空気は、水や土壌と並ぶ貴重な環境資源です。空気中を漂うエアロゾルは、PM2.5など健康被害を引き起こすとともに、気候変動予測の上でも重要な物質です。これまで、エアロゾルは専門的な装置で測定されてきましたが、我々は、SNAP-CIIというアルゴリズムを開発することで、「だれでもスマホ1つで大気エアロゾル観測ができる」を実現します。
空気は、水や土壌と並ぶ貴重な環境資源です。空気中を漂うエアロゾルは、PM2.5など健康被害を引き起こすとともに、気候変動予測の上でも重要な物質です。これまで、エアロゾルは専門的な装置で測定されてきましたが、我々は、SNAP-CIIというアルゴリズムを開発することで、「だれでもスマホ1つで大気エアロゾル観測ができる」を実現します。
SNAP-CIIは、スマホなど一般的なカメラで撮影された画像データからエアロゾル濃度を推定するアルゴリズムです。
エアロゾルと空気分子では、太陽光の散乱の仕方が青・緑・赤の波長成分により異なります。
SNAP-CIIでは、撮影された空の画像データから青・緑・赤の成分を抽出し、エアロゾル濃度を3段階(低・中・高)に分類します(図)。
エアロゾルが少ない場合は、空気分子により青の光がより多く散乱されるため、空は青く見えます。
エアロゾルが多い場合は、エアロゾルにより青・緑・赤の光が同程度の強さで散乱されるため、空は白や灰色に見えます。
SNAP-CIIでは、この違いを機械学習モデルで学習することで、高精度にエアロゾル濃度を求めることができます。
SNAP-CIIは、広域の連続観測が得意な衛星観測にも劣らない巨大なエアロゾル観測データベースを構築する可能性を持っています。
SNAP-CIIにより、カメラ撮影によるエアロゾル観測手法が確立されれば、日常的に使っているスマホなどのカメラがエアロゾル観測装置になり、何気なく行っている写真撮影がエアロゾル観測になります。
これまでは、その日の空気の品質は専門サイトや行政などからしか得ることができませんでしたが、これからは自分で測れるようになります。
将来的には、これら市民の方々による写真を集め、SNAP-CIIにより求めたエアロゾル濃度データをデータベース化し、広く共有していくことを目指します。
SNAP-CIIの研究はNICT、九州工業大学、福岡大学、東京都立大学の4者による共同研究により2020年からスタートし、翌年からは株式会社ウェザーニューズも加わっています。
また、観測カメラの設置や写真データの提供において、北九州産業学術推進機構や北九州市立大学、長崎大学、明治学園中学高等学校など、非常に多くの方々の協力を頂いています。
2024年4月26日
講演:OPIE (OPTICS & PHOTONICS International Exhibition) 2024
OPIE 2024における「NICT(情報通信研究機構)の研究者が語る最新研究」セミナーにて、SNAP-CIIについて発表します。
タイトル「SNAP-CII: 一般商用カメラによる市民参加型大気観測」
https://www.optronics.co.jp/ex-seminar/projects/semi/69/2012#seminar_id_1267
2022年12月23日
読売新聞掲載:「明治学園高 国研究協力 〜空の写真次々浮遊物質解析〜」
北九州市 明治学園 中学高等学校の講演の様子が読売新聞に取り上げられました。
2022年11月30日
講演:北九州市 明治学園 中学高等学校
10月7日の講演の続きで、高校1年生が実際に撮影した写真データを解析し、その結果をフィードバックしました。また、北九州市環境ミュージアム松岡館長と大気汚染について対談しました。
2022年10月7日
講演:北九州市 明治学園 中学高等学校
高校1年生を対象に、地球環境問題の現状を講義し、SNAP-CII研究で用いる写真データ撮影協力を依頼。北九州市環境ミュージアム松岡館長も講演。
2022年2月4日
講演:ICT研究開発支援セミナー in 九州
九州総合通信局が、NICT及び一般社団法人九州テレコム振興センター(KIAI)と共催で開催した「ICT研究開発支援セミナーin九州」において、SNAP-CIIの研究内容について講演
https://www.soumu.go.jp/soutsu/kyushu/info/topics20220204_1.html
2022年1月28日
講演 : 北九州市環境ミュージアム主催講座「科学技術とSDGs」第二回