这个小设备能让任何房间变“智能”

A photo illustration shows a USB device being plugged into a laptop computer in Berlin July 31, 2014. USB devices such as mice, keyboards and thumb-drives can be used to hack into personal computers in a potential new class of attacks that evade all known security protections, German crypto specialist and chief scientist with Berlin's SR Labs Karsten Nohl revealed on Thursday. REUTERS/Thomas Peter (GERMANY - Tags: CRIME SCIENCE TECHNOLOGY)
The sensor platform can be manually trained to recognize various phenomena.Image: REUTERS/Thomas Peter
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研究人员开发出一种只需插入电源插座,就能让任何房间成为物联网“智能”组成部分的设备。

他们开发的插接式传感器套件可以监测房间内的多种现象,包括声音、振动、光线、热量、电磁噪声和温度等。

借助机器学习技术,这套传感器可以判断水龙头左侧或右侧的出水口是否正在出水、微波炉门是否敞开,或纸巾分配器已送出多少张纸巾。

一台设备,九个传感器

“我们的设想是,插上设备,就能立即把房间变成智能环境,”卡内基梅隆大学人机交互研究所(HCII)博士生吉拉德·拉普特(Gierad Laput)说。

“你不必出门购买昂贵的智能家电——它们可能本来也无法彼此通信;也不用在所有想监测的东西上安装传感器,既难维护又不美观。你只需把它插进插座。”

拉普特及其在HCII未来界面研究组的共同研究者将这种方法称为“合成传感器”(Synthetic Sensors):设备中九个传感器采集的原始数据可以组合并加以解读,从而感知数十种人们关注的现象。他们于5月10日星期三在丹佛举行的计算系统中的人因会议上发表了研究成果。

拉普特及其同事使用其他常见智能家居设备中采用的传感器搭建了该平台,唯一的例外是摄像头,因为摄像头会引发隐私方面的担忧。

机器学习算法可以将这些原始数据组合成强大的合成传感器,用来识别各种事件和物体。例如,它们能够根据声音和振动区分搅拌机、咖啡研磨机和料理机。即便是书写或擦除白板这类轻柔、细微的声音,也能被检测出来。

合成传感器不仅能记录设备是否正在使用,还能追踪设备的状态:微波炉门是开着还是关着、烹饪是否中断,以及微波炉是否已完成烹饪程序。

“它不仅能告诉你纸巾分配器是否正常工作,还能记录已经送出多少张纸巾,甚至在需要时订购替换纸卷,”拉普特说。如果房间长时间无人时水龙头仍在流水,系统可能会向用户的智能手机发送警告信息。

不止是微波炉

更先进的传感技术还可以推断人的活动,例如有人正在睡觉、淋浴、观看流媒体视频,或已经离家上班。他补充说,大部分处理都在传感器平台本身完成,因此无需传输或记录详细且敏感的数据。

传感器平台可以通过人工训练来识别各种现象,例如热水器或供暖和空调设备的运行周期。

拉普特说,也可以预先训练传感器,使其检测许多常见的家用或办公产品设备及品牌,从而让传感器平台插上电源后就能立即开始工作。

将设备插入普通电源插座,就不需要电池或特殊布线。从实际情况看,每个房间可能都需要一台传感器平台;不过,也可以让各个平台与附近的其他传感器通信,仅用少量传感器而非数百个,就能构建覆盖全屋的感知环境。

这项研究得到了谷歌通过GIoTTo Expedition Project提供的支持,戴维和露西尔·帕卡德基金会也提供了支持。有关合成传感器的更多信息,请访问项目网站。

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