Ändrar din hemort färg? LED-lampor är nya saker för att belysa våra nätter, lovande att spara pengar på myndigheterna, minska underhållskostnaderna och erbjuda en genväg till den smarta, anslutna staden.

Problemet är att det är liten medvetenhet om hur dåligt utformad LED-belysning kan ha en potentiellt förödande effekt på integritet, människors hälsa, vetenskaplig forskning och den naturliga världen.

Så det är dags att vi alla känner till LED-belysning bättre - och standarderna är tillräckligt höga för våra så kallade smarta städer?

Smart stad på en pinne?

LED-gatubelysning förändrar snabbt hur våra gator ser ut, men de används också för att skapa smarta städer.

Los Angeles blev nyligen världens första stad för att distribuera Philips-anslutna gatubalkar, som också fungerar som 4G LTE-celltorn, och Doncaster i Storbritannien har bara 33 000 trådlösa anslutna LED-gatubelysning som använder en banbrytande låg effekt, bred yta och ultra trådlös bredbandsteknik för att effektivt vända varje lamppost till en router.

Det betyder att det är troligt att vi snart ska se LED-gatubelys utrustade med CCTV-kameror, Wi-Fi-routrar och digital skyltning.

De kommer att vara beväpnade med flera sensorer som övervakar luftkvaliteten, hyperlokal väder, trafikflöden, närliggande parkeringsplatser, fotfall på trottoarer och trottoarer och bullerförorening.

De kan till och med fungera som en laddstation för elbilar och använda Bluetooth för att lokalisera var varje enskild medborgare kommunicerar med telefoner och bärbara datorer.

Det verkar som ett bra sätt att göra våra liv mer avancerade - så varför är det oro över användningen av denna nya teknik?

Integritetsfrågor

Medan sensorlampade LED-gatubelysning kan ge många fördelar, kommer de med stora oro över sin oupphörliga insamling av data.

Vill någon verkligen ha en sensor som spårar sin telefon eller bärbar enhet, kanske inspelar deras hjärtfrekvens när de passerar ett LED-gatubelysning? Eller ens våra samtal? Den tekniken kommer snart att vara här, med ShotSpotter-system - skottupptäckt eller mikrofoner på gatubelysning - som redan beaktas.

"Intelligent gatumöbler är inte det första exemplet på en ansluten stad. Tjänster som CCTV och nödsystem är utformade för att öka allmän säkerhet, men kan ses av vissa som" Big Brother ", säger Jon Scott, produktutvecklingschef på Marshalls, som specialiserar sig på LED-belysning och smarta gatumöbler.

Det är en fråga om balans: medborgarna behöver veta vad deras data används till och varför.

"Anonymiserad användardata är ett bra första steg för att begränsa möjligheten för att en användare ska spåras genom ett system och specifikt identifieras", säger Scott, men han anser att ett annat alternativ kan vara att utforska användningen av fysiskt separata enheter.

"Fristående Bluetooth-taggar skulle säkerställa att data som krävs för att interagera med en smart stad hålls separat från känsliga data som hålls på en persons mobiltelefon eller annan enhet," tillägger han. "Avvägningen är att individer kommer att njuta av mindre personligt stöd från den smarta staden själv."

Kall och ovälkomlig

En annan fråga är att LED-lampor installeras på de billiga. De kan ha potential att vara kärnan i smarta städer, men för närvarande är de klumpigt installerade utan kunskap eller samråd och kan lagra hälsoproblem för oss alla.

Vit LED-belysning är mer energieffektiv och håller längre än de orange högtrycksnatriumljusen som de snabbt byter ut, men det kommer till en kostnad som är bortom finansiell.

Den första är bländning; De nya LED-gatubelysen gör det svårare att se någonting i skuggorna som kastas av bilar och träd. Den andra är att dåligt utvalda LED-gatubelysning skapar ett kliniskt vitt ljus.

"Ett vanligt klagomål om LED-lampor är att det ljus de producerar är" kallt "eller ovälkomligt, och det finns faktiskt en stark evolutionär anledning till detta", säger Scott.

"Vi har utvecklats för att associera varmröd / orange ljus från naturliga källor, till exempel inställning och stigande sol och eldlys, som förknippas med gryning och skymning, som i allmänhet är vila," tillägger han.

"Men vår hjärna känner igen blått ljus - vilket också sänds från TV, mobil och datorer - som dagtid, och för mycket av det kan slå vår naturliga kroppsrytm ur synkronisering."

LED-lampor innehåller mycket blått ljus, vilket har negativa effekter på människors hälsa (liksom hälsan hos fåglar, sköldpaddor och insekter) enligt American Medical Association, som säger att vita LED-lampor har fem gånger större inverkan på cirkadiska sömnrytmer än lamporna som de ersätter.

Alla vet om behovet av att sluta stirra på tabletter och telefoner en timme före sängtiden (det blå ljuset undertrycker melatoninproduktionen på natten), med märken som Apple och Samsung bakar förmågan att gradvis ändra ljuset från LED-skärmar till varmare, mindre skadliga nyanser i sina enheter.

Den stora blåen

Att använda dessa specifika vita LED-lampor handlar egentligen bara om att spara pengar, eftersom mer intelligenta LED-tekniker vanligtvis ignoreras.

"Det blå ljuset som produceras inuti LED-lampan ändras till vitt genom användning av fosforbeläggningar, som absorberar lite av ljusenergin och omvandlar den till ett varmare gult ljus", säger Scott.

Det är blandningen av gult och blått som skapar ljuset, som vi uppfattar som vitt. "Omvandlingsprocessen är inte 100% effektiv, så kallare ljus - där mindre blå ljus omvandlas - är effektivare än varmare glödlampor", tillägger han.

Mängden blått ljus som vi utsätts för blir mer kontrollerbar, så det är lätt möjligt att uppnå en balans mellan ljus som är mycket effektiva och ljus som är glädjande för ögat och mindre skadliga - det handlar bara om myndigheter tror att det finns en riktig kostnadseffekt vid användningen av dem.

Evig skymning

"Den nya världens Atlas of Artificial Sky Brightness visade att cirka 70% av USAs landområde befinner sig i ett tillstånd av evig skymning på natten, och når aldrig naturliga nivåer av mörker", säger John Barentine, programchef på International Dark- Sky Association (IDA) i Phoenix, Arizona och författare till The Lost Constellations.

Det största problemet är återigen det blå ljuset som produceras av nuvarande gatubelysning. "Vita lysdioder är nummer ett problem som står inför oss", säger han.

Någon som tittar på Nasas Blue Marble-bild kan se att det redan är ett stort stort problem - världen lyser ljusare varje natt.

En av de största rörelserna för mörka himmel i USA är centrerad på Flagstaff, en certifierad Dark Sky Community som länge kämpat för att hålla sitt skid mörkt. Det har en påtaglig anledning att göra det, eftersom på Mars Hill, knappt en halv mil från centrum av staden, är Lowell observatoriet, där Pluto upptäcktes 1930.

Den pensionerade astronomen Christian Luginbuhl på Flagstaff Dark Skies Coalition publicerade ett forskningspapper 2014, vilket visade att om du byter från högtrycksnatrium till vit LED, kommer "himmelsglöd" att öka enormt, även om du matchar det totala antalet lumen ( ljusstyrkan kastas ut) av ljus.

"Det var ett ögonöppnande ögonblick", säger Barentine. "Det visade att även när städer konverterar till den nya LED-tekniken gör det som vi tycker är bra - genom att inte lägga till mer ljus när det gäller kvantitet - hamnar de fortfarande med mer himmelglöd."

Problemet är att vita LED-system ger mycket mer kortvågsljus än högtrycksnatrium, vilket är smalt band. Tyvärr sprids kortvågsljus.

Teknik till räddning

Det behöver inte vara så, och tekniken har som vanligt ett svar. Även progressiv Flagstaff behöver dra nytta av LED: s otvivelade ekonomiska fördelar, men till skillnad från de flesta städer rusar det inte in och köper den billigaste LED-lösningen utan att först försöka ut natthimlen och ögonvänliga alternativ som redan finns på marknaden.

Staden testar för närvarande både smalbandgult (NBA) och filtrerad vit LED (FLED). NBA-armaturer - rekommenderas av National Optical Astronomy Observatory - ger mestadels gult ljus, medan FLED är en vanlig vit LED-armatur med ett glasfilter över toppen som undertrycker kortvågsblått ljus.

Tillsammans löser dessa tekniker i stor utsträckning problemet med himmelglöd, samtidigt som de uppnår samma låga elkostnader, men de är nyare, så har inte skalfördelar.

"Världens städer i de närmaste åren kommer att bli ljusare - sett från marken och från rymden - som ett resultat av dessa omvandlingar", erkänner Barentine. Resultatet? Planeten är mer än dubbelt så ljus som det behöver vara om lösningar inte hittas.

Ljus i slutet av tunneln

Det behöver inte vara fallet, och kanske - bara kanske - det kommer det inte. LED-armaturer är så små att ljusfördelningen kan kontrolleras noggrant, med lämpligt skärmminskande spill.

"Denna mer exakta ljusfördelning innebär att vi kan minska påverkan på det lokala vilda djuret, speciellt nattliga jägare som fladdermus, och även skära ner på himmelglöd", säger Scott.

Marshalls har utvecklat M-LIVE-teknik som skapar intelligenta gatumöbler som kan styra belysning.

"Det gör att ljusnivåer kan anpassas till kraven hos närliggande användare genom användning av närhetstekniska tekniker, inklusive rörelsesensning och trådlösa kommunikationssystem, till exempel Bluetooth," tillägger Scott..

Street lights kommer därför bara att slås på när de känner en smartphone som kommer deras väg. Nu är det effektivitet.

Omvänd trend

Så det är klart vad som behövs för att stoppa den här trenden: Skydda, filtrerade LED-lampor som avger varmt ljus, dimma när ingen är kvar. Men det måste bli strikta kontroller både på ljusutgången och på vad som händer med data som samlas in av sensorer på nätverkslampor med LED-lampor, också.

Medan den nya teknologin sparar pengar och bidrar till att minska energianvändningen finns det ett bestämt behov av mer forskning om vad tekniken ska göra och hur den kan påverka samhället i stort - både mentalt och fysiskt.

Myndigheterna måste börja leverera noggrant planerad och kontrollerad LED-gatubelysning och inser att det har potential att byta våra städer till de bättre överlagrade vita LED-systemen - även om de erbjuder den billigaste vägen för att göra våra liv mer anslutna.

Varför? Eftersom den smarta staden handlar om att skapa önskvärda mänskliga livsmiljöer, sparar inte bara pengar.

  • Anslutna hem är mindre skrämmande - och de är också ganska fantastiska.

Huvudbildskredit: Philips