In Londen draagt luchtvervuiling bij aan duizenden vroegtijdige sterfgevallen per jaar, terwijl vele anderen lijden onder de nadelige gezondheidseffecten van blootstelling aan luchtvervuiling.
Onderzoekers van de University of Warwick en het Alan Turing Institute hebben echter £ 619.000 aan onderzoeksgeld gewonnen van EPSRC (The Engineering and Physical Sciences Research Council) voor een project dat beoogt de lucht in Londen schoon te houden.Skyline van Londen. Afbeelding door Dan Jones van Pixabay
Het project wordt geleid door het Department of Statistics en het Department Computer Science aan de University of Warwick. Projectpartners van het datacentric engineering-programma van het Alan Turing Institute, dat wordt ondersteund door de Lloyds Register Foundation, hebben middelen van meer dan £ 300.000 vastgelegd; waarbij de Greater London Authority (GLA) verdere bijdragen in natura levert, via personeelstijd, aanvullende projecten en nieuwe gegevensbronnen. Het project zal ook twee postdoctorale onderzoekers financieren voor de komende drie jaar.
Met de financiering kunnen onderzoekers voortbouwen op hun bestaande werkzaamheden op het gebied van luchtkwaliteit en op simulatie gebaseerde conclusies om een revolutie teweeg te brengen in de voorspelling van vervuiling door moderne machine learning en statistische methoden te combineren.
Het project zal computationele technieken ontwikkelen en gebruiken op basis van de simulatie van grote ensembles van “deeltjes” om ons in staat te stellen onze onzekerheid te schatten en te kwantificeren. Deze technieken zullen worden gecombineerd met modellen die zijn geïnspireerd door modern machinaal leren, waarbij met name diepe Gaussiaanse processen worden gebruikt om het profiel van luchtverontreinigende stoffen te beschrijven naarmate ze zich in de loop van de tijd ontwikkelen.
Met behulp van deze methoden kunnen metingen van ongelijksoortige sensoren op een principiële manier worden samengevoegd, waardoor zoveel mogelijk informatie uit sensornetwerken kan worden gehaald en gecombineerd met hulpmetingen van gerelateerde hoeveelheden, terwijl tegelijkertijd een indicatie wordt gegeven van hoe goed deze schattingen zijn.
Dr. Adam Johansen, van het Department of Statistics in Warwick en leider van het project:
“Dit is een opwindende kans om technieken uit computationele statistieken en geavanceerde machine learning te ontwikkelen om een stapsgewijze verandering te maken in de bewaking en voorspelling van luchtkwaliteit in grote stedelijke omgevingen. Betrokkenheid van belanghebbenden, waaronder de Greater London Authority, zal ervoor zorgen dat het project een echte en blijvende impact heeft. ”
De onderzoekers zullen robuuste technieken introduceren voor grootschalige inferentie in ruimtelijke omgevingen die in de loop van de tijd evolueren en die synergetische ontwikkelingen in computationele en robuuste statistieken, machine learning en stedelijke analyse benutten.
Co-onderzoeker dr. Theo Damoulas, adjunct-programmadirecteur voor Data Centric Engineering (DCE) bij de Turing, voegde toe:
“Ik ben verheugd dat het DCE-programma van Turing dit belangrijke onderzoek actief zal blijven ondersteunen op het raakvlak van een aantal van onze sterke punten waarmee we kunnen bijdragen aan een van de grote uitdagingen van de 21ste eeuw.”