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Le projet DesignSpark Air Quality, derrière le Good Air Canary


CO2, créativité, coronavirus... et canaris.

Ces six derniers mois ont été une odyssée pour la qualité de l'air, c'est le moins que l'on puisse dire. Ce qui a commencé comme une réponse à un rapport de 2018 indiquant que l'air pollué est responsable de 44 000 décès par an au Royaume-Uni, s'est transformé en une exploration plus large des nuances de comment nous comprenons ces statistiques, sans savoir comment y répondre vraiment.

Bien que le projet « Good Air Canary » puisse sembler être une réponse étrangement fantaisiste à un problème très sérieux, le fait est que nous vivons à une époque où les livres blancs académiques n'attirent plus beaucoup l'attention sur les médias sociaux, et il fallait donc une « amorce » pour attirer l'attention et ensuite transmettre les points les plus techniques et les plus subtils.



Maintenant que j'ai votre attention, j'espère que vous pardonnerez la ruse de cet appât à clics, mais tout comme l'histoire du canari dans la charbonnière que vous pensez déjà connaître, ce projet contient également quelques rebondissements qui méritent d'être examinés de plus près et qui, je l'espère, pourraient améliorer votre santé et votre bien-être, ainsi que vous doter de connaissances relativement simples qui pourraient également aider votre entourage. Si vous voulez savoir comment un canari peut jouer un rôle dans la pandémie, ou même dans votre potentiel créatif au travail, lisez la suite.

Ce que vous ne saviez pas sur le Canari et la Charbonnière ?

Cage pour réanimer le canari, avec bouteille d'oxygène, fabriquée par Siebe Gorman & Co. Ltd, Londres (https://museumcrush.org/)

Comme moi, vous pensiez probablement connaître l'histoire du Canari utilisé comme « détecteur de gaz » jetable. Et il est vrai que de nombreux Canaris ont succombé aux gaz toxiques dans les mines, afin d'éviter des pertes humaines, car ils sont beaucoup plus sensibles à la toxicité - permettant ainsi aux mineurs de se mettre en sécurité. Cependant, ce qui m'a séduit en faisant des recherches plus approfondies sur ce projet, c'est que Siebe Gorman & Co a fait un effort supplémentaire - et a ajouté une bouteille d'air frais au récipient illustré ci-dessus, de sorte que la porte pouvait être fermée après que l'oiseau se fut évanoui, et que de l'air frais pouvait être expulsé dans la boîte pour ranimer l'oiseau au bord de la mort.

Se dire des bêtises

Il y a une ironie merveilleuse dans le fait que je travaillais dans mon atelier de 2x2x2m sur ce projet sur la qualité de l'air, et que j'avais des maux de tête à force de m'asseoir dans des appels de zoom, comme on le fait dans la nouvelle normalité du travail à domicile depuis 2021. Pourtant, ce n'est que lorsque j'ai acheté un moniteur de qualité de l'air de bureau que j'ai réalisé qu'habituellement, après une heure passée à l'intérieur avec la porte et les fenêtres fermées, la lecture indiquait « très malsain ». Je me suis rendu compte que le CO2 atteignait des niveaux très élevés, mais j'ai honnêtement supposé que c'était surtout le fait d'avoir trop d’appels de zoom qui en était la cause.

Jude a fait des calculs approximatifs pour essayer de déterminer à quel point les niveaux de CO2 sont élevés dans un petit bureau/atelier à domicile.

Ayant travaillé dans le département de contrôle de l'environnement chez Dyson, j'étais légèrement sceptique quant aux capteurs bon marché, et j'ai réalisé que je devais tailler mes crayons - et « faire les calculs » pour déterminer à quel point les niveaux de CO2 étaient élevés dans mon atelier. À ma grande surprise, il y avait une corrélation presque parfaite entre l'approximation de ma respiration, la capacité de mes poumons et la façon dont le CO2 (qui est plus dense que l'oxygène) « se remplit » à partir du sol - me « noyant » essentiellement dans mon propre air chaud après environ une heure et demie.

Ma femme ne manquait pas une occasion de se moquer de moi en disant que je parlais trop, ou que mon propre « air chaud » était mauvais pour moi - et maintenant armé de preuves scientifiques, j'ai commencé à explorer plus profondément la gravité du problème. Depuis quelques mois que je travaille sur ce sujet, j'ai remarqué que d'autres articles commençaient à apparaître dans l'actualité, car le travail chez soi pose ses propres problèmes de santé : Un article de FastCo s'écrie que « l'air de nos bureaux nous rend plus bêtes », et que « notre air intérieur est souvent plus pollué que notre air extérieur ».

Jude a fait des calculs approximatifs pour essayer de déterminer à quel point les niveaux de CO2 sont élevés dans un petit bureau/atelier à domicile.

En lisant davantage sur le sujet, notamment des sources militaires, gouvernementales et scientifiques, j'ai constaté que ce chiffre de 4000 ppm de CO2 était lié à une « altération grave de la capacité à penser latéralement ou stratégiquement », ce qui signifie en fait que vous ne pouvez pas résoudre les problèmes dans une situation de forte pression comme au travail ou en utilisant des machines.

En tant que technologue créatif, la « pensée latérale » est l'essence même de ce que la plupart des personnes créatives appellent la « créativité ». Ainsi, à 4000 ppm (ma chambre après une heure de bavardage), personne n'est en bonne santé, et personne ne va faire une percée créative dans sa carrière. J'ai décidé de construire un canari IdO, de trouver des capteurs rentables et, bien sûr, d'ouvrir une fenêtre !

Des capteurs interchangeables à profusion !

Une variété de capteurs Sensirion, ainsi qu'une collection de Little Bits (un jouet électronique STEM prêt à l'emploi) ; premier concept « plug-n-play » avec un micro-ordinateur Pi Zero pour les capteurs ; modèle réduit imprimé en 3D des unités de capteurs.

L'une des choses que j'ai aimées dans mon travail chez LEGO, c'est la fusion de la technologie et du jeu. Et ce projet s'est inspiré de cet instinct pour rechercher la meilleure technologie de capteurs possible à un prix abordable, mais combinée à l'interaction facile et intuitive d'un jouet STEM. J'ai même appris le terme « BATNEEC » (Best Available Technology Not Entailing Excessive Cost [Meilleure technologie disponible n'entraînant pas de coût excessif]), qui était vraiment au cœur de ce projet : Le grand public ne peut pas se permettre d'acheter des kits de capteurs haut de gamme, qui peuvent atteindre des milliers de livres, mais il est juste de dire que ces capteurs à quelques dizaines de livres n'étaient pas aussi bons qu'un capteur de qualité laboratoire.

Comme je l’indique sur la vidéo, j'ai réalisé que la clé était d'observer la tendance, plutôt que de trop s'inquiéter de la précision des capteurs. En toute franchise, si vous considérez que les niveaux de CO2 de fond sont d'environ 500 ppm, si mon capteur indique 4000 ppm, même s'il est inexact de 10 %, je suis toujours au moins 3 ou 4 fois au-dessus de la limite recommandée de 1000 ppm.

Le kit de développement de capteurs environnementaux DesignSpark (ESDK) avec capteurs de particules, de CO2, de COV, de température et d'humidité (et GPS).

Ce qui pourrait apparaître comme une simple adaptation « plug-n-play » de LittleBits - à mettre à niveau avec des capteurs industriels - a en fait nécessité une collaboration considérable avec AB Open pour le perfectionner, le faire fonctionner sur l'omniprésent Raspberry Pi et le rendre open source : Le kit de développement de capteurs environnementaux ou « ESDK » est une incarnation du principe BATNEEC, qui permet aux gens d'accéder à des données raisonnablement précises sur la pollution à l'intérieur de leur maison, pour un coût raisonnable, mais avec beaucoup plus de contrôle que l'achat d'un « contrôleur d'air domestique ».

Il faut dire que certaines parties de ce projet existent déjà - Dyson a mené une étude sur la qualité de l'air autour des écoles, mais les données n'étaient pas accessibles au public (l'ESDK permet de partager les données de manière anonyme si vous le souhaitez). De même, certains moniteurs de qualité de l'air sont plus compacts et moins chers, mais leurs capteurs sont plus compacts mais moins précis en conséquence (l'ESDK n'est pas aussi compact ou aussi facile à utiliser, mais possède des spécifications pour les capteurs plus élevées que beaucoup d’autres). Notre objectif n'est pas de dire que l'un est meilleur que l'autre, mais plutôt que cette « marée montante » de la technologie, de la sensibilisation et de la connaissance « soulève tous les bateaux », et nous aide tous à avoir plus de pouvoir sur la qualité de l'air, les données et des sciences citoyennes.

Commencer en petit (en s'amusant) - The Good Air Canary.

Prototypes en carton et imprimés en 3D des mécanismes et de l'électronique de l'automate Canari.

L'une des découvertes les plus fascinantes du projet a été d'apprendre que les capteurs de CO2 se vendaient à des prix record, car ils étaient utilisés dans la lutte contre la pandémie : Si vous êtes porteur du coronavirus, lorsque vous expirez, vous n'exhalez pas seulement des particules de coronavirus dans des gouttelettes d'eau, mais vous exhalez également du CO2 à un taux proportionnel. Ainsi, bien que personne ne dispose d'un moyen de détecter les particules virales dans l'air (la science de ce phénomène est incroyablement difficile - j'ai demandé à des experts - mais en gros, elles sont très petites et vous ne pouvez pas faire la différence entre un coronavirus et un rhume), la bonne nouvelle est que le CO2 peut être utilisé comme un « indicateur » du risque de coronavirus dans l'air. Certes, il s'agit de l'hypothèse la plus défavorable, mais pour quelques dizaines de dollars, vous pouvez dire avec une confiance raisonnable que l'air d'une école, d'un bureau ou d'un restaurant est étouffant et qu'il faut certainement ouvrir les fenêtres.

Il s'agit bien sûr d'un gadget de bureau fantaisiste qui vous incite à ouvrir une fenêtre pour le bien de votre créativité, mais cette même technologie, si elle était utilisée dans des lieux publics, pourrait fournir un moyen significatif pour avertir les autres que l'air est stagnant, avec une concentration élevée de CO2, et donc statistiquement plus susceptible de contenir des coronavirus à des niveaux suffisamment élevés pour présenter un risque.

La raison pour laquelle on l'appelle le « Good Air Canary » ou « Canari du bon air » (plutôt que de se limiter à être un canari du CO2) est qu'il peut également vous alerter sur les particules de poussière et les allergènes dans votre maison, les COV provenant de la cuisine, des produits de nettoyage ou même du tabagisme passif. C'est quelque chose que vos enfants peuvent comprendre, mais les mêmes données peuvent également être analysées dans le nuage (de manière anonyme) afin que d'autres puissent être informés, qu'il s'agisse du grand public, des conseillers municipaux ou des scientifiques qui ont une vision globale sur la santé de notre air.

Les conclusions et les actions que vous tirerez de ce projet pourraient être les suivantes :

Personnes

  • Ouvrez vos fenêtres si vous avez la chance de vivre près de l'air frais, et ne privez pas votre concentration et votre créativité d'oxygène.
  • Si l'air extérieur vous préoccupe, peut-être qu'un moniteur de qualité de l'air bon marché vous aidera à choisir les meilleurs moments de la journée pour ventiler votre maison (les matins sont généralement les meilleurs).
  • Si vous souffrez d'allergies spécifiques (ou si vous avez souvent des maux de tête), une meilleure connaissance des déclencheurs et des irritants possibles pourrait vous aider à comprendre et à gérer vos symptômes.
  • Il se peut que vous vous inquiétiez pour des personnes qui vous sont chères, et grâce à la fonction IdO (à distance) de l'ESDK et du Canari, vous pouvez les surveiller de manière non intrusive.
  • Si votre école est située près d'une route principale et que vos enfants sont dans la cour de récréation, cela n'est certainement pas bon. Cet ESDK est-il « certifié » ou « standard de laboratoire » ? Certainement pas, mais vous pouvez établir des preuves, au-delà d'une opinion non scientifique, qui justifient une enquête plus approfondie. Vous pouvez voir les moments de la journée qui sont les moins sûrs pour que les enfants aillent en récréation, par exemple, ou peut-être ne pas conduire vos enfants à l'école quand il fait beau.
  • Bien que je ne préconise pas le tabagisme, si vous fumez 20 cigarettes par jour à l'intérieur, il y a de fortes chances que vous fumiez « en plus » en réinspirant la fumée que vous venez d'expirer. Même si vous avez du mal à arrêter de fumer, vous vous rendriez service à vous-même (et à toute personne vivant avec vous) en fumant dehors.
  • Vous êtes-vous déjà réveillé en vous sentant léthargique le matin ? Avez-vous essayé d'ouvrir un peu la fenêtre avant d'aller vous coucher ? (J'ai essayé cela à la suite de ce projet - et cela a changé la donne... #yourewelcome).

Groupes/Institutions de défense des intérêts

  • Peut-être êtes-vous une organisation qui s'intéresse à la santé et/ou aux données ? Dans ce cas, contactez-nous, nous aimerions en savoir plus et vous faire essayer nos kits ESDK.

Ingénieurs/Créateurs

  • Vous êtes peut-être un passionné - un « ingénieur activiste » comme certains les appellent - et vous avez une idée différente sur la façon d'intéresser les gens à la science, à la technologie, aux données et à la création. Nous avons besoin de plus d'idées pour aider les gens à s'engager dans le problème très réel de la qualité de l'air. N'hésitez pas à nous contacter. Dites-nous ce que vous voulez faire ?

Le « Good Air Canary » est presque terminé. Restez à l'écoute pour la version finale - et le guide de bricolage pour en fabriquer un vous-même !

J'espère que ce projet vous a donné quelques idées sur l'importance de l'air pur, de votre santé et de votre bien-être, mais aussi sur la façon dont vous pouvez vous impliquer à tous les niveaux pour faire la différence. Pensez à vous abonner et à suivre ce projet.

Crédits -

Le kit de développement de capteurs environnementaux DesignSpark (ESDK), affectueusement appelé « Jam Sandwich », a été conçu et développé en tant que matériel et logiciel ouverts en collaboration avec Jude Pullen, technologue créatif primé, Andrew Back et Callum Snowden d'AB Open.

Créé par DesignSpark en collaboration avec :

Jude Pullen – Concept global et principales caractéristiques de conception

AB Open Ltd – Conception, développement et mise en page du matériel

AB Open Ltd - Logiciels/Micrologiciels/API/Intégration Cloud

Jude Pullen – Conception du boîtier

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Winner of the 2020 Alastair Graham-Bryce "Imagineering" Award (IMechE), Jude thrives in high risk collaborations, uncertainty and pressure - drawing from global networks and experiences to deliver high profile campaigns and digital/physical products. A leading Creative Technologist & Physical Prototyping Expert, Jude has worked for NHS, Dyson, LEGO, and a number of start-ups. He is one of the eight featured inventors in BBC Two's Big Life Fix.
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