Forschung Feinstaubbelastung per Smartphone messen

Feinstaub messen mit dem Smartphone – die Forscher des KIT Karlsruhe sind auf einem guten Weg.
Feinstaub messen mit dem Smartphone – die Forscher des KIT Karlsruhe sind auf einem guten Weg.

Der Sensor soll ähnlich wie ein Rauchmelder funktionieren und nutzt die Kamera des Smartphones. Durch die Messergebnisse vieler Nutzer soll eine genaue Karte mit Belastungswerten entstehen.

Feinstaubbelastung ist nicht nur ein Problem von asiatischen Megacities oder Städten wie Rio und Los Angeles. Auch in europäischen Innenstädten sind die Feinstaubwerte regelmäßig viel zu hoch. Für viele Alltags-Spaziergänger und Freizeitsportler lautet die spannende Frage also: Wie hoch ist die Feinstaubbelastung an meiner täglichen Joggingstrecke und in meiner üblichen Umgebung?

Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln einen Sensor, der sich einfach an ein Smartphone anschließen lässt. In Zukunft sollen Nutzerinnen und Nutzer über gemeinschaftliches Messen – man könnte auch sagen »Social Sensing« beim Erstellen einer Belastungskarte mitwirken können. Die Karte wird dann umso genauer, je mehr Menschen sich beteiligen.

Das Prinzip der Feinstaub-Messung per Smartphone entspricht dabei dem einfacher optischer Sensoren: Anstelle der sonst in Sensoren üblichen Infrarot-LED gibt hier der Blitz des Smartphones Licht in den Messbereich ab. Sind dort Staub oder Rauch vorhanden, streuen sie dieses Licht. Die Kamera dient als Rezeptor und fängt das Messergebnis als Bild auf. Anschließend lässt sich die Helligkeit der Pixel in die Staubkonzentration umrechnen.

Bei der Genauigkeit können die Smartphone-Sensoren mit den spezialisierten Geräten zwar noch nicht konkurrieren, ihr Vorteil ist der Preis. »Die Geräte an den offiziellen Messstationen der Landesanstalt für Umwelt- und Messtechnik in Baden-Württemberg sind sehr präzise, aber auch sehr groß, sehr teuer und statisch. Deshalb gibt es zum Beispiel in Karlsruhe nur zwei solche Messpunkte,«, sagt Informatiker Matthias Budde, der das System entwickelt hat. Größere Genauigkeit will er über eine hohe Messdichte erreichen. Durch die lokale Nähe zueinander könnten Sensoren zudem gegeneinander kalibriert werden. Als mögliches Anwendungsszenario sieht er daher vor allem das gemeinschaftliche Messen: Interessierte Nutzerinnen und Nutzer nehmen an unterschiedlichen Orten in ihrer Stadt Messdaten auf und teilen sie. Daraus, so Buddes Idee, ließe sich dann eine Feinstaubbelastungskarte für die jeweilige Stadt in Echtzeit erstellen.