缩小数字鸿沟：机器学习和数据科学如何帮助 Giga 绘制下一个百万所学校的地图

作者：联合国儿童基金会创新办公室 Giga 战略顾问 Paul Landers 和 Sophia Farrar

截至 2019 年底，近三分之一的年轻人（全球有 3.69 亿）无法访问互联网。缺乏连通性不仅带来不便，还关系到决定生活的机会。 数字包容性在平等获取前景和资源方面可以发挥巨大作用，从服务和信息到教育、就业，甚至是社交互动（正如我们在过去两年的 COVID-19 大流行中看到的那样）。

联合国儿童基金会和国际电联于 2019 年发起了 Giga 计划，旨在到 2030 年将每所学校连接到互联网，从而使每个年轻人都能获得信息、机会和选择。作为联合国儿童基金会学校连接映射的全球合作伙伴，爱立信一直与联合国儿童基金会在该计划的一个关键要素上密切合作，即绘制每所学校的网络映射全球范围内的连接，为名为 Project Connect 的雄心勃勃的实时地图平台提供重要数据。

随着 Giga 跨越 100 万所学校的重要里程碑，现在是庆祝我们迄今为止所取得的一切、探索这个雄心勃勃的项目背后的惊人技术和数据、并展望它将如何帮助解决学校连通性和支持全球教育机会的最佳时机。

我们的众包游戏可帮助玩家使用卫星图像识别学校。

尖端技术确保没有一所学校被抛在后面

世界上大约有 600 万所学校，但有关它们的信息却令人惊讶地缺乏 - 我们不知道它们都在哪里，更不用说它们是否有互联网接入或这些连接的质量。为所有学校实现互联是一项巨大且极其复杂的挑战。但数据在打破传统观念方面发挥着至关重要的作用建立一个坚实的基础是一项艰巨的任务，我们可以从中确定需要做什么、如何最好地利用资源以及最关键的需求在哪里。

虽然大部分初始学校位置数据来自与政府的合作，但许多学校缺乏其境内所有学校的全面、最新位置。面对这一挑战，我们正在转向数据科学和机器学习 (ML) 等尖端技术，以潜在地帮助缩小差距。

初步测试结果非常有希望。第一个试点是为哥伦比亚开发的，它确定了 7000 所不在教育部国家登记册中的学校——数量惊人，否则可能会被忽视。虽然机器学习算法仍处于训练阶段，但它们对该项目的贡献潜力是显而易见的。

Project Connect 地图显示学校的连接状态

那么它是如何运作的呢？

其概念是，机器学习算法将获取卫星图像，并根据操场、屋顶或建筑物排列等关键特征识别潜在的学校。训练算法是至关重要的第一步，因为它设定了使其成功的基准。为了支持培训过程，我们开发了一款任何人都可以在线玩的众包游戏。游戏首先教玩家如何通过卫星图像识别学校，然后要求他们运用自己的最佳判断力和所学到的知识来判断他们是否相信某个位置是学校（或不是）。通过这种方式做出贡献，玩家可以帮助算法了解潜在学校的样子，并随着时间的推移提高其准确性。  

当然，并不是每所学校都可以通过卫星图像轻松识别，也不一定在不同国家、甚至不同地区看起来都一样。因此，将开发许多算法，代表不同国家或地区的一系列不同景观 - 例如，特定于丛林、城市或乡村环境。

今年 10 月初，作为爱立信和联合国儿童基金会全球合作伙伴关系的一部分，由 250 多名爱立信志愿者组成的团队参加了众包游戏，在两周内验证了超过 150,000 个学校位置图像。 Giga 数据科学团队现在可以使用这些结果来测试和完善现有的机器学习算法。

Giga 还开发并将继续为政府举措开发工具和应用程序，使校长、校长和学生能够自行绘制学校地图，改进他们的信息系统和数据。该策略是采用多种方法来尝试确保没有学校被抛在后面。

映射连通性，释放可能性

一旦学校位置被绘制和验证，爱立信提供积极支持的一个重要的后续方面是收集和分析数据a 估计学校地点的互联网覆盖范围。

对覆盖数据的分析为 Project Connect 的主要挑战之一提供了答案 - 学校是否有互联网覆盖？

需要注意的是，覆盖范围并不等于连通性。例如，学校可能有 4G 覆盖，但没有有效的移动宽带连接。在这种情况下，虽然学校有宽带覆盖，但无法连接。

在此上下文中，覆盖范围是指学校所在地基于所涉及的接入技术（例如光纤等固定接入技术或 4G 等移动接入技术）的宽带服务的可用性。该数据可用于估计覆盖范围是否存在。如果学校有覆盖，数据也可以用来估计服务质量。

另一方面，连接性是指学校是否有活跃的订阅，无论底层技术如何 - 例如，固定或移动胆技术。  要使学校被视为“已连接”，必须有学校有效订阅的证据。

对连接数据的分析为 Project Connect 的另一个关键挑战提供了答案；即学校是否有有效的互联网连接。这不仅仅是学校是否联网的问题，而是定期、持续捕获的服务质量和能力的问题。

这种实时、持续的监控会产生大量数据。因此，还需要提供支持以确保数据得到充分理解和利用。它不仅可以成为问责制的有用工具，以确保保持联系，或者学校和政府获得他们投资的服务水平，还可以为更深入的分析和模式识别提供机会。

一旦您开始分析大量精细数据，新的、更智能的可能性就真正出现了。在以塞拉利昂为例，当学校位置数据与人口分布叠加时，显示有孩子居住在距离最近学校20公里的地方。这表明了以下两件事之一：要么我们错过了离这些孩子较近的学校位置，要么这些地区的孩子很可能没有上学。

像联合国难民署这样与世界各地的难民合作的合作伙伴也可以从这些数据中受益，利用它来验证难民营内学校的位置，或者学校是否可以访问互联网。这些地图甚至可以与天气图叠加，以便了解并随后预测学校的服务或连接中断情况。这些数据具有广泛的潜在用途，远远超出了学校连接的角度，这不仅可以造福社区，还可以造福世界。

这就是为什么数据可以公开使用和访问如此重要。教育及其他地点世界各地的基础资源都是公共物品，就像任何医疗中心或政府大楼一样。由于 Project Connect 是一个详细且透明的开源平台（及其数据），因此政府、学校、非政府组织或倡导者可以使用它来了解连接问题的范围，并用作我们指导进步的工具。

数字包容之路——超越绿点

虽然迄今为止已经取得了巨大进展，现已在 41 个国家/地区绘制了 100 万所学校的地图，但要实现到 2030 年连接所有学校的目标，还有很长的路要走。在地图上获得显示学校已“连接”的令人垂涎的绿点并不是唯一需要克服的障碍。

在数字包容性和缩小鸿沟方面，有意义的连接才是真正重要的。这很复杂，需要考虑许多因素才能取得真正的成功。

基础设施可能是最重要的之前的挑战。有意义的连接不仅需要网络基础设施、桅杆和适当的接入设备，还需要稳定、可靠的电力供应。

另一个障碍是可访问性：确保所有人都能负担得起并可访问——无论是在身体上还是在数字素养以及提供有意义的本地内容方面。如果学生和社区要真正利用、理解互联的全部机会并从中受益，那么使用设备、导航和查找正确信息以及获取与文化和语言相关的内容的技能至关重要。

经验告诉我们，数字包容性的主要挑战通常是财务方面的。作为数据科学领域和理解技术业务案例方面的专家，我们明白这就是数据的真正力量以及 Giga 计划的映射阶段真正发挥作用的地方。

Giga 使用地图和数据通过 Project Connect 聚集起来，结合创新的融资和采购模式，提供强有力的、有说服力的基础或证据基础，建议政府、非政府组织和合作伙伴利用投资方案并获得他们所需的资源和支持——不仅是为了连接学校，也是为了一个更加公平、可持续和互联的世界。

了解更多信息，或帮助支持使命

你想帮忙吗？花点时间通过 Project Connect 地图游戏帮助训练算法。

详细了解由国际电联和联合国儿童基金会牵头的 Giga 计划，或探索实时全球学校连接地图平台 Project Connect。

在我们的爱立信新闻播客中详细了解爱立信和联合国儿童基金会的合作伙伴关系如何帮助加快学校连通性。

详细了解网络中的人工智能以及人工智能的潜力。

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