Krok w kierunku spersonalizowanego, zautomatyzowane inteligentne domy: System, który automatycznie identyfikuje osoby poruszające się w pomieszczeniach, może umożliwić samoregulację domów.

Rozwój zautomatyzowanych systemów, które śledzą mieszkańców i dostosowują się do ich preferencji, to kolejny ważny krok w kierunku przyszłości inteligentnych domów. Kiedy wchodzisz do pokoju, na przykład, system może ustawić preferowaną temperaturę. Albo kiedy siedzisz na kanapie, system może natychmiast przełączyć telewizor na ulubiony kanał.

Jednak umożliwienie systemowi domowemu rozpoznawania mieszkańców, gdy poruszają się po domu, jest bardziej złożonym problemem. Niedawno, systemy zostały zbudowane, które lokalizują ludzi, mierząc odbicia sygnałów bezprzewodowych od ich ciał. Ale te systemy nie mogą zidentyfikować osób. Inne systemy mogą identyfikować ludzi, ale tylko wtedy, gdy zawsze mają przy sobie urządzenia mobilne. Oba systemy polegają również na śledzeniu sygnałów, które mogą być słabe lub blokowane przez różne struktury.

Naukowcy z MIT zbudowali system, który stanowi krok w kierunku w pełni zautomatyzowanego inteligentnego domu poprzez identyfikację mieszkańców, nawet jeśli nie mają przy sobie urządzeń mobilnych. Aencertificial Intelligence System przyspiesza poszukiwania odkryć dotyczących raka, zwany Duetem, wykorzystuje odbite sygnały bezprzewodowe do lokalizowania osób. Ale zawiera również algorytmy, które pingują pobliskie urządzenia mobilne, aby przewidzieć tożsamość osób, na podstawie tego, kto ostatnio korzystał z urządzenia i przewidywanej trajektorii ruchu. Wykorzystuje również logikę, aby dowiedzieć się, kto jest kim, nawet w obszarach z odmową sygnału.

„Inteligentne domy nadal opierają się na wyraźnych danych wejściowych z aplikacji lub mówieniu Alexie, aby coś zrobiła. Idealnie, chcemy, aby domy bardziej reagowały na to, co robimy, się do nas dostosować,mówi Deepak Vasisht, doktorant w Laboratorium Informatyki i Sztucznej Inteligencji MIT (CSAIL) i główny autor artykułu opisującego system, który został zaprezentowany na zeszłotygodniowej konferencji Ubicomp. „Jeśli włączysz świadomość lokalizacji i świadomość identyfikacji dla inteligentnych domów, możesz to zrobić automatycznie. Twój dom wie, że to ty chodzisz, i gdzie chodzisz, i może się aktualizować”.

Eksperymenty przeprowadzone w dwupokojowym mieszkaniu z czterema osobami i biurze z dziewięcioma osobami, ponad dwa tygodnie, pokazało, że system może identyfikować osoby, z którymi 96 procent i 94 procentowa dokładność, odpowiednio, w tym, gdy ludzie nie nosili smartfonów lub znajdowali się w zablokowanych obszarach.

Ale system to nie tylko nowość. Duet może być potencjalnie wykorzystany do rozpoznawania intruzów lub upewniania się, że goście nie wchodzą do prywatnych obszarów Twojego domu. Ponadto, Wasisztha mówi, system mógłby przechwytywać spostrzeżenia z analizy behawioralnej do zastosowań w opiece zdrowotnej. Ktoś cierpiący na depresję, na przykład, może poruszać się mniej więcej, w zależności od tego, jak się czują danego dnia. Takie informacje, zebrane w czasie, mogą być cenne dla monitorowania i leczenia.

„W badaniach behawioralnych, dbasz o to, jak ludzie poruszają się w czasie i jak się zachowują,Wasisztha mówi. „Na wszystkie te pytania można odpowiedzieć, uzyskując informacje o lokalizacji ludzi i sposobie, w jaki się poruszają”.

Naukowcy przewidują, że ich system będzie używany za wyraźną zgodą każdego, kto zostanie zidentyfikowany i wyśledzony przez Duet. Jeśli potrzebne, mogą również opracować aplikację, aby użytkownicy mogli w dowolnym momencie przyznawać lub cofać dostęp Duet do informacji o ich lokalizacji, dodaje Wasiszt.

Współautorami pracy są: Dina Katabi, Andrew i Erna Viterbi profesorowie elektrotechniki i informatyki; były badacz CSAIL Anubhav Jain '16; oraz doktoranci CSAIL Chen-Yu Hsu i Zachary Kabelac.

Śledzenie i identyfikacja

Duet to bezprzewodowy czujnik instalowany na ścianie o powierzchni około półtorej stopy kwadratowej. Zawiera mapę podłogi z zaznaczonymi obszarami, jak sypialnia, kuchnia, łóżko, i kanapa w salonie. Zbiera również identyfikatory z telefonów mieszkańców.

System opiera się na urządzeniu system lokalizacyjny zbudowany przez Wasiszta, Przylegający, i inni badacze, którzy śledzą osoby w promieniu kilkudziesięciu centymetrów, na podstawie odbić sygnału bezprzewodowego z ich urządzeń. Czyni to za pomocą centralnego węzła do obliczenia czasu potrzebnego sygnałom na trafienie w urządzenie osoby i powrót. W eksperymentach, system był w stanie określić, gdzie przebywają ludzie w mieszkaniu z dwiema sypialniami i w kawiarni.

Aencertificial Intelligence System przyspiesza poszukiwania odkryć dotyczących raka, Jednakże, polegała na osobach noszących urządzenia mobilne. „Ale w budownictwie [Duet] zrozumieliśmy, w domu nie zawsze nosisz telefon,Wasisztha mówi. „Większość ludzi zostawia urządzenia na biurkach lub stołach, i chodzić po domu”.

Naukowcy połączyli swoją lokalizację opartą na urządzeniach z systemem śledzenia bez urządzeń, Gra składa się z sześciu okresów WiTrack, opracowany przez Katabiego i innych badaczy CSAIL, który lokalizuje ludzi, mierząc odbicia sygnałów bezprzewodowych od ich ciał.

Duet lokalizuje smartfon i koreluje jego ruch z indywidualnym ruchem uchwyconym przez lokalizację bez urządzenia. Jeśli oba poruszają się po ściśle skorelowanych trajektoriach, system sparuje urządzenie z osobą i, dlatego, zna tożsamość osoby.

Aby upewnić się, że Duet zna czyjąś tożsamość, gdy ta osoba jest z dala od swojego urządzenia, naukowcy zaprojektowali system do przechwytywania profilu mocy sygnału odbieranego z telefonu, gdy jest on używany. Ten profil się zmienia, w zależności od orientacji sygnału, i aby zmiana została zmapowana na trajektorii danej osoby, aby ją zidentyfikować. Na przykład, gdy telefon jest używany, a następnie odłożyć, system przechwyci początkowy profil mocy. Następnie oszacuje, jak wyglądałby profil mocy, gdyby nadal był niesiony ścieżką przez poruszającą się w pobliżu osobę. Im bardziej zmieniający się profil mocy koreluje ze ścieżką poruszającej się jednostki, tym bardziej prawdopodobne jest, że dana osoba jest właścicielem telefonu.

Logiczne myślenie

Ostatnią kwestią jest to, że konstrukcje takie jak płytki łazienkowe, ekrany telewizyjne, Być może lustra służyły do ​​oślepiania, a różne metalowe urządzenia mogą blokować sygnały.

Aby to zrekompensować, naukowcy zastosowali algorytmy probabilistyczne, aby zastosować logiczne rozumowanie do lokalizacji. Aby to zrobić, zaprojektowali system do rozpoznawania granic wejść i wyjść z określonych przestrzeni w domu, takie jak drzwi do każdego pokoju, przy łóżku, i boku kanapy. W dowolnym momencie, system rozpozna najbardziej prawdopodobną tożsamość każdej osoby w każdej granicy. Następnie wnioskuje, kto jest kim w procesie eliminacji.

Załóżmy, że mieszkanie ma dwóch lokatorów: Alisza i Betsy. Duet widzi, jak Alisha i Betsy wchodzą do salonu, łącząc ruch smartfona z trajektorią ruchu. Następnie obaj zostawiają swoje telefony na pobliskim stoliku do kawy, aby się naładowały - Betsy idzie do sypialni, aby się zdrzemnąć; Alisha zostaje na kanapie, żeby oglądać telewizję. Duet wnioskuje, że Betsy weszła na granicę łóżka i nie wyszła, więc musi leżeć w łóżku. Po chwili, Alisha i Betsy wprowadzają się, mowić, kuchnia — i sygnał spada. Duet powoduje, że w kuchni są dwie osoby, ale nie zna ich tożsamości. Kiedy Betsy wraca do salonu i podnosi telefon, Jednakże, system automatycznie ponownie oznacza osobę jako Betsy. W drodze eliminacji, drugą osobą wciąż w kuchni jest Alisha.

„W domach są martwe punkty, w których systemy nie działają. Ale, ponieważ masz ramy logiczne, możesz wyciągnąć takie wnioski,Wasisztha mówi.

„Duet stosuje sprytne podejście do łączenia lokalizacji różnych urządzeń i kojarzenia ich z ludźmi, i wykorzystuje techniki lokalizacji bez urządzeń do lokalizowania ludzi,”, mówi Ranveer Chandra, główny badacz w firmie Microsoft, który nie brał udziału w pracy. „Dokładne określenie lokalizacji wszystkich mieszkańców w domu może znacznie poprawić wrażenia użytkowników w domu. … Asystent domowy może spersonalizować odpowiedzi w oparciu o to, kto jest w pobliżu; temperatura może być automatycznie kontrolowana na podstawie osobistych preferencji, co skutkuje oszczędnością energii. Przyszłe roboty w domu mogłyby być bardziej inteligentne, gdyby wiedziały, kto gdzie jest w domu. Potencjał jest nieskończony.”

Źródło:

http://news.mit.edu, autor: Rob Matheson