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本文由科技部補助，泛科學獨立製作
北京空氣汙染相當嚴重。圖／flickr @大杨
文／雷漢欣
在萬人瘋傳的紀錄片《穹頂之下》中，燃燒廢氣、沙土揚塵為北京的藍天蒙上一層灰幕，記者柴靜跟許多中國人一樣，三不五時從智慧型手機上更新氣象局提供的空氣品質指數（AQI），看空氣品質決定孩子該關在家裡或出門遊玩。但可靠的數據其實得來不易，在 2014 年 11 月中國 APEC 峰會期間，北京政府就曾封鎖美國大使館在智慧型手機 APP 和網站上提供的空氣污染數據。
這些空氣中的懸浮物質中，直徑小於 2.5 微米的「PM2.5」，進入呼吸道後能夠穿透肺泡進入血流，損害心血管功能。WHO 在 2013 年指出，全球與空氣污染有關的死亡案例中，有四成跟中國的 PM2.5 有關。當生命不可或缺的空氣可能變成健康殺手，就更不能輕忽 PM2.5 的問題了。
於是，生長於上海的 David Lu，與他在加州大學柏克萊分校的同學們，研發了世界上第一個穿戴式空氣污染偵測儀「Clarity」，立志讓大家「自己的 PM2.5 自己測」！Clarity 只有鑰匙圈般的大小，比其他的空氣偵測器更便宜又便於攜帶，只要將它帶在身上，使用者可以隨時隨地透過智慧型手機監測周遭的空氣品質；由世界各地的 Clarity 共同匯集的數據，也能創造出更精確的空污地圖。
Clarity 只有鑰匙圈般的大小，使用者可以隨時隨地透過智慧型手機監測周遭的空氣品質。圖／Clarity
空氣好不好？問它就知道
小巧玲瓏的 Clarity 每隔一段時間會吸入一些空氣，空氣中所含的 PM2.5 會讓光線散射，經由光學感測器可以換算出懸浮粒子的數量；當 Clarity 發現污染物濃度有巨大變化時，會旋即喚醒額外的軟體，讓裝置火力全開，得到更精準的數據。除了污染物，Clarity 也能感測溫度跟濕度，未來還會新增揮發性有機物質、氮氧化物及氨氣的偵測器。使用者可以透過智慧型手機 APP 隨時隨地監測自己所暴露的空氣品質。APP 也會因應不同的空氣品質建議你該戴上口罩，或是乖乖待在家裡避免室外活動。
Clarity 每讀取一個數據，系統就會標記上日期、時間、地理位置，連結網路時再一併上傳到雲端，資料庫裡的數據不會暴露使用者的個別身份，但 Lu 的團隊可以藉由所有使用者提供的資料，整理出廣大地理位置中更可靠的資訊。Lu 表示，未來他們可以利用這個強大的即時空氣品質地圖，為每個使用者提供額外的資訊，若使用者即將前往的公園、廣場、咖啡店正籠罩在污染之下，APP 可以推薦他們其他有著清新空氣的類似目的地。
群眾外包的空氣品質數據
Lu 說：「我們的目標是，讓人們擁有取得環境資訊和保護環境的能力。」在台灣，分佈全國的空氣監測站會隨時記錄空氣品質的數據，透過網路匯集數據，再經由軟硬體轉換成空氣品質的資訊；Lu與團隊希望成立一個平台，收集群眾外包（Crowdsourcing）的空氣品質數據提供給政府和其他研究單位，讓每個帶著 Clarity 的人都可以扮演著空氣監測站的角色，一起成為環保大冒險的好夥伴，讓空氣污染地圖更加準確，也幫助研究單位取得更豐富的數據。
在Clarity網站上顯示的即時空氣監測圖表，可以發現台灣西部和中國部分城市的空氣狀況皆呈現紅色、橘色，表示空氣不佳。圖／Clarity 2016.3.6 23:00資料
中央大學環工所的蕭大智助理教授說：「感測器網路（sensor network）的概念是有價值的，中國、美國、韓國、香港等地都有許多教授提出類似概念的計畫，但最後的關鍵都是需要便宜且可靠的微感應器（mini-sensor）。」價格親民的Clarity有助於空氣感應器的廣散分佈，但必須確保網路中的每一個 Clarity 都有穩定的精準度，才能以提供研究單位可靠的數據。目前Clarity的監測值或許還無法與環保署監資處的資料進行細部比對，但它所顯示的空氣品質大趨勢，已足以提升民眾對周遭空氣品質的意識。
（本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫－智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿）
責任編輯：鄭國威
審校：陳妤寧
