نسخه‌‌های هوش مصنوعی برای آسمان آبی

پیدا کردن الگوهای آلودگی هوا با هوش مصنوعی

چین از آلوده‌ترین کشورهای جهان است و پایتخت این کشور مثل بیشتر شهرهای بزرگ و آلوده دنیا با کارخانه‌ها و سوخت‌های فسیلی احاطه شده است. این کشور تدابیری برای کاهش آلودگی هوا در نظر گرفته است که یکی از مهم‌ترین آنها به‌کارگیری سیستم‌های هوش مصنوعی برای کاهش آلودگی هواست.

سطح آلودگی هوا بستگی به عوامل بسیار مثل فعالیت صنعتی اطراف شهرها، ترافیک سنگین شهری و شرایط آب و هوایی دارد. اکنون محققان هوش مصنوعی نوعی سامانه رایانه‌ای را آزمایش می‌کنند که می‌تواند آموزش ببیند و با در نظر گرفتن عوامل مختلف، شدت آلودگی هوا را در مناطق و زمان‌های مختلف یک شهر پیش‌بینی کنند. پیش‌بینی شدت آلودگی هوا با دریافت داده‌های مختلف از چالش‌های پیدا کردن الگوهای آلودگی هواست. یک سیستم مقایسه‌ای بر پایه هوش مصنوعی می‌تواند میزان اثرگذاری آلاینده‌های کارخانه‌ها، عبور و مرور خودروها یا عوامل دیگر را در میزان آلودگی هوا بسنجد. سیستم هوش مصنوعی می‌تواند با تشخیص هوشمند نقاط در معرض آلودگی، بسرعت نسبت به مناطقی که در وضعیت کیفیت هوای ناسالم قرار دارند، واکنش پیشگیرانه نشان دهد. این سیستم قرار است تا پایان سال 2017 میلادی 10 درصد آلودگی هوای پکن را کاهش دهد.

شیمی سبز

مواد شیمیایی بسیاری با مصارف پوششی، رنگ و تمیزکننده در اطراف ما وجود دارد. همه ما با این محصولات طی روز ارتباط داریم، اما شاید هیچ وقت به آنها فکر نکرده باشیم. رنگ منسوجاتی که از آنها استفاده می‌کنیم، مواد شیمیایی سفیدکننده خمیردندان و بسیاری دیگر از محصولاتی که اطراف ما وجود دارد، ترکیباتی از مواد شیمیایی مختلف است. اکنون کارخانه‌های تولیدکننده مواد شیمیایی به فکر ایجاد تغییراتی افتاده‌اند که اثرات آلایندگی این مواد شیمیایی را کاهش دهد. شیمی سبز به همه فرآیندهایی گفته می‌شود که به تولید محصولات و فناوری‌هایی با کمترین میزان آلایندگی زیستی منجر شود. فناوری‌هایی با تکیه بر شیمی سبز، کمترین میزان آسیب را برای انسان و محیط‌زیست اطرافش دارند. شیمی سبز، آلودگی را در منبع از بین می‌برد و در واقع قبل از تولید آلودگی جلوی آن را گرفته است. شیمی سبز و پایدار به کاهش پسماندها، ذخیره‌کردن انرژی و جایگزینی مواد خطرناک برای انسان و محیط‌زیست کمک می‌کند و درنهایت باعث کاهش آلودگی محیط می‌شود.

خودروهای دوستدار محیط‌زیست

از دهلی نو پایتخت کشور هند تا شهر زوریخ سوئیس، هر کدام راهکارهای ابتکاری مختلف یا برنامه‌هایی برای ایجاد محدودیت ترافیکی در سطح شهر به منظور کاهش آلودگی و بهبود وضع سلامت دارند. در این میان کشوری مثل هلند برنامه طولانی مدتی دارد که تا سال 1404/ 2025، فروش بنزین و خودروهای دیزلی را کاهش دهد و پس از آن فقط از وسایل حمل و نقل الکتریکی و هیبریدی استفاده می‌کند. سال 1371/ 1992 سازمان ملل، مکزیکوسیتی را به عنوان آلوده‌ترین شهر جهان معرفی کرد. آن زمان گفته می‌شد پرندگان هنگام پرواز در آسمان این شهر ناگهان می‌مردند و روی زمین می‌افتادند. دولت مکزیک با سرمایه‌گذاری 9/3 میلیارد دلاری برای تولید سوخت مناسب با گوگرد پایین در پالایشگاه‌های مکزیکوسیتی و همچنین اصلاح کیفیت بنزین خودروها، آلودگی هوای این شهر را بخوبی مهار کرد. کاهش استفاده از خودروهای شخصی، بهبود کیفیت خودروها و گسترش سیستم حمل‌و‌نقل عمومی، از دیگر راهکارهای این شهر برای مقابله با آلودگی هوا بود. استفاده از خودروهای هیبریدی یا الکتریکی روز به روز در حال گسترش است. کارخانه‌های خودروسازی بزرگ برنامه‌های کلان برای ساخت این خودروها دارند. در کلانشهرها و شهرهای آلوده دنیا نیز بسیاری از محدودیت‌های ترافیکی برای این خودروها وجود ندارد. خودروی هیبریدی همزمان از دو موتور الکتریکی و گازوئیلی استفاده می‌کند که مصرف سوخت و در نتیجه آلودگی را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد. نمونه‌های جدیدتر این خودروها که به عنوان خودروهای سبز شناخته می‌شوند، از سوخت‌های پاک مثل انرژی خورشید استفاده می‌کنند. استفاده از فناوری وایرلس می‌تواند ارتباط بین راننده‌ها و مراکز کنترل ترافیک را برقرار کند و اطلاعات بین آنها به طور مداوم و در کمترین زمان انتقال یابد.

فناوری تصفیه هوای شخصی

اثر واقعی آلودگی هوا معمولا بدتر از چیزی است که بسیاری از ما احساس می‌کنیم و مشکلات بسیاری برای سلامت انسان و محیط به وجود می‌آورد. بزرگ‌ترین معضل آلودگی هوا در شهرهای بزرگ به دلیل ذرات معلق و گازهاست. این ذرات که از قطر تار موی انسان هم کوچک‌تر است، در هوا شناورند. ذرات معلق می‌توانند ناشی از اگزوز ماشین‌ها، سوخت کربن، فرآیندهای صنعتی و احتراق باشند و اثرات آنها روی انسان، ایجاد مشکلات تنفسی، حمله‌های قلبی و درد قفسه سینه و برای محیط‌زیست کاهش بازدهی محصولات کشاورزی و از بین رفتن جنگل‌هاست. بنابراین استفاده از فناوری‌هایی برای کاهش اثرات آلودگی هوا ضروری است.

سیستم‌های پیشرفته ناسا در پروازهای طولانی فضانوردان از فناوری تصفیه‌کننده هوای فضاپیما استفاده می‌کنند. این فناوری در زمین برای کاهش پاتوژن‌های محیط (عوامل زنده و غیرزنده بیماریزا) استفاده می‌شود. یکی از فناوری‌های کاهش آلودگی هوا استفاده از دستگاه تصفیه هوا (Airocide) است. این سیستم به شیوه‌ای متفاوت عمل می‌کند و محرک‌های آلرژیک مثل مواد شیمیایی، سرب و مواد مضر را شناسایی و آنالیز و طبقه‌بندی می‌کند. سپس این مواد را به کمک کاتالیزورهای پردازنده بازسازی می‌کند. این روش از امن‌ترین روش‌های اکسیداسیون مواد مضر و آلاینده‌های هواست. البته این فناوری راه حلی برای کاهش آلودگی هوای شهر به شمار نمی‌رود، اما در زمان آلودگی هوا استفاده از آن در خانه یا محل کار یا حتی در یخچال فروشگاه‌ها که مواد غذایی فاسدشدنی در آن نگهداری می‌شود، مفید به نظر می‌رسد. جالب این‌که فیلترهای دستگاه علاوه بر جمع‌آوری ذرات بزرگ گرد و غبار، ذرات بسیار ریزتر مثل ویروس‌ها و باکتری‌ها را نیز جذب می‌کند.

راه‌حل‌های غیرممکن

یکی از راه‌حل‌های عجیب کشور چین برای مهار آلودگی هوا، تزریق یون نقره به ابرها و تولید کریستال‌های یخ و در نتیجه ایجاد بارندگی به شکل برف یا باران است. استفاده از جاروبرقی مکنده هوا که می‌تواند با استفاده از نیروی الکترواستاتیکی ذرات گرد و غبار و آلودگی موجود در سطح آسمان را مکش و هوا را پاک کند، روش خلاقانه دیگری برای کاهش آلایندگی است. همچنین استفاده از دوچرخه‌های پاک‌کننده هوا که هوای آلوده را تصفیه می‌کنند و ساخت آسمانخراش‌های بلند و پاشیدن آب از بالای آنها راه‌حل‌های عجیب و دور از ذهنی است که شاید روزی محقق شود و تاثیرگذار باشد. در حال حاضر، برخی از این ایده‌ها عملی شده، اما بیشتر حالت نمادین داشته و نقش تاثیرگذاری در کاهش آلودگی هوای شهرهای بزرگ ندارد.

تولید و استفاده از انرژی‌های پاک

استفاده از فناوری‌هایی که با انرژی‌های پاک مثل آب، باد و خورشید کار می‌کنند، نقش مهمی در کاهش آلودگی‌های زیستی دارد. یکی از نمونه‌های موفق و بسیار کاربردی این فناوری، استفاده از سیستم‌های خورشیدی است. سیستم‌های فتوولتائیک به عنوان سامانه‌های تولید برق از انرژی خورشیدی نقش مهمی در کاهش آلودگی هوای شهرهای بزرگ دارد. سیستم‌هایی که از انرژی خورشیدی برای تولید انرژی استفاده می‌کنند، آلودگی تولید نکرده و پسماند خطرناک ندارند، بنابراین سیستم‌های خورشیدی، فناوری‌های دوستدار محیط زیست برای جوامع امروز به‌شمار می‌روند. به همین دلیل، پروژه‌هایی مثل استفاده از سقف‌هایی با پوشش سلول‌های خورشیدی یا استفاده از نیروگاه‌های خورشیدی برای تامین برق می‌تواند تاثیر مهمی بر کاهش آلودگی هوا داشته باشد.

ضد رسوب الکترونیک، کاهنده آلودگی هوا

یکی از عوامل آلاینده هوا در شهرهای بزرگ، تجهیزات برودتی صنایع و سازمان‌هاست. هرچه این تجهیزات قدیمی‌تر باشد، مصرف انرژی و آلایندگی آنها بیشتر است. نصب دستگاه رسوب‌زدای الکترونیکی روی تاسیسات ساختمان‌های اداری، تجاری و مسکونی و صنایع بزرگ، می‌تواند مصرف انرژی را تا 30 درصد کاهش دهد و در نتیجه میزان آلایندگی این ساختمان‌ها کاهش پیدا می‌کند. این دستگاه در ایران طراحی و بومی‌سازی شده و در حال حاضر در نیروگاه‌ها، صنایع و ساختمان‌ها برای تولید انرژی‌هایی مثل انرژی گرمایشی و سرمایشی استفاده می‌شود.

شکل‌گیری رسوب آب در مدارها و سیستم‌های تاسیساتی و صنایع، پدیده بسیار مخربی است که چندان به آن اهمیت داده نمی‌شود. رسوب آب از هدایت انرژی جلوگیری و مثل عایق عمل می‌کند و با کاهش بازدهی انرژی باعث افزایش مصرف گاز و سایر سوخت‌های مایع و فسیلی می‌شود. این اتفاق تا دو برابر مصرف انرژی را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود گازهای آلاینده و گازهای گلخانه‌ای افزایش یابد و آلودگی هوای شهرهای بزرگ را موجب می‌شود که معضل اساسی شهرهای بزرگ است. در مطالعاتی که در چند سازمان در شهر تبریز انجام شده، به‌دلیل رسوب‌گذاری 70 درصد مصرف انرژی بیشتر وجود دارد. این فناوری می‌تواند علاوه بر صرفه‌جویی مصرف انرژی، روی آن بخش از آلودگی هوای شهرهای بزرگ که مربوط به تجهیزات برودتی و حرارتی است، تاثیر‌گذار باشد.