(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気汚染に対するユーザの曝露を監視するための方法であって、
１又は複数のユーザの場所において複数の空気品質データ源から汚染物質情報を受信するステップと、
前記複数のデータ源の少なくとも１つのための各データ源からの前記汚染物質情報の品質を表す重み付けを決定するステップと、
前記重み付けに基づいて前記複数のデータ源からデータ源を選択するステップと、
所定の期間に亘る前記ユーザの露出を決定するために前記選択されたデータ源からの汚染物質情報を集約するステップと、
を有する、方法。
【請求項２】
最も精度の高いデータを表す最も高い重み付けを有するデータ源を選択するステップを有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
等しい重み付けを有するデータ源からの汚染物質情報からの汚染レベルに関する平均値を計算するステップを更に有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のデータ源の少なくとも１つに関する前記重み付けを決定するステップが、所定の重み付け情報を受信するステップを有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのデータ源に関する識別情報を受信するステップと、
リモートサーバに前記識別情報を送信するステップと、
前記識別情報に対応する前記少なくとも１つのデータ源に関する前記所定の重み付け情報を受信するステップと、
を更に有する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記複数のデータ源の少なくとも１つに関する前記重み付けを決定するステップが、データ源のタイプについての情報に基づいて前記データ源の前記重み付けを計算するステップを有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記データ源の各々が、センサを有し、
前記方法が、
高品質汚染物質情報と関連付けられた所定のデータ源からの汚染物質情報と、同じセンサタイプを持つ複数の異なるセンサの各々に関する汚染物質情報と、を比較するステップと、
重み付けと関連付けられる前記センサタイプに関するセンサ品質の程度を計算するステップと、
前記センサ品質の程度に基づいて所与のセンサタイプに重み付けを割り当てるステップと、
を有する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記データ源の重み付けを決定するステップが、
重み付けされていないデータ源からの第１の汚染物質情報と、高品質汚染物質情報と関連付けられた所定のデータ源からの第２の汚染物質情報と、を比較するステップと、
前記比較の結果に基づいて前記重み付けされていないデータ源に重み付けを割り当てるステップと、
を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記重み付けされていないデータ源と前記所定のデータ源との間の距離に基づいて前記重み付けされていないデータ源に関する重み付けを決定するステップを有する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の汚染物質情報が妥当であるかどうかを決定するために前記重み付けされていないデータ源の周囲の環境についての補足情報を受信するステップを有する、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記汚染物質情報を集約するステップが、
複数の位置の各々に関して前記汚染物質情報から汚染物質濃度を決定するステップと、
前記汚染物質濃度に対する曝露時間を決定するステップと、
前記複数の位置を合計するステップと、
を有する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ユーザの呼吸速度を決定するステップを更に有し、所定の期間に亘る前記ユーザの曝露の決定が、前記ユーザの呼吸速度を更に考慮することによってなされる、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
大気汚染に対するユーザの曝露を監視するための装置であって、
１又は複数のユーザ位置における複数のデータ源から汚染物質情報を受信するように構成された受信器と、
プロセッサと、
を有し、
前記プロセッサは、
複数のデータ源の各々に関して各データ源からの前記汚染物質情報の品質を表す重み付けを決定し、
前記重み付けに基づいて前記複数のデータ源から汚染物質情報を選択し、
所定の期間に亘って前記ユーザの曝露を決定するために前記選択されたデータ源からの汚染物質情報を集約する、
ように構成される、装置。
【請求項１４】
前記受信器が、前記ユーザの呼吸速度を受信するように更に構成され、前記プロセッサが、前記呼吸速度を考慮することによって前記ユーザの曝露を決定するように更に構成される、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
呼吸速度検出器を更に有する、請求項１３又は１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気汚染に対するユーザの曝露を監視することに関するが、これに限定されず、好ましくは、大気汚染に対するユーザの曝露を監視する方法、及び、大気汚染に対するユーザの曝露を監視するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの種類の大気汚染への長時間の曝露が重大な疾病のリスク増加及び死亡率の増加と相関することが十分に立証されている。大気汚染への曝露を完全に避けることは不可能であるため、多くの政府機関は、許容可能な曝露の限界を定める時間平均の閾値を公表している。例えば、中国の基準GB3095-2012は、24時間にわたって微粒子状物質PM2.5のレベルを35μｇ／ｍ３と規定しているが、世界保健機関WHO空気品質ガイドラインは、PM2.5の限界値を年間平均で10μｇ／ｍ３、24時間平均で25μｇ／ｍ３としている。O3やNO2などの他の汚染物質については、様々な期間に亘って平均曝露レベルが設定されている。例えば、WHOガイドラインでは、O3曝露の値を8時間平均として10μｇ／ｍ３に設定し、NO2暴露は年間平均で40μｇ／ｍ３、１時間平均で200μｇ／ｍ３としている。
【０００３】
しばしば、環境法規の遵守を支援するために、通常、政府機関によって設置され運営されている環境モニタリングステーションからのデータに基づいて、リアルタイム（又は、準リアルタイム）の空気品質情報が公開されている。例えば、http：//aqicn.orgのウェブサイトは、各都市の特定のセンササイトの汚染物質レベルを含む、世界の様々な都市のリアルタイム空気品質情報を公開している。高品質のデータは公共のモニタリングステーションから入手できるが、これらのステーションからの空間的なカバレッジは比較的低く、汚染の集中の不確実性は、モニタリングステーションから遠ざかるにつれて増加する。カバレッジを増やすためには、他の接続されたセンサを用いて、それらのデータを公にブロードキャストすることが考えられる。
【０００４】
例えば、空気品質センサは、典型的には需要制御型換気用に使用される商業用建物などの他の場所において、空気清浄機が現れ始めている個人用の家庭において、ますます使用されている。このような空気清浄機は、スマートフォンなどのユーザの装置にインストールされたアプリケーションにデータを送信することができる統合センサを有することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、環境モニタリングステーションとは対照的に、他のソースによって提供されたデータの品質は、保証され得ない。例えば、市販の空気浄化システムに組み込まれたセンサの場合、データの品質は、製造者、ブランド、及び、モデルに依存する可能性が高い。同様に、ウェアラブルセンサを有する人々は、空気品質測定をブロードキャストすることができるが、その結果は、センサの位置及びセンサの品質に強く依存する。
【０００６】
従って、大気汚染データが共有される場合、データの品質は不明であり、保証され得ないという一般的な問題がある。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１５／００５９０１号明細書は、複数のセンサ装置のためのセンサレジストリを確立し、同様の場所にある他の装置との読み取りの一貫性をクロスチェックすることによってかかる装置に品質レーティングを割り当てることを開示している。
【０００８】
公表されている空気品質データに基づいて様々な特定の場所で空気品質の値を確認することが可能であっても、公表されたガイドラインの範囲内にあることを確実にするために個人の曝露を判断することは非常に困難である。人が、通常、それぞれの汚染物質のプロファイルと濃度とが特徴である様々な屋内及び屋外の場所を移動するときに、これはさらに困難になる。
【０００９】
呼吸器疾患などの特定の標的群については、疾患の悪化を防ぐため、曝露を監視すること（tracking）が不可欠である。
【００１０】
連邦環境庁の文書「Das Luftmessnetz des Umweltbundesamtes」（２０１３年９月１日）は、連邦環境庁及び協力パートナーによって運営されている複数のEMEP（European Monitoring and Evaluation Program）環境監視ステーションを用いて、大気汚染物質への人間の曝露を監視する方法を開示している。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、上述の１又は複数の問題を実質的に軽減又は克服する、大気汚染物質に対するユーザの曝露を監視するための方法及び装置を提供することである。
【００１２】
本発明は、独立請求項によって規定されている。また、従属請求項は、好適な実施形態を規定している。
【００１３】
本発明によれば、大気汚染に対するユーザの曝露を監視するための方法であって、１又は複数のユーザの場所において複数の空気品質データ源から汚染物質情報を受信するステップと、前記複数のデータ源の少なくとも１つのための各データ源からの前記汚染物質情報の品質を表す重み付けを決定するステップと、前記重み付けに基づいて前記複数のデータ源からデータ源を選択するステップと、所定の期間に亘る前記ユーザの露出を決定するために前記選択されたデータ源からの汚染物質情報を集約するステップと、を有する、方法が提供される。
【００１４】
所定の期間に亘って正確且つ信頼性の高い汚染物質情報を集約することによって、ユーザは、自身の曝露と公開された閾値とを比較することができる。
【００１５】
上記方法は、好適には、最も高い重み付けを持つデータ源を最も正確なデータを表すものとして選択するステップを有する。複数のデータ源の中から最も高い重み付けを選択することによって、集約された露出値における全体的な不確かさができる限り低く保たれ得る。
【００１６】
上記方法は、等しい重み付けを持つデータ源からの汚染物質情報から汚染物質レベルに関する平均値を計算するステップを有していてもよい。ここで、複数のデータ源が、同じ重み付けを割り当てられ、平均レベルが、精度を改善するために計算されてもよい。
【００１７】
上記方法は、所定の閾値よりも下の重み付けを持つデータ源を選択しないステップを有していてもよい。換言すれば、上記方法は、所定の閾値よりも上の重み付けを持つデータ源のみを選択するステップを有していてもよい。好適には、信頼性が低いとみられる空気品質データは、曝露計算から除外され得る。
【００１８】
複数のデータ源の少なくとも１つに関して重み付けを決定するステップは、所定の重み付け情報を受信するステップを有していてもよい。好適には、上記方法は、以前に決定された重み付け情報を再利用し、再計算の必要性を回避してもよい。また、所定の重み付け情報は、より信頼性が高くてもよい。これは、複数の異なる測定から計算されたものであるためである。
【００１９】
所定の重み付け情報は、少なくとも１つのデータ源に関する識別情報を受信し、識別情報をリモートサーバに送信し、識別情報に対応する少なくとも１つのデータ源に関する所定の重み付け情報を受信することによって取得されてもよい。
【００２０】
例えば、データ源に関連付けられた各センサは、一意のｉｄを持ち、かかる一意のｉｄは、例えば、クラウドベースサービスから当該センサに関する重み付け情報を検索するために、ユーザの携帯装置上のアプリを介して、センサによって送信されるとともにユーザによって使用され得る。
【００２１】
次いで、センサが、計算された新しい重み付けを有する場合、その重み付けが一意のｉｄとともにユーザによってクラウドベースサービスなどのリモートサーバにアップロードされ、結果、その後、他の装置のユーザによって使用され得る。リモートサーバに重み付けをアップロードすることによって、多数のユーザの重み付けに基づいて合意のとれた重み付けが時間内に達成され得る。
【００２２】
好適には、複数のデータ源の少なくとも１つに関する重み付けを決定するステップは、データ源と関連付けられたセンサのセンサモデルなどのデータ源のタイプに関する情報に基づいてデータ源の重み付けを決定するステップを有していてもよい。同じセンサモデルのユニットは同じ規格に構築され、同様のデータ精度と信頼性とを持つ可能性があるため、既知の標準センサと個別に比較する必要なく、そのモデルに重み付けを割り当てることができる。
【００２３】
センサタイプ又はセンサモデルに基づいて重み付けを確立するため、上記方法は、同じセンサタイプを持つ複数の異なるセンサの各々に関する汚染物質情報と、高品質汚染物質情報と関連付けられた所定のデータ源からの汚染物質情報と、を比較するステップと、重み付けと関連付けられたセンサ品質の程度であるセンサタイプに関するセンサ品質の程度を計算するステップと、計算されたセンサ品質の程度に基づいて所与のセンサタイプに重み付けを割り当てるステップと、を有していてもよい。
【００２４】
好適には、データ源の重み付けを決定するステップは、重み付けされていないデータ源からの第１の汚染物質情報と、高品質汚染物質情報と関連付けられた所定のデータ源からの第２の汚染物質情報と、を比較するステップと、当該比較の結果に基づいて重み付けされていないデータ源に重み付けを割り当てるステップと、を有していてもよい。
【００２５】
重み付けされていないデータ源は、従って、その重み付けが正確に決定され得るように、基準ソースと効率的に比較される。所定のデータ源は、高品質データを生成するために既知である又は認証されている環境モニタリングステーションであってもよい。一旦、重み付けされていないデータ源が基準に対して比較されると、当該データ源が、他の重み付けされていないデータ源を分類するための基準データ源として使用されてもよい。これにより、品質が互いに測定されたデータ源のネットワークを確立することができる。
【００２６】
従って、高空間カバレッジのセンサプールを活用しながら、ユーザの周囲から汚染物質情報を収集することができ、その品質は他の既知の高品質データソースに対して検証されている。
【００２７】
重み付けされていないデータ源に関する重み付けは、重み付けされていないデータ源と所定のデータ源との間の距離に基づいて決定され得る。例えば、第１のセンサ（例えば、既知の環境モニタリングシステム）の第１の所定の半径内にある第２のセンサは、その空気品質データが第１のセンサのデータから所与の閾値内に収まる場合、第１のセンサと同じ重み付けで重み付けされてもよい。第２のセンサが第１の所定の半径よりも遠い第２の所定の半径内にある場合、重み付けは、第１のセンサからの距離の増加による不確実性を反映するように下げられてもよい。
【００２８】
上記方法は、第１の汚染物質情報が妥当であるかどうかを決定するために、重み付けされていないデータ源の周囲の環境についての補足情報を受信するステップを更に有していてもよい。例えば、センサが屋内にある場合、近くの屋外センサに対するその読取値の妥当性は、外部への窓が開いているかどうかによって異なる場合がある。窓の状態に関する補足情報が提供されている場合、この情報を使用して、読取値が相当であるかどうかを判断することができる。２つのセンサが同じ環境にあるかどうかを示すことができる温度又は湿度情報など、他のタイプの補足環境情報が想定される。
【００２９】
好適には、汚染物質情報を集約するステップは、複数の場所の各々について、汚染物質情報から汚染物質濃度を決定するステップと、汚染物質濃度への曝露の持続時間を決定するステップと、複数の場所に亘って合計するステップと、を有していてもよい。これにより、全体的な曝露が計算され、ユーザに表示され得る。
【００３０】
汚染物質濃度がセグメント内で一定のままであるとみなされる複数のセグメントの各々について曝露が計算され、従って、潜在的に曝露の計算を単純化できる。
【００３１】
また、曝露計算は、例えば、フィットネスモニタリングアプリケーション又は心拍センサから決定されたユーザの呼吸速度を考慮してもよい。ユーザが汚染物質に曝されている間にユーザの呼吸／呼吸速度を監視することにより、ユーザの汚染物質暴露のより正確な推定を行なうことができる。呼吸センサによって収集されたデータは、精度を高めるために、気汚染物質に対するユーザの曝露を監視するための方法によって使用され得る。
【００３２】
本発明の一実施形態によれば、大気汚染物質に対するユーザの曝露を監視する方法は、被験者／ユーザの呼吸速度を決定するステップを更に有する。このステップでは、どれだけ空気（容積）がユーザに吸入されているかが決定される。この実施形態では、汚染物質情報を集約するステップは、呼吸数データを考慮に入れて、この呼吸数データもまた使用することによって大気汚染物質への曝露の被験者／ユーザへの影響を決定するステップを更に有する。
【００３３】
センサが、１時間毎など所与の期間に関する平均汚染物質濃度を提供する場合、曝露時間に関する汚染物質濃度は、インターネットなどの公共のソースなどにおいて、関連時間における汚染物質濃度を検索することによって決定されてもよい。
【００３４】
当該方法は、例えば、GPSチップによりユーザの動きを追跡可能なスマートフォンなどの携帯装置上で動作するアプリなどのコンピュータプログラムによって実行されてもよいことが理解されよう。コンピュータプログラムは、装置のプロセッサによって実行される場合、上記方法を実行するように構成される。
【００３５】
呼吸センサ又は他の身体状態センサなどの他の装置が、汚染物質に対するユーザの曝露の経時的な監視の精度を更に増すために使用されてもよい。
【００３６】
本発明の他の態様によれば、大気汚染に対するユーザの曝露を監視するための装置であって、１又は複数のユーザ位置における複数のデータ源から汚染物質情報を受信するように構成された受信器と、プロセッサと、を有し、前記プロセッサは、複数のデータ源の各々に関して各データ源からの前記汚染物質情報の品質を表す重み付けを決定し、前記重み付けに基づいて前記複数のデータ源から汚染物質情報を選択し、所定の期間に亘って前記ユーザの曝露を決定するために前記選択されたデータ源からの汚染物質情報を集約する、ように構成される、装置が提供される。
【００３７】
本発明の一実施形態によれば、受信器は、ユーザの呼吸速度を受信するように更に構成され、プロセッサは、呼吸速度を考慮してユーザの曝露を決定するように更に構成される。呼吸速度の考慮は、ユーザの曝露の決定の精度を更に増加させる。
【００３８】
上記装置は、アプリを実行するスマートフォンなどの携帯装置であってもよい。あるいは、上記装置は、その機能を実装するためのハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを用いた専用の汚染モニタであってもよい。
【００３９】
任意の所与の期間に亘って汚染物質情報を集約することができる、ユーザによってプログラム可能であってもよい装置を提供することによって、ユーザは、公開されている曝露限度情報と自身の曝露とを比較することができる。
【００４０】
上記装置は、所与の場所における汚染物質情報と関連付けられた位置データを供給するように構成されたGPSモジュールを有していてもよい。GPSモジュールは、好適には、データ源からの距離を決定するために使用され得る。
【００４１】
上記装置は、ユーザの身体状態に関するデータを装置に提供するための身体状態センサを更に有していてもよい。身体状態センサは、ユーザによって吸入される空気の量を感知することができる呼吸センサであってもよい。これは、汚染物質に対するユーザの曝露の決定の精度を高める。そのような呼吸センサは、装置に無線で結合されてもよい。
【００４２】
受信器は、データ源によってブロードキャストされる汚染物質情報を受信するように構成された短距離受信器を有していてもよい。受信器は、例えば、呼吸速度などのユーザの身体状態データを受信するようにも構成され得る。例えば、短距離受信器は、Bluetooth（登録商標）又はLow Power Bluetooth受信器であってもよく、あるいは、Wifi（登録商標）、Zigbee（登録商標）などを含む任意の他の通信プロトコルを介して通信を受信してもよい。この装置は、センサに近接した場合に、センサからデータを取得するためのNFC近距離通信システムを有していてもよい。
【００４３】
本発明のこれらの態様及び他の態様が、以下に説明される実施形態を参照して明確且つ明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
本発明の実施形態が、添付の図面を参照して、一例として、説明される。
【図１】図１は、一実施形態に係るユーザの曝露を決定するために実行されるステップのシーケンスを提示するフローチャートを示している。
【図２】図２は、様々なタイプの複数のセンサの位置を概略的に示すマップを示している。
【図３】図３は、一実施形態に係るシステムを示している。
【図４】図４は、一実施形態に係る曝露監視を可能にするためのセグメントに分割されたマップを示している。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１によれば、大気汚染に対するユーザの曝露を決定するための方法が記載されている
。大まかには、当該方法は、１又は複数のユーザ位置において複数の空気品質データ源から汚染物質情報を受信するステップ（ｓ１）と、各データ源からの汚染物質情報の品質を表す重み付けを複数のデータ源の少なくとも１つに関して決定するステップ（ｓ２）と、重み付けに基づいて複数のデータ源からデータ源を選択するステップ（ｓ３）と、所定の期間に亘ってユーザの曝露を決定するために選択されたデータ源からの汚染物質情報を集約するステップ（ｓ４）と、を有する。
【００４６】
多くの異なる重み付けスキームが勿論使用され得る。本開示では、例示的な重み付けスキームは、「０」〜「５」の間の範囲の重み付けを割り当てる。「５」の重み付けは、例えば、PM2.5の監視のためのBeta Attenuation Monitors (BAM)などの最先端の専用装置から得られるデータを提供する環境モニタリングステーションなど、極めて高い品質であるデータ源に与えられる。一方、「０」は、曝露推定の間にシステムによって無視され得る信頼性の低いデータを表す。商業用データ源、例えば商業用建物で使用されるセンサには、「４」の重み付けを割り当てることができる。商用センサより本質的に信頼性が低い可能性がある自宅のユーザのセンサには、より低い評価を与えなければならないことは必ずしもない。一般に、ホームセンサと市販のセンサとの間には重複がないので、これらのセンサは市販のセンサと同等の重み付けにすることができる。ユーザの個人的なウェアラブルセンサは、一般に、他の情報源よりも信頼性が高い。
【００４７】
図２は、複数のセンサの位置を示している概略的なマップである。これは、どのようにしてセンサの重み付けが決定され得るかを実証するために使用される。
【００４８】
図２によれば、複数のセンサM1〜Mn、Sx、Sy、Szが、曝露監視を実行するためのプログラム又はアプリ１１（図３参照）を動作させるユーザ装置１０とともに、概略的なマップ１に示されている。複数のセンサM1、M2、・・・、Mnは、PM2.5、PM10、NO2、O3などの一般的な汚染物質に関する値などの空気品質についての高品質な情報を供給する政府機関によって運営されるような環境モニタリングステーションを表している。当該情報は、インターネットなどを介してブロードキャスト及び表示されてもよい。また、当該情報は、ブロードキャストされてもよいし、ローカルに送信されてもよい。結果、ユーザ装置１０は、テキスト、Wifi、Bluetooth、Low Energy Bluetooth、Zigbee、iBeacon、NFCなどを含む任意の適切な技術を用いてそのブロードキャストを受信することができる。例えば、携帯装置上のWifiスキャナプログラムは、信号のパワー指標とともに、空気品質情報を様々なセンサから受信する。パワー指標は、Wifi装置までのユーザの距離のインジケータとして使用され得る。複数の信号が受信される場合、Wifiロケーションの幾何学的再構成を使用して、センサの位置を三角測量することができる。センサ情報は、受信者が信号が実際に主張されたセンサタイプから来ていることを検証することができるように、公開鍵／秘密鍵暗号などを用いて暗号化されていてもよい。
【００４９】
第２の複数のセンサSx、Sy、Szが示されている。ラベルSx、Sy、Szは、センサの異なるタイプ又はモデルを表している。例えば、Sxは、異なる位置における異なるセンサユニットを表しているが、全て同じセンサモデルである。これらのセンサは、商業施設、個人家庭などで発見され、コネクテッド空気清浄機、コネクテッドセンサボックス、又は、特定の汚染物質のためのコネクテッドスタンドアロンセンサに統合されたセンサを表している。各センサタイプは、精度、信頼性、センサ間のばらつき、検出限界などの特定の品質特性によって特徴付けられる。
【００５０】
図２の点線円A1、A2、A3によって図示される環境モニタリングステーションにおける第１のセンサM1、M2、M3の近接半径（例えば、５０ｍ〜５００ｍ）内の汚染物質濃度は、均一であると仮定される。従って、この半径内に配置された第２のセンサSxA1によって供給される汚染物質濃度は、環境モニタリングステーションM1から取得されるものと同じ濃度を示すべきである。２つのセンサM1及びSxA1からのデータ間の良好な一致性、例えば、数パーセント以内の一致性は、対応するセンサモデルXの良好な品質を示す。２つのセンサからの値がが大きく異なる場合に、低品質データが示される。
【００５１】
しかしながら、センサ環境及び場所における相違は、考慮されなくてもよい。第２のセンサSxA1は、例えば、バルコニーにあるセンサボックス内に配置されてもよい。即ち、第２のセンサは、屋外空気に曝される。一方、第２のセンサSxA1が屋内に配置される場合、センサ値が大きく異なることが予想される。この場合、例えば、窓が現在開いているかどうかを示す補足情報を利用可能にすることができる。例えば、温度又は湿度情報がブロードキャストされてもよく、この補足情報の分析は、窓が開いているかどうか、ひいては、第１及び第２のセンサによって提供される空気品質情報間の比較が有効であるかどうかを示す。
【００５２】
同じセンサモデルXに基づく複数のセンサユニットSxが環境モニタリングステーションM1-nに十分近接して存在する場合、センサモデルXに関するセンサ品質Dの程度は、以下の関係式を用いて規定され得る。
【数１】
0006425854.tif 000002
ここで、
【数２】
0006425854.tif 000003
【数３】
0006425854.tif 000004
【００５３】
ここで、M1、M2、M3は、図２に示される環境モニタリングステーションから取得されるデータである。SxA1、SxA2、SxA3は、エリアA1、A2、A3に配置されるモデルXのセンサから取得されるデータである。文字M及びSの上のバーは、平均値を示す。
【００５４】
他のセンサモデルSy及びSzに関するセンサ品質Dの程度を計算するために、同じ手法が使用され得る。
【００５５】
新しく評価されるセンサに重み付けWを割り当てるため、例えば、以下の関係が適用され得る。
【表１】
0006425854.tif 000005
【００５６】
従って、重み付けは、センサモデルに適用され得る。結果、エリアA1、A2、又は、A3内にないセンサSxは、これらのセンサからのデータの精度を示すため、特定の重み付けと関連付けられる。例えば、これは、図２においてSx1とラベルされたセンサがあてはまる。図には３つしか示されていないが、同じ原理が多数の異なるセンサモデルに重み付けを割り当てることに適用されることが理解されるであろう。
【００５７】
図２を再び参照し、センサSz1が環境モニタリングステーションM1などの既知の高品質データ源の近傍にない場合、センサは、他のセンサに与えられた重み付けに対する機運によって重み付けを与えられる。例えば、図２において、センサSx1、Sz1は、点線エリアAA1によって示されるように、同じ読み取り値を供給するのに十分近接していることが予想される。従って、比較は、センサSz1及びSx1からの汚染物質情報間で実行されてもよい。そして、それらが所定の閾値内にある場合、センサSz1は、それがモデルタイプXであるために重み付けを持つセンサSx1と同じ重み付けを与えられてもよい。
【００５８】
次に、図３を参照して、センサ重み付けを割り当てることができるプロセスを説明する。
【００５９】
図３によれば、携帯装置１０のプロセッサ１２上で動作するプログラム又はアプリ１１は、複数のセンサ２０，２１，２２からの情報を受信する。当該情報は、例えば、汚染物質タイプ、値及び測定単位、センサのGPS座標、データ点のタイムスタンプ及びサンプリング期間（例えば、１時間平均）、製造者及びモデルなどのセンサタイプ、センサｉｄ、並びに、汚染物質レベルにおける予測される変化などの任意の他のセンサ特性を含む汚染物質データを有する。全てのフィールドが必須ではなく、センサのタイプに依存することは理解されよう。最低でも、センサーは汚染物質の値を示しているだけである（測定単位を仮定）。アプリ１１は、接続されたセンサのいずれかが信頼できるセンサであるかどうかをチェックする。例えば、第１のセンサ２０は、そのセンサｉｄを介して、それが環境モニタリングステーション（M1）であることを示すことができ、従って、信頼できるセンサである。アプリ１１は、このセンサ２０に５の重み付けを割り当てる。あるいは、アプリ１１は、リモートサーバシステム、例えばクラウドベースのサービス１３を介してセンサｉｄをチェックし、このサービスは、第１のセンサ２０が環境監視ステーションであることをアプリ１１に通知する。他の代替的な実施形態では、センサモデル情報は、クラウドベースのサービス１３を介して重み付けをチェックするために使用される。
【００６０】
一例として、第１のセンサ２０が信頼できるセンサであり、所定の重み付け情報が第２のセンサ２１に利用可能でないと仮定すると、アプリ１１は、第１及び第２のセンサ２０，２１からGPS情報を受信する。この情報から、アプリ１１は、センサ２０，２１が実質的に同じ領域A内にあると判定する。その結果、アプリ１１は、第１センサの汚染物質レベル情報と第２センサの汚染物質レベル情報とを比較する。これらが所定の閾値内に収まる場合、アプリ１１は、第１のセンサ２０と同じ重み付けを第２のセンサ２１に割り当てる。
【００６１】
第３のセンサ２２は、例えば、着用可能な又は移動可能なセンサであってもよい。センサid又はセンサモデルが利用可能であれば、クラウドサービス１３で保持されているレコードと照合して、重み付け情報が利用可能かどうかを判定することができる。そのような情報が利用可能でなく、第３のセンサ２２が汚染物質情報の比較を実行するのに信頼性のあるデータソースに十分に近接していない場合、あるいは、そのような比較が不十分な一致を示す場合、低い重み付けを割り当てることができる。
【００６２】
当業者であれば、重み付けをセンサにチェックして割り当てるプロセスは、クラウドソーシング方式でマップの周りを移動する多数の装置によって実行される連続的なものであってもよいことが理解されよう。地理的エリア内の全てのセンサに重み付けを提供するために、全ての装置からのフィードバックを考慮して、リモートサーバ（又は、クラウドベースのサービス）１３に重み付きセンサのマップを構築することができる。
【００６３】
図４を参照して、ユーザの個人的な曝露を監視するプロセスを説明する。
【００６４】
図４は、複数のセグメント３１〜３６に分割された、図２のマップと同様のマップを示している。各セグメントは、１又は複数のセンサと関連付けられている。特定のセグメントは、それらの中に任意のセンサを有さなくてもよい。ユーザ装置１０は、例えば、セグメント３１，３２，３３，３６を通って、マップ上の点Xと点Yとの間を移動する。ユーザの大気汚染への曝露を監視する原則は、各セグメントについて、汚染物質濃度がセグメント全体に亘って均一であると仮定される。或る実施形態では、例えば、携帯装置内のGPSモジュール１４（図３に概略的に示されている）からのGPSデータに基づいて、ユーザの携帯装置１０がどのセグメントを占有するのかが最初に決定される。同じセグメント内にあるセンサは、GPSデータに基づいて、又は、例えば、センサデータがBluetoothなどの短距離通信プロトコル上で利用可能であるため、センサが比較的接近しているという判定に基づいて決定される。
【００６５】
ユーザの装置１０は、同じセグメント内にあるセンサから複数の信号を受信する。例えば、ユーザ装置１０が第２のセグメント３２内にあるとき、３つのセンサ４１〜４３がセグメント内にあると判定される。各センサの重み付けは、例えば、受信したセンサidをリモートサーバに送信し、図３に示すように、リモートサーバから所定の重み付け情報を受信することによって決定される。代替的な実施形態では、重み付け情報は、上記で説明した技術を使用することにより、オンザフライで決定することができる。例えば、分類されていないセンサ４２、例えば、ユーザ装置１０と同じセグメント内の移動可能なセンサ又はウェアラブルセンサが（同じセグメント内にある必要がない）環境モニタリングステーションM9に近接していると判定された場合、分類されていないセンサ４２及びステーションM9からの汚染物質情報が、分類されていないセンサ４２に与えられる重み付けを決定するために、比較される。
【００６６】
セグメント内の各センサに対する重み付けが分かれば、最高の重みを有するセンサが選択されて汚染物質濃度情報を提供する。例えば、１つのセンサが他のセンサよりも高い重み付けを有する場合、そのセンサからの汚染物質情報は、曝露監視アプリ１１によって使用される。複数のセンサが同じ最高重み付けを有する場合には、各センサからの汚染物質濃度情報を平均することができる。
【００６７】
所与のセグメント内に利用可能なセンサが存在しない場合、隣接するセグメント内のセンサからのデータを、再び最高の重み付け情報に基づいて使用することができる。やはりGPSデータ又は他の計算に基づいて、隣接するセグメント内のユーザ装置とセンサとの間の距離に基づいて、追加の重み付け係数を考慮することができる。
【００６８】
他の実施形態では、セグメントはユーザのGPS位置にセンタリングされ、センサのGPS又は短距離通信データに基づいて、所定の半径内にあるセンサのみが考慮される。
【００６９】
再び図4を参照すると、ユーザがXからYに移動すると、携帯装置１０は、その位置とセグメント内で費やされた時間との両方を記録する。汚染物質の濃度は、最も高い重み付けされたデータ源からそのデータを受け取ることによって、上述したように知られる。各セグメントにおける曝露は、従って、次式で計算され得る。
（セグメント内で費やされた時間）*（単位時間あたりのセグメント内の汚染物質濃度）・・・式１
【００７０】
これは横断されるセグメント毎に行なわれ、総計が曝露の総量として使用される。
【００７１】
計算は、例えば、フィットネスアプリケーションから決定されたユーザの呼吸数、心拍数の測定値から推定されるような因子などを考慮することによって更に向上させることができる。この場合、曝露は、次式によって計算され得る。
（セグメント内で費やされた時間）*（単位時間あたりのセグメント内の汚染物質濃度）*（呼吸速度）・・・式２
【００７２】
上記の計算が、汚染物質濃度がどのように提示されるかに依存することは、当業者には理解されるであろう。例えば、汚染物質濃度が前の１時間の平均曝露として示される場合、ユーザがそのセグメント内で２０分を費やした場合、その曝露は、提示された汚染物質濃度の３分の１として計算することができる。特定のデータ源は、曝露データ履歴を維持する。ユーザがセグメント内にいる場合、以前の期間に与えられた曝露データは実際には古くなっているため、かかるソースからのデータについてのより正確な推定は、インターネットなどを介して、データを検索するためのセンサidを用いて、例えば、１時間後などの後の時点における曝露データを検索することによって、取得され得る。
【００７３】
上述の曝露監視方法は、スマートフォン又はタブレットなどのモバイルデバイス上のプログラム又はアプリケーションとして、あるいは、専用の汚染測定デバイス上で実施され得ることが、当業者に理解されるであろう。スマートデバイス又は専用デバイス上でこの方法を実施するためのハードウェア及びソフトウェア要件は、当業者によって十分に理解される。
【００７４】
上述の実施形態は、例示目的でしかなく、本発明の技術アプローチを限定する意図はない。本発明が、好適な実施形態を参照して詳述されているが、当該技術分野における当業者は、本発明の特許請求の範囲の保護範囲内である本発明の技術アプローチが、本発明の技術アプローチの概念及び範囲を逸脱することなく、修正され、又は、等しく置き換えられ得ることを理解する。請求項において、「有する」なる用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形は、複数あることを除外しない。請求項中の任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【要約】
本出願は、大気汚染に対するユーザの曝露を監視するための方法であって、１又は複数のユーザ位置における複数の空気品質データ源から汚染物質情報を受信するステップと、複数のデータ源の少なくとも１つに関して各データ源からの汚染物質情報の品質を表す重み付けを決定するステップと、重み付けに基づいて複数のデータ源からデータ源を選択するステップと、所定の期間に亘ってユーザの曝露を決定するために選択されたデータ源からの汚染物質情報を集約するステップと、を有する方法に関する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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