Los sensores de contaminación del aire de IA asequibles pueden revolucionar el monitoreo de la calidad del aire, descubre la investigación

Los sensores impulsados ​​por IA se colocaron en el Observatorio Atmosférico de Weybourne en la costa del norte de Norfolk en Inglaterra. Crédito: Universidad Kingston, Londres

Una nueva generación de sensores de contaminación del aire que itineraba, impulsados ​​por la inteligencia artificial, puede mejorar la precisión de las mediciones de la calidad del aire e informar mejor a las personas sobre los niveles de contaminación en su área, según un nuevo estudio de investigación de la Universidad de Kingston.

El estudio, publicado en la revista Sensors, examinó cómo el monitoreo de la calidad del aire podría mejorarse mediante el desarrollo y la implementación de sensores electroquímicos rentables y de tamaño móvil gruesos integrados con la tecnología de IA que podrían ofrecer lecturas precisas de la calidad del aire en tiempo real en cualquier lugar.

Los sistemas de monitoreo actuales son caros, no transportables y muy pocos en número, lo que significa que las lecturas de nivel de contaminación de la estación más cercana a menudo no reflejan la calidad del aire en su entorno inmediato. Se informa que la contaminación del aire es responsable de 7 millones de muertes al año, según la Organización Mundial de la Salud, con niños especialmente vulnerables debido al desarrollo de pulmones, un sistema inmunitario más débil y una frecuencia respiratoria más rápida.

La Universidad de Kingston colaboró ​​con Technocomm Consulting Ltd, expertos en comunicaciones y sensores de red, que desarrolló un dispositivo de contaminación del aire asequible llamado Envirosense.

La Universidad de Kingston investigó cómo la presencia de otros gases y condiciones ambientales afecta la precisión de estos sensores de aire. Para realizar esto, los sensores se ubicaron conjuntamente con aquellos en la estación de calidad del aire de alta precisión de la estación de calidad del aire Weybourne Observatorio en la costa del norte de Norfolk. Esta ubicación fue particularmente adecuada, ya que ve un amplio espectro de niveles de contaminación, principalmente debido a los vientos del suroeste que llevan aire contaminado de varias partes del Reino Unido, incluidos Londres y Midlands.

Los datos se recopilaron tanto de los sensores de aire más pequeños y asequibles como de la estación de monitoreo más grande durante un período de 12 semanas, entre mayo y agosto de 2024, con mediciones de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y ozono (O3) recolectados cada 30 minutos. Las condiciones climáticas también fueron monitoreadas para ayudar a comprender mejor las complejas relaciones entre diferentes gases, contaminantes y condiciones ambientales.

Un sensor de bajo costo montado en el automóvil que conduce a través de Newbury, Reino Unido, recolectó datos de contaminación del aire cada minuto. Crédito: Universidad Kingston, Londres

Luego, estos datos se alimentaron en modelos AI avanzados que ayudaron a reducir las inexactitudes de medición hasta en un 46%, lo que demuestra que la ciencia de datos se había vuelto defectuosa, pero prometedora, sensores en herramientas de precisión que pueden ayudar a las personas a buscar aire más limpio.

Este esfuerzo de colaboración ha permitido a Technocomm Consulting Ltd actualizar y comercializar una versión más precisa de su dispositivo de contaminación del aire, Envirosense AI.

El Director del Instituto de Investigación e Investigación del Conocimiento para las Tecnologías Cibernéticas, de Ingeniería y Digital en la Universidad de Kingston y el co-investigador, el profesor Jean-Christophe Nebel dijo que el proyecto había ofrecido la oportunidad de proporcionar conocimiento académico a una empresa que aborda los desafíos del mundo real.

“Hemos descubierto que los sensores de aire portátiles, impulsados ​​por AI, dan datos lo suficientemente precisos como para marcar la diferencia para el público”, dijo. “Los datos tienen el potencial de informar las decisiones de las políticas y permitir que las medidas de emergencia a nivel local contribuyan directamente a proteger la salud del público, revolucionando el monitoreo y la gestión del tráfico de la calidad del aire”.

“Nuestro sueño es tener uno de estos sensores en cada vehículo de recolección de autobuses o basura que visite cada código postal, y para que esto proporcione datos de contaminación del aire fácilmente accesibles y altamente precisos a todos sobre dónde viven o trabajan”, agregó.

El profesor y líder del curso de ciencia de datos de MSC e investigador principal, Dr. Farzana Rahman, dijo que el estudio fue crucial para ayudar a abordar un problema importante de salud pública. “Los innovadores sensores impulsados ​​por la IA transforman el monitoreo de la calidad del aire y han hecho que los datos sean más precisos y accesibles que nunca. Esta colaboración no solo ha abordado un desafío crítico de salud pública, sino que también ha preparado el escenario para futuros avances y asociaciones impactantes”.

El director gerente de Technocomm Consulting Ltd Bijan Mohandes dijo que la estrecha colaboración entre la Universidad de Kingston y Technocomm hizo que el proyecto fuera un éxito. “Las reuniones regulares del equipo con ítems de acción de seguimiento y la ejecución fueron fundamentales para definir el resultado exitoso del proyecto a tiempo. La investigación mostró que el aprendizaje automático y la IA tienen un papel que desempeñar en el modelado de sensores electrotéticos precisos”, dijo.

Actualmente se está trabajando más trabajo en conjunto con la Universidad Rey Juan Carlos en Madrid y una universidad local en Kuala Lumpur, Malasia, para desplegar los sensores de aire asequibles y comenzar a recopilar datos. Dichos datos probarán las unidades y la precisión de la tecnología de IA en diferentes climas al Reino Unido

Más información: Yanis Colléaux et al, monitoreo de la contaminación del aire utilizando dispositivos rentables mejorados por el aprendizaje automático, los sensores (2025). Doi: 10.3390/s25051423

Proporcionado por la Universidad de Kingston, Londres

Cita: Los sensores de contaminación del aire con IA asequibles pueden revolucionar el monitoreo de la calidad del aire, Research Halla (2025, 7 de abril) Recuperado el 7 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-ai-powered-irpollution-sensors.html

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