智能家居未來的重要一步：開發(fā)跟蹤占用者并自我適應(yīng)其偏好的自動(dòng)化系統(tǒng)

開發(fā)跟蹤占用者并自我適應(yīng)其偏好的自動(dòng)化系統(tǒng)是智能家居未來的重要下一步。例如，當(dāng)您走進(jìn)房間時(shí)，系統(tǒng)可以設(shè)置為您的首選溫度?；蛘弋?dāng)您坐在沙發(fā)上時(shí)，系統(tǒng)可以立即將電視機(jī)輕彈到您喜歡的頻道。

但是，當(dāng)居住者在房間內(nèi)移動(dòng)時(shí)，家庭系統(tǒng)識(shí)別又是一個(gè)更復(fù)雜的問題。最近，已經(jīng)建立了通過測(cè)量無線信號(hào)離開身體的反射來定位人類的系統(tǒng)。但這些系統(tǒng)無法識(shí)別個(gè)人。系統(tǒng)可以識(shí)別的人員，但前提是他們總是攜帶移動(dòng)設(shè)備。兩個(gè)系統(tǒng)還依賴于跟蹤可能較弱或被各種結(jié)構(gòu)阻擋的信號(hào)。

麻省理工學(xué)院的研究人員建立了一個(gè)系統(tǒng)，通過識(shí)別占用者，即使他們沒有攜帶移動(dòng)設(shè)備，也可以邁向全自動(dòng)智能家居。該系統(tǒng)稱為Duet，使用反射的無線信號(hào)來定位個(gè)人。但它還包含了一些算法，可根據(jù)上次使用設(shè)備的人員及其預(yù)測(cè)的移動(dòng)軌跡，對(duì)附近的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)，以預(yù)測(cè)個(gè)人的身份。它還使用邏輯來確定誰是誰，即使在信號(hào)被拒絕的區(qū)域。

“智能家居仍然基于應(yīng)用程序的明確輸入或告訴Alexa做某事。理想情況下，我們希望家庭對(duì)我們的工作更具反應(yīng)性，和適應(yīng)性?！甭槭±砉W(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）博士生Deepak Vasisht說道，

但該系統(tǒng)不僅僅是新穎的。Duet可能用于識(shí)別入侵者或確保訪客不進(jìn)入您家的私人區(qū)域。此外，Vasisht說，該系統(tǒng)可以捕獲醫(yī)療保健應(yīng)用的行為分析見解。例如，患有抑郁癥的人可能會(huì)或多或少地移動(dòng)，這取決于他們?cè)谌魏我惶斓母惺?。隨著時(shí)間的推移收集的這些信息對(duì)于監(jiān)測(cè)和治療可能是有價(jià)值的。

研究人員設(shè)想，他們的系統(tǒng)將在任何將被Duet識(shí)別和跟蹤的人的明確同意下使用。Vasisht補(bǔ)充說，如果需要，他們還可以開發(fā)一個(gè)應(yīng)用程序，供用戶隨時(shí)授予或撤銷Duet對(duì)其位置信息的訪問權(quán)限。

跟蹤和識(shí)別

Duet是一個(gè)安裝在墻上的無線傳感器，大約一英尺半平方。它包含一個(gè)帶有注釋區(qū)域的樓層地圖，例如臥室，廚房，床和客廳沙發(fā)。它還從占用者的電話中收集識(shí)別標(biāo)簽。

該系統(tǒng)建立在由Vasisht，Katabi和其他研究人員構(gòu)建的基于設(shè)備的定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)基于來自其設(shè)備的無線信號(hào)反射來跟蹤數(shù)十厘米內(nèi)的個(gè)體。它通過使用中心節(jié)點(diǎn)來計(jì)算信號(hào)擊中人的設(shè)備并返回的時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)能夠確定人們?cè)趦删邮夜⒑涂Х瑞^的位置。

然而，該系統(tǒng)依賴于攜帶移動(dòng)設(shè)備的人?！暗诮ㄔ靃Duet]時(shí)，我們意識(shí)到，在家里，你并不總是隨身攜帶手機(jī)，”Vasisht說?！按蠖鄶?shù)人把設(shè)備放在桌子或桌子上，然后在房子里走來走去?！?/p>

研究人員將他們基于設(shè)備的定位與由Katabi和其他CSAIL研究人員開發(fā)的名為WiTrack的無設(shè)備跟蹤系統(tǒng)相結(jié)合，通過測(cè)量人體無線信號(hào)的反射來定位人們。

Duet定位智能手機(jī)并將其動(dòng)作與無設(shè)備本地化捕獲的個(gè)人動(dòng)作相關(guān)聯(lián)。如果兩者都在緊密相關(guān)的軌跡中移動(dòng)，則系統(tǒng)將設(shè)備與個(gè)體配對(duì)，因此知道個(gè)體的身份。

為了確保Duet在離開他們的設(shè)備時(shí)知道某人的身份，研究人員設(shè)計(jì)該系統(tǒng)以捕獲在使用時(shí)從手機(jī)接收的信號(hào)的功率分布。該輪廓根據(jù)信號(hào)的方向而改變，并且該改變被映射到個(gè)體的軌跡以識(shí)別它們。

邏輯思維

最后一個(gè)問題是浴室瓷磚，電視屏幕，鏡子和各種金屬設(shè)備等結(jié)構(gòu)可能會(huì)阻擋信號(hào)。

為了彌補(bǔ)這一點(diǎn)，研究人員采用概率算法將邏輯推理應(yīng)用于本地化。為此，他們?cè)O(shè)計(jì)了系統(tǒng)，以識(shí)別家中特定空間的入口和出口邊界，例如每個(gè)房間的門，床邊和沙發(fā)的側(cè)面。在任何時(shí)候，系統(tǒng)都會(huì)識(shí)別每個(gè)邊界中每個(gè)人最可能的身份。然后通過消除過程推斷出誰是誰。

“家庭中有盲點(diǎn)，系統(tǒng)無法運(yùn)作。但是，因?yàn)槟阌羞壿嬁蚣?，你可以做出這些推論，“Vasisht說。

接下來，研究人員的目標(biāo)是在更多空間內(nèi)長期部署Duet，并為健康監(jiān)測(cè)和響應(yīng)式智能家居等應(yīng)用提供高級(jí)分析服務(wù)。
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