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用途很奇怪系列:可以識別電器的可穿戴設備

用途很奇怪系列:可以識別電器的可穿戴設備


現在有一個新發明的可穿戴原型機,能夠檢測到你周圍環境中正在運行的電器設備。而發明著個名為MagnifiSense的可穿戴設備的人是來自華盛頓大學的一名工程師,該設備是一個腕帶式的磁感應檢測系統,通過特定的家電,比如微波爐和吹風機之間的磁感應交互,能夠判斷你周圍是否有這些工作的電器。在檢測到正在工作的設備之后,系統將判斷你將要進行的活動,比如你打開微波爐意味著你這在加熱食物,那么你將要吃飯了。如果你打開吹風機,說明你剛洗完頭。另外,通過這種設備來追蹤和檢測個人用戶的日常行為活動,能夠建立一張個人的能源足跡(energy footprint),并作出相關的節能措施。另外,這些信息還能傳輸到智能家居的系統中,為居家老人提供一些安全提示。此外,他們還在文檔中列舉出了潛在應用場景,該文獻發布在2015年的Pervasive and Ubiquitous Computing會議上。

用途很奇怪系列:可以識別電器的可穿戴設備

MagnifiSense的工作原理在于,每個設備在工作時所發的電磁輻射模式各不相同,通過一個非常常見的電磁傳感器,設備能夠捕獲用戶附近的非常廣的頻譜。因此,這個可穿戴設備能夠識別出周圍正在運行的電機、整流器、以及不同的調節器,而他們工作時的電磁輻射模式也各不相同。通過捕獲信號,預處理和相關的機器學習算法,MagnifiSense通過不同的排列組合來區分不同設備形成的電磁輻射模式。

Edward Wang和華盛頓大學電氣工程系的其他研究人員以電吹風為例,介紹了設備的工作模式。

電吹風的電磁輻射頻率包括:一個旋轉的馬達,所以就還包括相應的,用于控制馬達轉速的電路。當然,還有電吹風的工作工頻,在美國一般是60Hz。而設備正好能捕獲這一數據信號。如果設備檢測到某一個工作的電器工頻不到60hz,那么顯然不是電吹風。

這些電器的特性,通常被定義為領域知識,被匯聚成一個模式集,也可以稱之為模板。當在系統中錄入上百個市面上銷售的電吹風的模式集之后,我們通過算法學習電吹風的行為模式。當系統檢測到新的工作設備之后,系統將采集到的信號與學習得到的模板進行匹配。

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研究小組在12個家庭中測試了12中常用的電器,包括在廚房、課題、衛生間使用的不同設備。同時,MagnifiSense識別了用戶和設備之間的交互行為,在最后的24h測試中,MagnifiSense成功的識別了用戶與29種不同設備之間交互行為的25種,識別率約為86%左右。

該技術還是十分具有應用前景的,雖然目前的設備還具有一些缺陷需要研究人員去完善。另外,現實中,往往會有多個不同電器設備同時被使用,目前該設備還無法識別超過一個正在運行的設備的情況。

現在的技術瓶頸在于信號,傳感器在識別信號時,是通過直接將A,B兩個信號進行疊加,得到單個C信號。這就意味著,當你打開電磁爐和攪拌器的同時,目前的設備會檢測到一個大于單獨運行電磁爐和攪拌器的信號。另外,他們還考慮將這個穿戴設備的體積縮小。


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