斯坦福大学机械工程专业的前研究生威廉·乔(William Jou)在研究参与者几乎毫无察觉的情况下,上演了一出完全照搬自 《绿野仙踪》的骗局。
不同的是,乔并没有扮演一位伟大而强大的巫师,而是假装成一个自主运行的水槽。他这样做,是为了检验一个能够适应个人洗涤习惯的水槽能否减少用水。
目前尚不存在任何接近机械工程专业学生头脑水平的水龙头。因此,乔与其同事在资深作者、机械工程助理教授埃琳·麦克唐纳(Erin MacDonald)的实验室中,制作了一个次优替代方案:一个似乎能自动调节以适应用户偏好的水龙头,而实际上是由乔操控的。
这项巧妙实验的结果表明,经过精心设计的智能水槽可以通过调控用水并引导用户形成更具节水意识的习惯,从而帮助节约用水。
“我们之所以关注水龙头,是因为家中的大量用水都发生在那里。但如果将水槽与家中的其他产品相比,例如恒温器或冰箱,你会发现水槽的运作方式很久以来都没有得到更新。”麦克唐纳说,“虽然有过一些小的改进,但并没有真正利用科技的力量。”
实验参与者需要洗三次碗,其中只有第二次洗涤时,乔在暗中控制水槽的水温和水流。在乔的介入下,参与者的用水量比第一次洗涤时减少了约26%。第三轮时,即使水槽已恢复为“无智能”状态,参与者的用水量仍比第一轮减少了10%。参与者并不知道这项实验与节约用水有关,而用水方式却发生了这一转变。
“鉴于我们位于加利福尼亚州,节约用水尤为重要,”论文的合著者、研究生萨曼莎·博利厄(Samantha Beaulieu)说,“我们还想了解人们的习惯是否可以调整:与这款水龙头的互动,能否改变人们使用手动水龙头的方式。我们得到的结果似乎表明这是可能的。”
幕后
为了营造一种情境,让人们信任——并且希望乐于使用——一个替他们做用水决策的水槽,乔在第一轮清洁时密切观察参与者的洗涤方式,以便在第二轮中加以模仿。
“作为这个算法,我试图利用这些信息,借助他们的认知风格或用户行为风格,看看能否帮助他们在保持满意的同时减少用水,”论文的第一作者乔说,“如今的大多数产品都是为通用场景设计的,而这款产品会了解你,并适应你的使用风格。”
在实验结束后的调查中,与智能水槽互动的参与者中有96%(另设有一个对照组,该组在没有乔介入的情况下洗三次碗)表示,他们认为智能水龙头具有节水潜力。其中许多人甚至表示有意购买此类产品。
“大多数人对这个水槽都感到非常惊讶,”博利厄说,“很多人在实验结束时询问这个算法是什么、它如何运作,或者怎样才能了解更多。我们基本上告诉他们,必须等到实验结束后才能回答这些问题。”
尽管参与者在乔的协助下洗碗的结果和反应都令人印象深刻,但研究人员尤其欣慰的是,这种与“自主”功能之间如此短暂的互动,就改变了参与者的用水方式。
“我们直到研究后期进行试点测试时,才计划加入第三步,”麦克唐纳说,“我从未想到,仅仅与‘威廉这个算法’有过一次体验,人们就会保留这种训练效果,并以不同的方式洗碗。”
洗碗的未来
研究人员设想了这样一个未来:医院的水槽会鼓励员工正确洗手,而我们个人的水槽和淋浴偏好可以被转移到酒店和朋友家中。学校和社区可以组织节水竞赛,提升节水意识。通过附加功能,水槽甚至还能检测漏水。
话虽如此,打造这一个水槽耗费了多年的工作,而且甚至没有包含算法。除了植入人工智能之外,要制造一款可用于量产、真正具备自主功能的版本,还需要能够区分不同用户以及不同场景(例如清洗锅具、叉子或双手)的传感器。尽管如此,研究人员仍然乐观地认为,此类研究可以为支持这些发展奠定基础。
“我们都是人,有好日子也有坏日子。像这样的产品可能会产生巨大影响,因为它会随着你的变化而成长、与你一同学习,”乔说,“这款水龙头致力于节约用水,同时也让使用者保持愉快。从长远来看,这类产品或许就是我们的未来。”
研究人员在国际设计工程技术会议与工程信息计算机会议(International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference)上发表了他们的研究成果。该研究的经费来自美国国家科学基金会。


