IBM的“绿色地平线”：应对北京雾霾的人工智能系统

【编者按】本文编译自 MIT TechnologyReview，原作者Will Knight。

一到冬天，北京就从卫星地图上消失了， 奥巴马愤怒的把绝密报告摔在桌上， “到底是什么先进武器？ 北京雾霾究竟有多可怕？ 连你们都不敢去？” 钢铁侠、绿巨人、蝙蝠侠等羞惭地低下头。忽然，金刚狼提议： “擎天柱肯定可以！他不需要呼吸！” 掌声响起！擎天柱默默地说：“我尼玛的限号！”

（11.30 13:00-12.1 13:00，北京AQI居高不下。| 图片来源：中国天气网）

至12月1日上午，北京已经持续重度污染5天了，空气呛鼻，全城淹没在一片灰蒙中，北京气象台发布霾黄色和空气重污染橙色预警持续40小时，这是2015年经历的最严重空气污染。

擎天柱都不敢来了，北京的雾霾还有得治吗？

今年八月底，IBM宣布，他们已经开发出一个人工智能系统，可提前72小时预测北京空气污染情况。

北京作为中国首都，跟很多大城市一样，工厂林立，煤燃料释放出的有害气体让整个城市乌烟瘴气。但空气污染是由多种因素共同导致的，比如工业活动、交通状况、天气情况等。

（乌烟瘴气的北京城区 | 图片来源：中新网）

IBM研究人员通过电脑系统进行测试，找到了提前72小时预测城市不同地方污染程度的新方法。他们先给不同地区建立相应的子模型，在模型里存储着大量的数据，然后把这些数据综合分析。这个系统在评估之余还能给出合理化的治理建议，如“怎么把污染降低到可接受的程度”，是通过关闭某家工厂还是对车辆实行限行呢？同样深受污染之害的河北也在开发类似的系统。

“我们建立这样一个原型系统，在这个原型系统里我们可以提前72小时提供几乎精确的空气质量预报。”

IBM中国研究部的主管沈小伟说，“我们的研究人员现在正在努力增加系统的功能，希望可以实现提供更早的天气质量预测，比如提前十天。同时，我们还加入了其他的功能，比如污染源追踪、相关案列分析，并对减排措施给出合理化建议。”

这个工程被誉为“绿色地平线”。

其实它是IBM通过先进仪器将研究与现实结合的一个缩影。

IBM所使用的先进仪器可以在庞大的数据之中挖掘到本质的东西，称为“认知计算”。

这个预测工程简直算是科技运用的典范，IBM公司打算借此把这个工程推向其他同样深受污染困扰的国家。 目前，IBM把人工智能运用到各个领域，从医疗健康到咨询服务。

认知计算效应主要包括两部分，自然语言处理和统计技术。统计技术由沃森电脑系统研发而成，沃森电脑曾参加过名为Jeopardy的游戏竞技，其本身也有很多机器学习的途径。

（IBM沃森参加智力比赛节目 | 图片来源：百度百科）

毫无疑问，污染预测是充满挑战的。IBM充分利用了由北京环境保护局提供的相关数据，不断优化模型。

沈小伟还透露道，预测空气污染的标准是一千米的分辨率，这个系统比用传统方法准确率高出30%。IBM系统采用的是“可调整的机器学习方法”，这就决定了它可以做出最适合的模型。根据加州大学伯克利分校的调查研究显示，中国每年有超过100万人死于空气污染。

在中国，空气污染无疑是最严重的公共健康问题之一，同时也是政治辩论的重点。

中国希望到2017年底可以把空气质量提高10%，国务院也正式发布了《大气污染防治行动计划》。今年四月，坐落于北京的慈善机构绿色和平组织东亚分部曾对中国360个城市做过一次分析，数据显示，尽管在过去一年里这些城市的空气质量都有提升，但是其中351个城市都有空气污染问题，空气质量大大超过了中国制定的空气质量标准，空气颗粒物平均级别甚至是世界卫生组织公布标准的2.5倍之多。