植入插座即可“數據化”家居的智能傳感器

　　想打造一個(gè)智能家居嗎?那么在你面前，有兩個(gè)方案。一來(lái)，你可以購買(mǎi)一堆與其他智能產(chǎn)品通信的智能小工具;二來(lái)，可以借助傳感器標簽來(lái)改造所有設備，創(chuàng )建一個(gè)粗略的網(wǎng)絡(luò )系統。第一種方案十分昂貴，而第二種又特別麻煩。但不用擔心。不久的將來(lái)，可能會(huì )有第三種方案供您選擇：一個(gè)只需插入電源插座，便能夠連接房間所有設備的簡(jiǎn)易傳感器。

　　這一構想源于卡內基梅隆大學(xué)的Synthetic Sensors(合成傳感器)項目，他們旨在研發(fā)一個(gè)能夠感知家庭的智能設備。5月11日，ACM CHI 2017國際計算機互動(dòng)會(huì )議在美國丹佛落下帷幕。在此次會(huì )議上，首推的這款小型設備能夠捕獲一切將普通家庭用品變成智能設備所需的環(huán)境數據。雖然現在這只是一個(gè)模型，但足以令人印象深刻。

　　此設備內設10個(gè)傳感器，一旦將其插入電源插座，即刻“變身”為房間的眼睛和耳朵。它能夠捕獲聲音、濕度、電磁噪聲、運動(dòng)和光線(xiàn)等數據(研究人員為了保護隱私而排除了相機功能)。隨后，它會(huì )借助機器學(xué)習算法將所得數據轉換為家中發(fā)生情況的具體信息。例如，合成傳感器可以告訴您是否忘記關(guān)閉烤箱，泄漏的水龍頭浪費了多少水，或者室友是不是又掃光了您的小零食等。

　　長(cháng)期以來(lái)，人們都在探索無(wú)所不在的傳感理念。但目前，我們只是依靠Nest，Sen.se和Notion等產(chǎn)品開(kāi)始初步進(jìn)入智能家居。CMU研究人員希望通過(guò)將多個(gè)感測功能整合到一個(gè)設備中，進(jìn)而掌控其他未連接的設備，就好比是家庭的通用遙控器。

　　如今，傳感器雖然早已變得小巧精致，收集數據也并不困難，但還是存在些棘手的問(wèn)題。首席研究員Gierad Laput希望，它能夠幫助人們解答實(shí)際情況中的環(huán)境問(wèn)題，比如計算每個(gè)月需要多少水，監測家庭各種設備是否安全。因此，怎樣將數據翻譯成相關(guān)具體信息還需進(jìn)一步考察。Laput表示：“在用戶(hù)看來(lái)，咖啡機中EMI輻射的頻譜圖并不重要，他們只關(guān)心咖啡何時(shí)能煮好。”

　　借助傳感器來(lái)捕獲的數據十分繁雜，研究人員需要對每個(gè)對象或動(dòng)作制定標簽。例如，僅僅打開(kāi)冰箱這一動(dòng)作便產(chǎn)生大量數據：聽(tīng)到吱吱聲，看到光，感覺(jué)到這個(gè)動(dòng)作。Laput與其團隊通過(guò)設定機器學(xué)習算法來(lái)識別這些信息，構建起一個(gè)龐大的感知對象和動(dòng)作庫。在這一過(guò)程中，大量的傳感器尤為重要。佐治亞理工學(xué)院機器學(xué)習跨學(xué)科研究中心主任Irfan Essa表示：“這些都是數據的推論。如果你只有一個(gè)傳感器，想要區分個(gè)中差別，更是難上加難。”

　　負責傳感器技術(shù)的CMU研究員Anthony Rowe解釋?zhuān)粋€(gè)真正有用的通用傳感器必須能夠捕獲和識別周?chē)粩嘧兓募毼⒉顒e。例如，即使將設備從一個(gè)計數器移動(dòng)到另一個(gè)計數器，該傳感器也應該能夠從攪拌機中辨別出咖啡機。同樣，即使為廚房添置新設備，整個(gè)系統也不該受任何影響。確保這一設備的“魯棒性水平”是改善機器學(xué)習的一大問(wèn)題。Rowe表示：“在短期內，較簡(jiǎn)便的解決方案是先為用戶(hù)提供接口，讓他們指出問(wèn)題進(jìn)而重置系統。”

　　目前CMU提出的綜合傳感器原型很難做到這點(diǎn)。雖然技術(shù)可靠，但尚未研發(fā)出接口。但研究組表示，最終可能會(huì )選擇建立一個(gè)應用程序控制系統，或將合成傳感器技術(shù)納入智能家居中心，以此捕獲環(huán)境中更多的細微變化，全面了解用戶(hù)周?chē)h(huán)境。

　　Laput表示，建立一個(gè)比你自己更了解自己的環(huán)境是智能家居的終極目標。