Uma Nova Maneira de Monitorar a Qualidade do Ar
AirChain dá poder pra galera coletar e compartilhar dados sobre a qualidade do ar.
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Índice
A poluição do ar é um problema sério que afeta milhões de pessoas ao redor do mundo. Estima-se que mais de 6 milhões de mortes a cada ano estão ligadas à poluição do ar. Uma das principais razões para esse número alto de fatalidades é a falta de informação precisa sobre a qualidade do ar. Infelizmente, muitos sistemas feitos para monitorar a qualidade do ar não são tão eficazes quanto deveriam. Isso pode ser por várias razões, incluindo a dependência de autoridades centrais, altos custos para equipamentos de monitoramento e a falta de confiança nos Dados que estão sendo reportados.
Para resolver essas questões, um novo sistema chamado AirChain foi proposto. Este sistema tem como objetivo fornecer uma forma de baixo custo para coletar e compartilhar dados sobre a qualidade do ar, permitindo que todo mundo contribua e tenha acesso a informações importantes sobre o ar que respiram.
Os Problemas com o Monitoramento Atual da Qualidade do Ar
Muitos sistemas existentes de monitoramento da qualidade do ar têm fraquezas significativas. Alguns desses sistemas exigem confiança em uma organização central para validar e reportar dados. Isso significa que, se a autoridade central não for transparente ou confiável, os dados podem ser enganosos. Além disso, a maioria dos sistemas atuais precisa de equipamentos caros, tornando difícil para as pessoas comuns participarem dos esforços de monitoramento.
Outro problema é a qualidade dos dados. Muitos relatórios de qualidade do ar usam informações de satélite, que podem ser imprecisas. Isso é especialmente verdade para Poluentes em nível do solo, que podem afetar a saúde, mas podem não ser capturados de forma precisa nos dados de satélite. Por exemplo, os dados de satélite podem ter margens de erro de até 85%. Isso significa que as medições podem estar longe da real qualidade do ar em uma determinada área.
Além disso, certos poluentes são particularmente nocivos, como PM 1.0, PM 2.5 e PM 10. Essas partículas podem reduzir a expectativa de vida, especialmente entre populações vulneráveis. No entanto, os sistemas atuais muitas vezes oferecem monitoramento limitado para esses poluentes específicos.
AirChain: Uma Nova Abordagem
O sistema AirChain visa superar esses desafios usando um modelo descentralizado que permite que indivíduos monitorem a qualidade do ar usando dispositivos de baixo custo. Ele utiliza a tecnologia Blockchain para criar uma forma segura e confiável de compartilhar dados.
O objetivo é permitir que cidadãos comuns meçam a qualidade do ar usando dispositivos simples, que podem ser feitos a baixo custo. Os dados coletados desses dispositivos podem ser enviados para a blockchain, onde podem ser verificados e compartilhados com o público. Assim, todo mundo pode acessar informações precisas sobre a qualidade do ar sem depender de autoridades centralizadas.
Como o AirChain Funciona
O AirChain opera usando dispositivos do dia a dia, como Sensores de baixo custo e microcontroladores. Esses sensores podem medir vários poluentes no ar. As leituras desses sensores são enviadas para um sistema de blockchain, garantindo que os dados sejam seguros e não possam ser manipulados.
O sistema é projetado para ser amigável. Há um aplicativo que permite que os usuários configurem seus dispositivos facilmente e leiam os dados. Os usuários não precisarão de habilidades técnicas avançadas para participar, tornando-o acessível a um público mais amplo.
Uma vez que os dados são coletados, eles passam por um processo de validação. Isso significa que as informações precisam ser checadas para garantir que estão corretas. Os usuários podem relatar suas descobertas, e o sistema é projetado para sinalizar qualquer ponto de dados suspeito. Isso ajuda a manter a integridade e precisão das informações compartilhadas na rede.
Benefícios de Usar o AirChain
Um dos principais benefícios do AirChain é a capacidade de coletar dados sobre a qualidade do ar de muitas fontes diferentes. Ao incentivar as pessoas comuns a contribuir, o sistema pode reunir uma quantidade muito maior de dados do que os métodos tradicionais. Um maior número de pontos de dados significa melhor precisão na compreensão da qualidade do ar.
Outra vantagem é a transparência proporcionada pela blockchain. Como os dados são armazenados de maneira descentralizada, há menos risco de manipulação ou fraudes. Isso permite que o público tenha mais confiança nas informações que estão sendo reportadas. Com acesso a dados em tempo real, as comunidades podem responder de forma mais eficaz aos problemas de qualidade do ar à medida que surgem.
Além disso, o uso de dispositivos de baixo custo abre as portas para a participação de uma gama mais ampla de pessoas. Aqueles que não podem pagar por equipamentos de laboratório caros ainda podem contribuir para os esforços de monitoramento da qualidade do ar. Essa democratização da coleta de dados é vital para lidar com a poluição do ar de forma eficaz.
Aspectos Técnicos do Sistema
O AirChain utiliza uma estrutura específica chamada Hyperledger Sawtooth, que é uma plataforma usada para construir aplicações de blockchain. Essa estrutura permite que o AirChain estabeleça uma rede onde os dados podem ser gravados e compartilhados de forma segura entre os usuários.
O sistema é estruturado para incluir vários componentes. Os usuários terão um aplicativo cliente que poderão usar para configurar seus sensores de qualidade do ar e enviar dados. Os dados são então enviados para nós validadores, que checam as informações quanto à precisão antes de serem adicionadas à blockchain.
A comunicação entre as várias partes do sistema é simplificada. Isso garante que os dados possam ser compartilhados rapidamente e eficientemente sem sobrecarregar a rede.
Desafios e Direções Futuras
Embora o AirChain tenha grande potencial, ainda há desafios a serem enfrentados. A capacidade de manter a robustez e confiabilidade do sistema quando um grande número de usuários contribui com dados é crucial. Além disso, é essencial encontrar maneiras eficazes de filtrar envios de dados não confiáveis ou maliciosos.
Mais pesquisas são necessárias sobre como escalar o sistema e gerenciar volumes crescentes de dados. Implementar algoritmos inteligentes para identificar e remover nós fraudulentos será essencial para manter a qualidade das informações.
Por fim, o sucesso do AirChain dependerá de quão bem ele pode engajar o público. Educar as pessoas sobre a importância do monitoramento da qualidade do ar e incentivá-las a participar será fundamental para o crescimento do sistema.
Conclusão
A qualidade do ar é uma questão urgente que afeta a saúde pública globalmente, e os sistemas de monitoramento atuais geralmente não são suficientes. A estrutura do AirChain oferece uma solução ao permitir que indivíduos participem da coleta de dados e acessem informações precisas sobre a qualidade do ar.
Ao utilizar a tecnologia blockchain, o AirChain pode criar um método de monitoramento da qualidade do ar mais confiável, eficiente e inclusivo. Ao fazer isso, busca capacitar as comunidades a tomar decisões informadas sobre sua saúde e meio ambiente. À medida que este projeto se desenvolve, ele tem o potencial de impactar significativamente a forma como os dados da qualidade do ar são coletados e compartilhados, ajudando, em última análise, na luta contra a poluição do ar.
Título: AirChain: A Novel Blockchain Framework and Low-Cost Device for Democratized Air Quality Data Aggregation
Resumo: Air pollutant exposure kills over 6,700,000 people it per annum, yet there remains a systemic lack of accurate ground level data reporting the concentrations of the leading causes of such fatalities. Ambient particulate matter is a primary driver of this effect. Namely, PM1.0, PM2.5, and PM10.0 display a systemic lack of accurate and high-definition reporting. This project suggests and implements a prototype for a distributed and low cost model for reporting such data and designs a novel framework in order to remedy three main shortfalls of previously implemented systems. First, their central operation and distribution, and therefore their requirement of trust in a central governing body. Second, their requirement of the purchase of comparatively high-cost devices for ordinary consumers. Finally, their high degree of error and accordingly low functional certainty. This project explores the creation of AirChain, a prototype system utilizing blockchain technology that will demonstrate the effectiveness of low-cost sensors when paired with simple microcontroller devices.
Autores: Samuel Stankiewicz
Última atualização: 2024-07-24 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2408.05216
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.05216
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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