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Um passo em direção à personalização, casas inteligentes automatizadas: O sistema que identifica automaticamente as pessoas que se movimentam dentro de casa pode permitir que as casas se autoajustem.

O desenvolvimento de sistemas automatizados que rastreiam os ocupantes e se adaptam às suas preferências é o próximo passo importante para o futuro das casas inteligentes. Quando você entra em uma sala, por exemplo, um sistema pode definir a sua temperatura preferida. Ou quando você se senta no sofá, um sistema pode mudar instantaneamente a televisão para o seu canal favorito.

Mas permitir que um sistema doméstico reconheça os ocupantes enquanto eles se movimentam pela casa é um problema mais complexo. Recentemente, sistemas foram construídos para localizar humanos medindo os reflexos de sinais sem fio em seus corpos. Mas esses sistemas não conseguem identificar os indivíduos. Outros sistemas podem identificar pessoas, mas apenas se eles estiverem sempre carregando seus dispositivos móveis. Ambos os sistemas também dependem de sinais de rastreamento que podem ser fracos ou bloqueados por várias estruturas..

Pesquisadores do MIT construíram um sistema que dá um passo em direção a uma casa inteligente totalmente automatizada, identificando os ocupantes, mesmo quando não estão carregando dispositivos móveis. Sistema de Inteligência Acertificial acelera a busca por descobertas de câncer, chamado Dueto, usa sinais sem fio refletidos para localizar indivíduos. Mas também incorpora algoritmos que fazem ping em dispositivos móveis próximos para prever as identidades dos indivíduos., com base em quem usou o dispositivo pela última vez e na trajetória de movimento prevista. Ele também usa lógica para descobrir quem é quem, mesmo em áreas com sinal negado.

“As casas inteligentes ainda são baseadas em informações explícitas de aplicativos ou na solicitação de Alexa para fazer algo. Idealmente, queremos que as casas sejam mais reativas ao que fazemos, para se adaptar a nós,"diz Deepak Vasisht, um estudante de PhD no Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT (CSAIL) e autor principal de um artigo descrevendo o sistema que foi apresentado na conferência Ubicomp da semana passada. “Se você ativar o reconhecimento de localização e o reconhecimento de identificação para casas inteligentes, você poderia fazer isso automaticamente. Sua casa sabe que é você andando, e por onde você está andando, e pode se atualizar.”

Experimentos feitos em um apartamento de dois quartos com quatro pessoas e um escritório com nove pessoas, mais de duas semanas, mostrou que o sistema pode identificar indivíduos com 96 por cento e 94 precisão percentual, respectivamente, inclusive quando as pessoas não carregavam seus smartphones ou estavam em áreas bloqueadas.

Mas o sistema não é apenas novidade. O Duet pode ser usado para reconhecer intrusos ou garantir que visitantes não entrem em áreas privadas da sua casa. Além disso, Vasisht diz, o sistema poderia capturar insights de análise comportamental para aplicações de saúde. Alguém que sofre de depressão, por exemplo, pode se movimentar mais ou menos, dependendo de como eles estão se sentindo em um determinado dia. Essas informações, coletados ao longo do tempo, pode ser valioso para monitoramento e tratamento.

“Em estudos comportamentais, você se preocupa com a forma como as pessoas estão se movendo ao longo do tempo e como as pessoas estão se comportando,Vasisht diz. “Todas essas perguntas podem ser respondidas obtendo-se informações sobre a localização das pessoas e como elas estão se movendo.”

Os pesquisadores prevêem que seu sistema seria usado com consentimento explícito de qualquer pessoa que fosse identificada e rastreada pelo Duet.. Se necessário, eles também poderiam desenvolver um aplicativo para os usuários concederem ou revogarem o acesso do Duet às suas informações de localização a qualquer momento, Vasisht acrescenta.

Os co-autores do artigo são: Dina Katabi, o Professor Andrew e Erna Viterbi de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação; ex-pesquisador CSAIL Anubhav Jain '16; e estudantes de doutorado CSAIL Chen-Yu Hsu e Zachary Kabelac.

Rastreamento e identificação

Duet é um sensor sem fio instalado em uma parede com cerca de 30 centímetros quadrados. Ele incorpora um mapa térreo com áreas anotadas, como o quarto, cozinha, cama, e sofá da sala. Também coleta etiquetas de identificação dos telefones dos ocupantes.

O sistema baseia-se em um dispositivo baseado em sistema de localização construído por Vasisht, Adjacente, e outros pesquisadores que rastreiam indivíduos dentro de dezenas de centímetros, com base nas reflexões do sinal sem fio de seus dispositivos. Isso é feito usando um nó central para calcular o tempo que os sinais levam para atingir o dispositivo de uma pessoa e viajar de volta.. Em experimentos, o sistema foi capaz de identificar onde as pessoas estavam em um apartamento de dois quartos e em um café.

Sistema de Inteligência Acertificial acelera a busca por descobertas de câncer, Contudo, dependia de pessoas carregando dispositivos móveis. “Mas na construção [Dueto] nós percebemos, em casa você nem sempre carrega seu telefone,Vasisht diz. “A maioria das pessoas deixa dispositivos em escrivaninhas ou mesas, e andar pela casa.”

Os pesquisadores combinaram sua localização baseada em dispositivo com um sistema de rastreamento sem dispositivo, chamado WiTrack, desenvolvido por Katabi e outros pesquisadores CSAIL, que localiza pessoas medindo os reflexos dos sinais sem fio em seus corpos.

O Duet localiza um smartphone e correlaciona seu movimento com o movimento individual capturado pela localização sem dispositivo. Se ambos estiverem se movendo em trajetórias estreitamente correlacionadas, o sistema emparelha o dispositivo com o indivíduo e, assim sendo, conhece a identidade do indivíduo.

Para garantir que o Duet conheça a identidade de alguém quando ele estiver longe do dispositivo, os pesquisadores projetaram o sistema para capturar o perfil de potência do sinal recebido do telefone quando ele é usado. Esse perfil muda, dependendo da orientação do sinal, e que a mudança seja mapeada para a trajetória de um indivíduo para identificá-los. Por exemplo, quando um telefone é usado e depois desligado, o sistema capturará o perfil de energia inicial. Em seguida, ele estimará como seria o perfil de potência se ainda estivesse sendo carregado ao longo de um caminho por um indivíduo próximo em movimento.. Quanto mais próxima a mudança do perfil de poder se correlacionar com o caminho do indivíduo em movimento, mais provável é que o indivíduo possua o telefone.

Pensamento lógico

Uma última questão é que estruturas como azulejos de banheiro, telas de televisão, espelhos, e vários equipamentos metálicos podem bloquear sinais.

Para compensar isso, os pesquisadores incorporaram algoritmos probabilísticos para aplicar o raciocínio lógico à localização. Para fazê-lo, eles projetaram o sistema para reconhecer os limites de entrada e saída de espaços específicos da casa, como portas para cada quarto, a cabeceira, e a lateral de um sofá. A qualquer momento, o sistema reconhecerá a identidade mais provável para cada indivíduo em cada fronteira. Em seguida, infere quem é quem por processo de eliminação.

Suponha que um apartamento tenha dois ocupantes: Alisha e Betsy. Duet vê Alisha e Betsy entrando na sala de estar, emparelhando o movimento do smartphone com suas trajetórias de movimento. Ambos então deixam seus telefones em uma mesa de centro próxima para carregar – Betsy vai para o quarto para tirar uma soneca; Alisha fica no sofá para assistir televisão. Duet infere que Betsy entrou no limite da cama e não saiu, então deve estar na cama. Depois de um tempo, Alisha e Betsy mudam-se para, dizer, a cozinha – e o sinal cai. Dueto explica que duas pessoas estão na cozinha, mas não sabe suas identidades. Quando Betsy volta para a sala e pega o telefone, Contudo, o sistema remarca automaticamente o indivíduo como Betsy. Por processo de eliminação, a outra pessoa que ainda está na cozinha é Alisha.

“Existem pontos cegos nas casas onde os sistemas não funcionam. Mas, porque você tem estrutura lógica, você pode fazer essas inferências,Vasisht diz.

“O Duet adota uma abordagem inteligente de combinar a localização de diferentes dispositivos e associá-la a humanos, e aproveita técnicas de localização sem dispositivos para localizar humanos,”diz Ranveer Chandra, pesquisador principal da Microsoft, que não estava envolvido no trabalho. “Determinar com precisão a localização de todos os residentes em uma casa tem o potencial de melhorar significativamente a experiência dos usuários em casa. … O assistente doméstico pode personalizar as respostas com base em quem está ao seu redor; a temperatura pode ser controlada automaticamente com base nas preferências pessoais, resultando assim em economia de energia. Os futuros robôs domésticos poderiam ser mais inteligentes se soubessem quem está em cada lugar da casa. O potencial é infinito.”


Fonte:

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

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