每年，該國的企業(yè)向大氣中排放數(shù)萬噸有毒物質(zhì)：CO?，NO?和CH?是影響人類和生態(tài)系統(tǒng)健康的主要成分。

影響：呼吸系統(tǒng)疾病的增加，酸雨，氣候變化的加速。

研究表明，當(dāng)二氧化碳濃度超過1000ppm時(shí)，人的認(rèn)知功能會(huì)下降15-20%(資料來源：哈佛大學(xué)陳曾熙公共衛(wèi)生學(xué)院)。

一個(gè)學(xué)生小組開發(fā)了一個(gè)基于CubeSat 1U (10×10×10 cm)納米衛(wèi)星的監(jiān)測系統(tǒng)。主要功能:

?氣體檢測：MQ-135 (NO?，nh?)，MQ-9 (CO, ch?)，MQ-131 (O?)傳感器。

?使用ML模型預(yù)測傳播。

?與地面站數(shù)據(jù)的比較。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)硬件部分：

?PETG體采用回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(強(qiáng)度可達(dá)18G)。

?電源系統(tǒng)：2×Li-ion 18650(運(yùn)行5.5小時(shí))。

?保溫：4mm泡沫+鋁屏。

軟件:

?計(jì)算發(fā)射色散的高斯模型：

?pythondef gaussian_model(Q, u, σy, σz， H)：返回(Q / (2 * np。π*你*σy *σz)) * np.exp (- (H * 2) / (2 * zσ* 2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):

?運(yùn)動(dòng)預(yù)測(92%的準(zhǔn)確率，隨機(jī)森林+ LSTM集合)。

?空氣質(zhì)量的長期預(yù)測(梯度提升，87%的準(zhǔn)確率)。

方法和結(jié)果數(shù)據(jù)收集：

?使用了NASA的開放數(shù)據(jù)集和當(dāng)?shù)販y量數(shù)據(jù)。

?傳感器校準(zhǔn)過程視頻：YouTube。

驗(yàn)證:

?傳感器誤差：Co?±5%，O?±7%。

?軌跡預(yù)測誤差：<1.5 km/24 h。

?三維衛(wèi)星模型cubesat設(shè)計(jì)裝配動(dòng)畫。

?應(yīng)用領(lǐng)域：油田、特大城市、應(yīng)急區(qū)域監(jiān)測。

計(jì)劃:

?與Al-Farabi哈薩克國立大學(xué)進(jìn)行平流層測試。

?與緊急通知系統(tǒng)集成。

該項(xiàng)目對協(xié)作開放：代碼和文檔在GitHub上。

這個(gè)項(xiàng)目展示了即使是學(xué)校團(tuán)隊(duì)也可以為全球環(huán)境問題提供創(chuàng)新的解決方案。硬件開發(fā)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的結(jié)合為環(huán)境監(jiān)測開辟了新的可能性。

本文編譯自hackster.io