Des chercheurs de l'UCLA ont développé un appareil mobile rentable pour mesurer la qualité de l'air. Il fonctionne en détectant les polluants et en déterminant leur concentration et leur taille à l'aide d'un microscope mobile connecté à un smartphone et d'un algorithme d'apprentissage automatique qui analyse automatiquement les images des polluants.

L'invention est destinée à donner à beaucoup plus de personnes dans le monde la capacité de détecter avec précision les particules dangereuses en suspension dans l'air. Selon l'Organisation mondiale de la santé, 7 millions de personnes meurent prématurément chaque année en raison des risques pour la santé de la pollution de l'air.

Les scientifiques à la recherche de solutions à ce problème mondial ont découvert que, rapidement, le dimensionnement et la quantification précis et à haut débit des particules dans l'air sont essentiels pour surveiller la pollution de l'air, dit Aydogan Ozcan, qui a dirigé l'équipe de recherche. « Avec des appareils de qualité laboratoire entre les mains de plus de personnes, des données de haute qualité sur les polluants en fonction du temps provenant de nombreux autres endroits peuvent être collectées et analysées. Cela peut ensuite aider les gouvernements à élaborer de meilleures politiques et réglementations pour améliorer la qualité de l'air. »

Affaire particulière, un mélange de particules solides et liquides dans l'air, est un contributeur majeur à la pollution de l'air. Les particules plus petites sont considérées comme particulièrement dangereuses; L'OMS a déclaré que les particules dans l'air mesurant 2,5 micromètres ou moins provoquent le cancer.

Actuellement, les tests de qualité de l'air sont le plus souvent effectués dans des stations d'échantillonnage de l'air, qui sont réglementés par l'Environmental Protection Agency aux États-Unis et par des organismes comparables dans d'autres pays. Mais les instruments associés sont encombrants et coûteux (de l'ordre de 50 $, 000 à 100 $, 000), et nécessitent un personnel spécialement formé pour entretenir.

A l'autre extrémité du spectre se trouvent les compteurs de particules portables disponibles dans le commerce, qui coûtent beaucoup moins cher (de l'ordre de 1 $, 000 à 2, 000), mais qui sont moins précis et ne peuvent pas traiter rapidement de grands volumes d'air.

La plateforme UCLA, appelé c-Air, aussi précis que les équipements haut de gamme actuels, mais pourrait coûter des dizaines de milliers de dollars de moins. Il comprend un échantillonneur d'air et un microscope holographique de la taille d'une puce informatique. Il peut filtrer 6,5 litres d'air en 30 secondes et générer des images des particules en suspension dans l'air. Il se connecte sans fil à un smartphone et fonctionne avec un serveur informatique distant à l'aide d'un algorithme d'apprentissage automatique qui analyse et dimensionne les particules à partir des images produites.

Ozcan et son équipe, dirigé par l'étudiant diplômé Yichen Wu, utilisé c-Air pour mesurer la qualité de l'air à l'été 2016 sur plusieurs sites du sud de la Californie, y compris pendant le soi-disant feu de sable près de Santa Clarita, Californie, en juillet 2016. Ils ont également mesuré l'air dans les quartiers proches de l'aéroport international de Los Angeles en septembre 2016 et ont trouvé une concentration accrue de particules même à environ huit kilomètres de distance, et surtout le long de la trajectoire de vol des avions d'atterrissage.

Les chercheurs suggèrent que la capacité d'apprentissage automatique de l'appareil pourrait s'adapter rapidement pour détecter des particules spécifiques dans l'air, tels que différents types de pollen et de moisissure. La recherche a été publiée dans la revue Lumière :science et applications , une revue en libre accès de Nature Publishing Group.