått väldigt långsamt, eftersom luftkvalitetsmätning är ett svårt område," sa Tuxen-Bettman. "Vi ville se till att vi gjorde det rätt."

Vart de än går gör företagets sensorutrustade bilar flera avläsningar av luftkvaliteten på varje plats. Luftprover samlas in via ett insugsrör på fordonens främre stötfångare, som filtreras igenom till en analysenhet i bagageutrymmet. Denna data skickas sedan till Google Cloud där den analyseras och integreras i en allt mer gigantisk och detaljerad karta.

Google gillar stora utmaningar

"Jag tror att Google verkligen gillar dessa stora utmaningar," sa Tuxen-Bettman. "Luftkvaliteten är en enorm utmaning, och det är en som inte kommer att försvinna på ett bra tag."

Project Air View passar in i Googles övergripande uppdragsbeskrivning på ett par sätt. Den första, den nördiga ingenjörsförklaringen, är att den är en del av Googles drömmer om att hjälpa till "organisera världens information och [gör] den universellt tillgänglig."

Liksom senare dagars Francis Galtons (minus det problematiska intresset för eugenik), vill Google mäta, sortera och filtrera. Galton skapade lufttryckskartor och skönhetskartor. Han bestämde sig för att fastställa objektiva mått på tristess och bönens effektivitet. Google, å sin sida, vill använda geolokalisering för att skapa ett personligt register överallt där användare någonsin har varit. Den vill skapa ordning ur kaoset av ostrukturerade webbsidor och bilder. Och den vill bygga den mest komplexa, exakta kartan som någonsin skapats i mänsklighetens historia - och varför skulle inte luftkvaliteten vara en del av det?

En dag, även om det inte är ännu, är förhoppningen att Project Air View-data kommer att bakas in i Googles olika programvaruerbjudanden. "Det är inte införlivat i våra produkter ännu, men vi hoppas att folk i framtiden kommer att kunna gå till Google Maps och Google Earth och se den färdiga produkten," sa Tuxen-Bettman.

Lika spännande är möjligheten för andra appar att använda dessa data, korrelera dem med användarhälsostatistik för att skapa intressanta (och potentiellt livsförändrande) kopplingar. "Vi skapar inte bärbara sensorer, men det finns företag där ute som skapar dem," sa Tuxen-Bettman. "Du kan föreställa dig att de använder data som denna och andra data för att göra [intressanta saker.]"

Potentialen med detta har redan belysts i en studie som involverar Googles luftkvalitetsdata från Oakland. Publicerad i tidskriften Environmental Health, kombinerade studien data på gatunivå med sex år av elektroniska hälsojournaler från mer än 40 000 lokala invånare. Den drog slutsatsen att de som bodde i områden med högre nivåer av luftföroreningar löpte betydligt större risk att drabbas av hjärtsjukdomar. Framöver är det möjligt att föreställa sig liknande samband och rekommendationer för både samhällen och individer.

"Vad vi vill göra det enkelt att göra är att kombinera denna data, ta ut den och [låta folk infoga den i andra] system för att verkligen förstå hälsoeffekterna," sa Tuxen-Bettman.

Mäta luftkvaliteten, rädda planeten?

Men projektet passar också in i Googles fokus på hållbarhet. Detta är något som Google har ägnat sig åt länge som företag. När allt kommer omkring kan scenariot som målas upp längst fram i denna artikel säkert fungera som en individuell lösning, men det tar upp ett symptom; inte själva problemet med föroreningarna. Det skulle vara som att använda en maskininlärningsalgoritm som förutsäger brottsnivåer i ett område baserat på Street View-bilder, och använda detta för att planera en bilresa hem som minimerar dina chanser att bli offer för en bilkapning.

Ja, det är bra för dig, men det tar inte upp det bredare problemet. I själva verket kan det förvärra problemen, eftersom områden inte bara skulle förbli brottsfyllda, utan de kan algoritmiskt skrubbas från existens för dem som inte behöver bo där. Detsamma gäller medvetenhet om luftföroreningar.

Google hoppas dock att Project Air View kommer att få mycket bredare konsekvenser. Det skulle kunna användas för att informera politiken genom att ge lagstiftare mer detaljerad information för att fatta beslut.

"Det finns fickor i varje stad som kämpar mer än andra stadsdelar," sa Tuxen-Bettman. – Det finns många olika anledningar till det. Det kan vara svårt för städer att verkligen nollställa vad källan till problemen är: vilka stadsdelar som drabbas mest; hur man riktar politik mot vissa geografiska regioner. Detta blir mer och mer viktigt när vi ser städer som London lägga in fordonszoner med låga utsläpp. De måste veta var dessa ska vara, var de största luftföroreningsproblemen finns.”

Systemet med ultralåga utsläppszoner som introduceras i London syftar till att förbättra luftkvaliteten. Individer som kör förorenande fordon in i stadens centrum kommer att få en daglig avgift för att göra det. För att hjälpa till att kvantifiera förbättringar har Google använt sina Street View-fordon för att samla in luftkvalitetsinformation både före och framöver efter införandet av dessa zoner. En sådan analys kommer att göra det möjligt att analysera hur liknande politik kan göra skillnad. inte bara i makrobemärkelse, utan också på block-för-block-basis.

Vad du kan förvänta dig härnäst

Som med Google Street View bör användare dock inte förvänta sig realtidsmätningar. När allt kommer omkring finns det bara så många gånger som Googles bilpark kan köra upp och ner på en gata och samla in data. "Realtidsdata kräver många signaler," sa Tuxen-Bettman. "Vi har inte tittat på vad som skulle behövas för det, för att få realtidsdata med högsta rumsliga upplösning."

Men detta betyder inte att detta inte kan förändras över tid. Att göra det kommer dock att kräva mycket mer än bara Googles engagemang. Tuxen-Bettman föreslog att Googles data skulle kunna användas tillsammans med data som samlats in från ett antal andra källor. Till exempel under 2018 European Space Agency lanserade Copernicus Sentinel-5P-satelliten, med uppgift att kartlägga luftföroreningar runt om i världen på daglig basis. "Du kan föreställa dig att vår data kombineras med deras data - och det är något som forskare redan gör," sa hon.

Under tiden fortsätter Google att utöka Project Air View. Femtio fler Street View-bilar kommer att utrustas med Aclimas plattform för kartläggning av luftkvalitet i sommar (”Vi avslutar vår lista inom den närmaste månaden eller så”, sa hon), och detta borde göra det möjligt för Google att utöka initiativet till fler städer än någonsin. Det kan också inspirera andra fordonsflottor som inte kommer från Google runt om i världen att överväga att använda tekniken.

"Vi hoppas att vi inte är de enda som gör det här i framtiden. Det finns många olika flottor: leveransflottor, avfallshanteringsflottor, säger Tuxen-Bettman. "Vi hoppas att alla dessa flottor som redan är där ute och gör sina dagliga jobb kan användas som avrinningsplattformar. All denna information kunde sedan delas.”

Det är inte alltför ofta som teknikjättar aktivt hoppas att andra ska kopiera dem. Men när det gäller att förändra världen till det bättre, antar vi att det är ett tillräckligt bra skäl.

Redaktörens rekommendationer

• Är du förevigad på Google Street View? Det är lätt att ta reda på
• Google Maps senaste funktioner syftar till att lindra julstressen
• Google avslöjar hur många mil deras Street View-bilar har kört hittills
• Apple Maps lägger till bilder i Street View-stil, men med ett snyggt knep
• Googles Street View kartlägger jordens mest Mars-liknande terräng