Array of Things: как сеть сенсоров будет улучшать городскую среду

Дизайн для модуля разрабатывался при участии школы искусств Института Чикаго. ФОТО Argonne National Laboratory. Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)
Дизайн для модуля разрабатывался при участии школы искусств Института Чикаго. ФОТО Argonne National Laboratory. Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)

В конце июня в Чикаго должен, наконец, стартовать проект Array of Things – сеть сенсоров, собирающих данные о городе, которые в режиме реального времени публикуются в открытом доступе. Исследовательский проект, готовившийся с 2014 года, охватит как центр города, так и отдаленные жилые районы, а в перспективе будет перенят другими городами и распространится по всему миру.

Проект, реализуемый Университетом Чикаго в партнерстве с администрацией Чикаго, был анонсирован еще в 2014 году. При этом начался Array of Things за несколько лет до этого как провальный воркшоп для школьников. Тогда университетские преподаватели по программированию учили подростков собирать простые сенсоры, но для их тестирования в городе не нашлось места.

Университетские сотрудники не смогли отыскать безопасные локации, недоступные для вандалов, при этом с подведенным электричеством и Интернетом. В итоге ученики принесли датчики домой и измеряли показатели у себя во дворе. Сотрудники Urban Center for Computation and Data из Университета Чикаго решили не сдаваться и все-таки развернули небольшую сеть сенсоров на базе нескольких учебных корпусов двух городских вузов. С этого начался проект Array of Things.

Как будет выглядеть Array of Things уже в этом году? Это будет сеть из почти сотни узлов, каждый такой узел будет содержать в себе сразу набор сенсоров. Узлы сети расположатся в разных районах Чикаго с целью сбора данных о качестве жизни в городе.

На фонарных столбах закрепят коробки, внутри которых доски с набором датчиков, измеряющих качество воздуха, шум и множество других параметров. В зависимости от места узел включит в себя разные датчики, к примеру – сенсоры, измеряющие концентрацию озона и диоксида озота, объем осадков. В идеале собранные и проанализированные данные, полученные благодаря Array of Things, позволят сделать жизнь в городе лучше – улучшить транспортную ситуацию и добавить пешеходные зоны, сопоставить уровень загрязнения воздуха с заболеваемостью жителей, предотвратить затопления домов и улиц.

Проект пробуксовывал несколько раз – во-первых, из-за финансирования, которое удалось найти только в 2015 году. Array of Things получил грант от National Science Foundation в размере 3 млн долларов, которые должны покрыть расходы на разработку 500 датчиков до конца 2017 года. И это только начало, шанс на господдержку у подобных проектов есть и у других городов – в сентябре 2015 года администрация президента США Барака Обамы пообещала выделить 160 млн долларов на проекты по сбору данных для предотвращения преступлений, борьбы с пробками и улучшения качества городской среды.

Вторым препятствием для разворачивания проекта стали вопросы приватности. Из-за сомнений в том, не нарушит ли Array of Things приватность жителей Чикаго, авторам проекта пришлось идти на компромиссы. Так, было решено отказаться от сбора данных о мобильном трафике, который позволил бы определить передвижения людей.

Некоторые модули с сенсорами Array of Things будут оборудованы видеокамерами, чтобы фиксировать количество пешеходов, велосипедистов и машин. Как только эти данные будут обработаны и подсчитаны, изображение удаляется и не хранится в системе. Аналогично с датчиком звука: после анализа и записи количественных данных (какого типа звуки с какой громкостью звучат) аудиозапись удаляется.

Администрация Чикаго обязалась представить политику конфиденциальности и политику управления данными, которые пройдут процедуру общественных слушаний. Администрация Чикаго также имеет право решающего голоса в комитете, одобряющем внедрение каждого нового сенсора в сеть Array of Things. Советником комитета выступают технические специалисты и исследователи, занимающиеся вопросами кибербезопасности.

Array of Things задумывается как проект без участия корпораций, с открытыми для всех бесплатными данными. Все датчики передают информацию в центральную точку – Argonne National Lab. После передачи локальное хранилище данных освобождается. Далее поток данных отправляется из лаборатории на портал открытых данных администрации Чикаго.

Таким образом, данные будут доступны бесплатно и всем желающим. Создатели проекта уже проводили воркшоп для потенциальных партнеров. При тестировании датчиков университетами Carnegie-Mellon и Georgia Tech отрабатывались общие стандарты для сбора данных, в частности – географические координаты и отметки времени.

Проект нацелен на сотрудничество с другими городами, но в основе партнерства должны лежать отношения между местными университетами и исследовательскими институтами. Такое партнерство даст возможность улучшить продукт, ведь в процессе эксплуатации партнеры смогут искать новые пути использования сенсоров и улучшать их. Сиэттл может стать первым городом-партнером в проекте Array of Things – уже этим летом из Чикаго будет отправлена партия сенсоров для тестирования в Сиэттл, Бристоль и Ньюкасл.