台湾

门口香鸡排开张时,会让你家的空气紫爆吗?

点一下,就可以看到环境状态在地图上显示出来,可选各种资料,在大范围的地区……

端传媒记者 陈虹瑾 发自台北

刊登于 2016-10-20

3D列印版的空气盒子。
3D列印版的空气盒子。

黄橘粉紫,不规则色块在液晶显示器上密密织成一张网。“这不是毒气城,什么是毒气城?”台中市原乡文化协会总干事江庆洲叹了口气,将画面转成图档,上传LASS(Location Aware Sensing System,环境感测网络系统)社群,加上简短注解:又是一个紫爆台中夜。

换一个场景:台湾彰化县政府日前以空气污染为由, 要求“台湾化学纤维股份有限公司”彰化厂停炉。关厂后几天,报纸大大的标题:“台化停炉10天,彰化依旧紫爆。”

紫爆

“紫爆”是空气品质术语,指空气中PM2.5细悬浮微粒浓度在每立方公尺71微克以上,是最糟的等级。目前空气盒子地图判读是参考环保署的标准,详细说明如附网址(http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/fpmi.htm)。

如果你家住彰化,又刚好住在台化附近,看到这样的消息岂能不耽心?这时你可以选择连上“空气盒子”的地图,找到离台化最近的监测站“彰化师范大学”,18日下午2点50分,你会看到PM2.5(细悬浮微粒)的指数是57,刚跨入“红色警戒”;另一个接近的地点,三竹路,PM2.5的指数46,好一些些,似乎没有报纸写得那么夸张。

穹顶之下的创客

提供这些空气品质监测服务的不是政府,而是一群意识到自己生活在“穹顶之下”的创客。他们逐渐发现:活在台湾,民众向来以自己的身体来“实测”空气品质。空污,不只是环保议题,而是国安问题。

你可能会说,环保署已经在全国设了76站空气品质监测站,提供PM2.5与大气背景浓度数值,许多人平日外出也会参照这些测站指标,再设站甚至建制一套系统的意义在哪里?

“空气盒子计划”由中央研究院资讯研究所副研究员陈伶志共同发起、以LASS网络社群开放精神为核心概念。官方数值,距离实际空气品质似乎还是有点远;这群创客关怀聚焦于“现在吸入的这口空气”,强调在生活中导入参与式的环境感测,人人都能成为公民科学家,即时掌握周遭空气品质。

以18日下午3点20分的台中市为例:环保署忠明测站PM2.5数值52,西屯测站56;但打开空气盒子的地图,台中市几十个测站中,各别局部地区从绿到红,跨度极大。空气最好的是逢甲大学和民俗公园。有趣的是,糟到进入紫色等级的测站,反而在郊区的太平区农会附近,什么原因,就只能问当地人了。

这样实时反映小区域空气品质的特性,正好符合江庆洲和自己参加的台中地区亲子共学团成员的需要。以往孩子呼吸发出“咻咻”声或是喘不过气,家长只知道又要上医院。现在,动动手指,在行动载具上载入即时监测地图,就能一览大范围地区和小范围测点的即时的环境状态,进而找出原因,必要时加以预防。

江庆洲转述,近期就有一名刚加入空气盒子计划的年轻妈妈,常拿着行动载具给先生看。由于自家就是安装空气盒子的测点,只要先生一抽烟,即时监测画面就显示为紫爆,“你自己看看啊,要不要继续抽烟?”这名父亲哑口无言,虽然无法立刻戒烟,但此后只要控制不住烟瘾,一定离家前往空旷区域。

空气盒子计划的初衷,不只来自一位“科学家”或“创客”,更多是来自一位“父亲”。

两年前,陈伶志发现年仅两岁的儿子常会咳嗽,且呼吸常有杂音,原以为只是霾害造成的过敏,后来被诊断出患有幼儿霉浆菌肺炎(非典型性肺炎),接着又被确诊为气喘。

“台北小孩,哪个没有过敏?”医生这样告诉陈伶志夫妇,却无法减缓陈伶志对空气危害幼子的忧心。看着幼子因气喘多次进出医院,“我很害怕,这(气喘)会跟着他一辈子。”

陈伶志的主要研究领域是“网络感测系统”与“参与式城市感测系统”。致力于整合理论与实务的他,始终相信学术成果应该用来解决人们生活中的问题。“如果守在学术研究,我写paper就可以了。可是,如果想让论文有社会影响力,我知道那是不够的,”他回忆,从学术跨到实务应用的最大转折点,就是当他决定跨出学术圈的那一刻,“我想去做实际去解决问题的人。”

陈伶志形容:与LASS社群开始合作关系后,产生意想不到的“化学变化”:空气感测服务,意外成了LASS创办人“哈爸”学习创客运动的副产品。

这不是陈伶志第一次提出参与式装置构想。

2010年,他所领导的中研院资讯科学所团队,就开发出公车舒适度评测App,透过手机内建加速度感测器,量测公车的加速度变化,进一步纪录煞车急煞等行使状况、综合评测公车业者舒适度。

这项App获得2011年“App Star高手争霸战”社会组首奖,这是台北市政府主办的一项公开资讯创新应用奖。这个App下载次数更是短期之内冲破5000。但,除了被评测为冠军的公车业者喜上眉梢,其他不是第一名的人,统统不开心。

公车业者针对系统准确度与可信度质疑,公务单位对于导入新技术进入既有评量机制产生迟疑。因此,即使经过许多次会议讨论以及说明,这项服务始终叫好不叫座;随着时间流逝,系统终究无法黏住使用者。

这给陈伶志带来宝贵的一课。埋首于学术领域已久的他,发现推广服务最重要的元素是诱因。换言之,应该聚焦的是:“如何鼓舞人去使用你提供的服务?”

同时,陈伶志学到另一课:布建参与式感测,不宜使用手机。除了手机耗电量高,也可能因载具处于晃动环境,而遭外界质疑感测值有误差。

整合这些经验,他与中研院研究团队于2013年提出“参与式感测”构想,目标是制造低成本空气感测装置,招募志愿者参与感测,透过收集大量资料,进行时空资料分析。

陈伶志野心勃勃,然而,计划一上路就遇到瓶颈,“我在中研院大喊群众外包,没人理我啊,”他笑着说。

首先,第一代的低成本装置,屡屡碰到精准度不足的问题;其次,由于诱因不足,只能动员亲朋好友和学生。最关键的问题是,这项研究需要长期合作的测试者,同意在家中装设感应器;但由于动员不足,资料不够多,什么分析都做不了。

“如果只做学术研究,全台只要布建20个测点就可以了,可是这离我的梦想还很远,我想布满整个台湾!”2015年9月,陈伶志遇上LASS社群。当时,他终日苦恼着感应器测点数量太少,事情有了转机。

陈伶志形容:与LASS社群开始合作关系后,产生意想不到的“化学变化”:空气感测服务,意外成了LASS创办人“哈爸”学习创客运动的副产品。

“空气盒子计划”由中央研究院资讯研究所副研究员陈伶志共同发起、以LASS网路社群开放精神为核心概念,迅速在全台刮起创客风。
“空气盒子计划”由中央研究院资讯研究所副研究员陈伶志共同发起、以LASS网络社群开放精神为核心概念,迅速在全台刮起创客风。

LASS结合感测

人称“哈爸”的许武龙,年仅四十出头。刚自产业界退休的他,参与完创客嘉年华Maker Faire Taipei,惊觉创客运动即将风起云涌,对产业带来巨大的影响。

“我希望藉由亲身的参与,体验这件事是怎么发生的?能不能被发生?”哈爸说。当时,他花了一个月,自己做了硬体(硬件)、云端后台、以及使用者资料分析工具,随后开了LASS脸书粉丝团,开始推广。

以“LASS结合感测”作为愿景,哈爸认为,最有可能实现的方法,就是完全的开源和开放。要让创客热潮遍地开花,不可能靠个人以及小团体力量就能发酵,更不能“搞小动作”,例如技巧性地让使用者无法撷取某些资料。

他比喻,若要让这个运动长成一颗大树,就不能给树苗养分不够的土壤。此时,遇上来自中研院的陈伶志,对LASS来说,就像是遇上一块“很肥沃的土壤”。很快地,他们发出第一代硬体套件包,去年底,开始全台试点。

“然后一切就像云霄飞车一样,”陈伶志细数着加速进行的创客运动:今年2月,系统资料介接上g0V网站,流量因此大增。今年3月,台北市长柯文哲宣布发表空气盒子计划;8月,新北市长朱立伦代表新北市接受产业界捐赠空气盒子与APP。9月,陈伶志受邀前往泰国演讲,准备串连东南亚各国,一起进行PM2.5的跨国合作观测。

创客在网络上协助彼此解决问题,有些人得到成就感后,就离开系统。有些网友在一年半载后偶然碰面,才知道,啊,原来你就是那位想尽办法帮我解决问题的人。

“Maker们要的是‘完成的成就感’;使用者们则是要‘有感’,才会留在系统当中,”陈伶志观察,自造时代,创客们要的成就感不来自薪资,而是“从无到有”乃至于解决问题的整个过程。空气盒子计划,恰恰提供了这些创客们,长期以来所追求的成就感。

从购买板子、感测器,到拉线组装、写程式,再到最后将软硬体(软硬件)整合,全都自己来。创客写好程式后,很快完成感测器的组装,先前有人怕被员警怀疑这是炸弹,就有创客表示自己有3D印表机,协助设计并列印出第一版的空气盒子外壳,让第一批测试者放在家户,安心使用。

新台币几百块的感测器具,当然跟环保署的几百万器具不能比。但,只要民间测站数据具备一定程度的准确性,加上量测数值具有一致性,透过大数据分析,资料所呈现的污染变化趋势,就具有参考价值。

“你可以去对照,初一十五妈祖出巡(空气)是不是比较脏?你家门口香鸡排傍晚开张的时候,空气是不是比较脏?”推动空气感测的另一个成功要素,陈伶志归功于社会氛围。

LASS社团中,常有类似讨论:某地空气品质达警戒指标,今天吹什么风向?哪个厂又运作异常?为何某地的空气,老是显示为紫爆?

“LASS is yours,”哈爸观察,LASS不属于个人,而是属于所有人。这群热情的参与者,年龄大多超过30岁,多半有家庭、已经结婚生子。近年,PM 2.5议题凝聚各方关注,创客们持续投入,“拼”出一个较显著的成果。

这项感测应用的标准,与环保署提供的PM2.5指标相同。只不过,空气盒子在推广之初,不断遭外界挑战:这资料,到底准不准?

“两者的测量工具、方法和目的都不相同,直接拿来相比较,其实是不洽当的,”陈伶志强调,环保署测站测量的是“大气均匀混合后的浓度”,通常在距地10公尺左右的空旷处进行测量,而民间测站所测量的,是生活区域的瞬间浓度。

严谨,是陈伶志推动公民科学时,持续努力的方向。

他常对人不厌其烦地解释,新台币几百块的感测器具,当然跟环保署的几百万器具不能比。但,只要民间测站数据具备一定程度的准确性,加上量测数值具有一致性,透过大数据分析,资料所呈现的污染变化趋势,就具有参考价值。

事实上,根据实测结果,空气盒子与环保署仪器所测得的误差值,平均在正负5 ug/m3(每立方米5微克)之内,“我们要学的,是和稍微有一点不准的data共存,设法从这些数据之中,找出一些价值,”陈伶志说。

“很多事情都很不容易,去年有些政府单位跟我说,这东西的感测值是不可信赖的、不准确的,还遇过一些人跟我说,这不可能,不可能,不可能,”哈爸也强调,要做的是普罗百姓“人人能用的东西”。换句话说,比起“科学研究”强调的准确性,他们更在乎使用者情境,以及对使用者有感的讯息。

上网开启LASS空气盒子地图,将系统介接上空污观测网,即能透过地图视觉化的呈现方式,即时掌握空污动态追踪。
上网开启LASS空气盒子地图,将系统介接上空污观测网,即能透过地图视觉化的呈现方式,即时掌握空污动态追踪。

令人有感的数据

发掘令人“有感”的数据,就是正在发生的事。如今,创客们若发现监测数值异常,不管认识不认识,先通报再说。

几个月前,陈伶志就在地图上发现绿岛唯一的监测站,测点数值首度呈红色,直逼紫爆。“怎么回事?”他立刻发讯息给绿岛国中教导主任蔡章弘。

蔡章弘当时人在国外,打开电脑一看,远端通报地图上的绿岛,持续红色警戒。透过通讯软体(软件),他联系上留守校内的替代役男,问他空气品质是不是很糟?校园周边是否有人焚烧废弃物或稻草?空气盒子运作是否异常?替代役男一头雾水,回报一切运作正常。

“啊,我刚才点了蚊香!”几分钟后,替代役男回报,不过是点了十分钟蚊香,就造成室内PM2.5指数超标。他惊讶的发现,蚊香点燃后,生成的PM2.5浓度竟然高得吓人,再也不敢在室内点蚊香。

令蔡章弘意外的是,对环保议题兴趣缺缺的青少年,竟然因为校方导入空气盒子系统,关心起空气来。

例如,环保署发出公文,要求校园等公众场所应定期更新PM2.5灯号指数。绿岛国中的做法是,每天在教务处外张贴色纸,代表灯号。但显然,学生对一张张色纸完全没兴趣,换作3C资讯产品,效果大不同。

这些国中生常盯着即时通报地图,只要见到绿岛测站数值有异,不时询问:“老师,今天附近是不是有人在烧东西?”看见老是亮着黄灯和红灯的县市,学生也不解,为什么那几个县市的空气,老是这么糟?

在“智慧城市”成为全台城市竞争重要指标的今天,陈伶志想像的未来是:空气盒子地图结合物联网,污染指数到达一定程度,系统就适时替民众开启家中的空气清净机。甚至,这份资料能应用于校园环境教育、提供污染源追踪……。

来自产业界的哈爸,很有效率的设立目标,下一个一年,截至明年七月底,目标要让空气盒子测点,广布全球 60%的国家。经过初步估算,需要至少拓展120个国外测站。

回到陈伶志的核心关怀,这份资料视觉化服务普及后,他还是时常问自己,“我们要的到底是什么?”

“我们经营的不是一个产品,不是一个系统,而是一个生态圈,”这是他的答案。

从量化数字上来看,论规模,空气盒子从1个据点快速成长到破千;论分布,从台湾散布到亚洲,再到全世界。另就参与者背景而言,早从学术圈扩及到社群,再扩及到产业,最后到政府。如同LASS脸书粉丝页的介绍:“点一下,就可以看到环境状态在地图上显示出来,可选各种资料,在大范围的地区……,难道真的是梦?五年前是,但在自造者时代,这不是梦。”

创客们美梦成真,但他们的企图心不止于此。

目前,LASS在台湾有1000多个测点,海外也有将近20个测点,这些海外据点不仅分布于日本、韩国、东南亚等邻近国家与地区,连阿布达比都有测站!对这群创客来说,这只是开始,更重要的是挖掘资料能呈现的讯息,带给大家更多实质的贡献。

例如,在LASS成立一年之际,他们决心推广LASS国际化。这个行动正在推进中,10月19日,陈伶志兴奋地在社团宣布,LASS在非洲上线了;一名网友藉探亲之便,将空气盒子安装在圣多美普林西比。

同时,来自产业界的哈爸,很有效率的设立目标,下一个一年,截至明年七月底,目标要让空气盒子测点,广布全球 60%的国家。经过初步估算,需要至少拓展120个国外测站。

这样的梦想,会不会太狂?

近期,对于未来充满想像的哈爸,就在LASS粉丝团中写道:“哈爸不知道怎么做,但是目标总是要是设立的,想办法去做到——这不就是Maker的精神?”或许,放胆去做原本以为做不到的事,就是创客们替这股运动写下的注脚。

注:如果看本文,有意加入计划,让自己家成为测站,可以参考详细的加入说明

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