@MASTERSTHESIS{ 2023:672119959, title = {DustAI: Monitor de Material Particulado de Baixo Custo com Calibração via Aprendizado de Máquina}, year = {2023}, url = "https://tede.unioeste.br/handle/tede/7102", abstract = "Sensores de Baixo Custo de Material Particulado (MP-BC) vêm sendo estudados ao redor do mundo como alternativa viável às custosas estações de referência para monitoramento de qualidade do ar. Porém, sensores MP-BC são imprecisos e sujeitos à incertezas, sofrendo com as condições do ambiente em que operam. A calibração destes sensores pode ser realizada por diferentes métodos, onde o sensor é colocado em um ambiente real sujeito as condições ambientais do local e sua medida comparada com um equipamento de referência. Este trabalho propõe o desenvolvimento do dispositivo DustAI, um monitor de baixo custo de material particulado com calibração na nuvem. A calibração é realizada utilizando modelos de Aprendizado de Máquina (AM). Hospedar o modelo de AM na nuvem oferece flexibilidade e escalabilidade. As medidas obtidas pelo DustAI são transmitidas para Internet em tempo real utilizando uma rede sem fio de longo alcance e baixa potência com a tecnologia LoRaWAN. A obtenção dos modelos de AM ocorreu após os sensores de MP-BC serem comparados com equipamentos de referência em três momentos distintos durante 4, 5, e 1 mês. Resultados obtidos através das coletas mostraram a necessidade de calibração e que temperatura e umidade afetam as leituras dos sensores. Os modelos de calibração obtidos foram capazes de aumentar a correlação linear (Pearson) e diminuir o erro médio absoluto (MAE) e o quadrático (MSE), com destaque para os seguintes algoritmos de AM: XGBoost, LGBM e CatBoost. Ao gerar um modelo de calibração com dados de duas semanas com medidas coletadas pelo DustAI, a correlação linear do MP10 aumentou de 0,48 para 0,74 e para o MP2,5 aumentou de 0,69 para 0,79. O MAE do MP10 baixou de 16,56 para 6,88 e o MSE de 472,25 para 126,66. E do MP2,5 de 3,39 para 2,25 (MAE) e 22,27 para 10,69 (MSE).", publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação}, note = {Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas} }