วิธีการตรวจสอบเครื่องใช้ในครัวเรือนโดยใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อวิเคราะห์การสั่นสะเทือนบนผนังหรือเพดานได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา ระบบของพวกเขาสามารถใช้เพื่อสร้างระบบสมาร์ทโฮมแบบรวมศูนย์โดยไม่ต้องใช้เซ็นเซอร์แต่ละตัวในแต่ละวัตถุ ยิ่งไปกว่านั้น เทคโนโลยียังช่วยติดตามการใช้พลังงาน ระบุข้อบกพร่องทางไฟฟ้า และแม้กระทั่งเตือนให้ผู้คนล้างเครื่องล้างจาน
Cheng Zhang สมาชิกในทีมและนักวิทยาศาสตร์
ข้อมูล แห่ง Cornell University กล่าวว่า “การรู้จักกิจกรรมในบ้านช่วยให้คอมพิวเตอร์เข้าใจพฤติกรรมและความต้องการของมนุษย์ได้ดีขึ้น โดยหวังว่าจะพัฒนาอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์และเครื่องจักรที่ดีขึ้น” ระบบนี้มีชื่อว่า VibroSense ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: เครื่องวัดการสั่นสะเทือนแบบ Doppler แบบเลเซอร์และแบบจำลองการเรียนรู้เชิงลึกซึ่งเป็นระบบการเรียนรู้ของเครื่องประเภทหนึ่ง
ผนังหรือเพดานไวโบรมิเตอร์ตรวจจับการสั่นสะเทือนเล็กๆ โดยการวัดความผิดเพี้ยนของลำแสงเลเซอร์ที่สะท้อนจากพื้นผิว สำหรับบ้านชั้นเดียว เลเซอร์ของ VibroSense มุ่งเป้าไปที่ผนังตรงกลางภายในบ้าน ในขณะที่ที่อยู่อาศัยสองชั้น นักวิจัยเล็งไปที่เพดาน อุปกรณ์ต้นแบบของนักวิจัยคือสายเคเบิลสำหรับตรวจจับความเร็วการสั่นสะเทือนสูงถึง 1.25 ม./วินาที โดยมีความละเอียดประมาณ 0.2 µm/s
โมเดลการเรียนรู้เชิงลึกจะเรียนรู้วิธีระบุอุปกรณ์แต่ละชิ้นโดยพิจารณาจากเสียงที่มีลักษณะเฉพาะและเส้นทางที่แตกต่างกันซึ่งการสั่นสะเทือนเหล่านี้ติดตามผ่านอาคาร การฝึกอบรมแบบจำลองเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวอย่างรูปแบบการสั่นสะเทือนแต่ละรายการสำหรับอุปกรณ์เป้าหมายแต่ละเครื่อง ใช้เวลาประมาณ 1-2 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับจำนวนของแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนที่กำลังตรวจสอบ
ในการทดสอบที่ดำเนินการในห้าครัวเรือน
ภายในสองวัน ต้นแบบ VibroSense สามารถระบุกิจกรรมของวัตถุในครัวเรือนทั่วไป 18 ชิ้นที่มีอัตราความแม่นยำ 96% แม้ว่าอุปกรณ์จะกระจายไปตามห้องและชั้นต่างๆ ซึ่งรวมถึงการเลือกสัญญาณที่เกิดจากกาต้มน้ำไฟฟ้า เครื่องดูดควัน ไมโครเวฟ เครื่องซักผ้า พัดลมดูดอากาศ และแม้แต่ก๊อกน้ำหยด นอกจากนี้ อุปกรณ์ยังสามารถแยกแยะระหว่างขั้นตอนต่างๆ ของการใช้อุปกรณ์แต่ละเครื่องได้โดยมีความแม่นยำโดยเฉลี่ยมากกว่า 97%
คำแนะนำในการประหยัดพลังงาน“เนื่องจากระบบของเราสามารถตรวจจับได้ทั้งเหตุการณ์ในร่มและเวลาที่เกิดเหตุ ระบบจึงสามารถใช้เพื่อประเมินอัตราค่าไฟฟ้าและการใช้น้ำ และให้คำแนะนำในการประหยัดพลังงานสำหรับเจ้าของบ้าน” จางกล่าว
นอกจากนี้ VibroSense อาจสามารถช่วยเจ้าของบ้านในการตรวจจับความผิดพลาดทางไฟฟ้าได้ก่อนที่จะกลายเป็นวิกฤต “ทฤษฎีก็คือว่าหากมีสภาวะผิดปกติใดๆ เกิดขึ้นกับอุปกรณ์บางอย่าง รูปแบบการสั่นสะเทือนของมันจะเปลี่ยนไป ซึ่ง VibroSense สามารถรับและตรวจจับได้ด้วยการฝึกอบรมที่เหมาะสม” Zhang อธิบาย
ในอนาคต Zhang เชื่อว่าอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างเวอร์ชันขั้นสูงของระบบการเรียนรู้ของเครื่องที่ใช้ข้อมูลการสั่นสะเทือนสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อรองรับการเพิ่มอุปกรณ์ใหม่ในบ้านโดยไม่ต้องมีการฝึกอบรมเพิ่มเติม
ปัญหาความเป็นส่วนตัวอย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ไม่ได้ไม่มีปัญหาโดยธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องความเป็นส่วนตัวของอุปกรณ์ที่สามารถ “สอดแนม” กิจกรรมที่เกิดขึ้นในแฟลตที่อยู่ใกล้เคียงได้ หากใช้ภายในอพาร์ตเมนต์ที่ซับซ้อน ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงกล่าวว่า การออกแบบนี้น่าจะเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานในบ้านเดี่ยว
การพัฒนาเชิงพาณิชย์ของ VibroSense จางให้ความเห็นว่า
“จะต้องได้รับความร่วมมือระหว่างการวิจัย ผู้ปฏิบัติงานในอุตสาหกรรม และรัฐบาลอย่างแน่นอน เพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งนี้ถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่ถูกต้อง”
Michael Connellyวิศวกรจาก University of Limerick แห่งไอร์แลนด์ให้ความเห็นว่า “เทคโนโลยี VibroSense มีศักยภาพที่จะเพิ่มความเข้าใจอย่างมากเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมภายในบ้านที่ซับซ้อนและค้นหาการใช้งานในด้านอื่นๆ ของการวัดการสั่นสะเทือน” อย่างไรก็ตาม Connelly ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการพัฒนา VibroSense กล่าวเสริมว่า “เครื่องวัดการสั่นสะเทือนด้วยเลเซอร์มีราคาแพง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะใช้ประโยชน์จากระบบ VibroSense ในเชิงพาณิชย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการใช้งานอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ ในบ้านเพิ่มขึ้น”
เสาอากาศแบบสเปรย์สำหรับ Internet of Things เรื่องนี้เป็นประเด็นที่ผู้วิจัยตระหนักดี ตามที่ Zhang กล่าว เวอร์ชันปัจจุบันของ VibroSense จะมีราคาประมาณ 1,000-2,000 ดอลลาร์ อย่างไรก็ตาม เขาเสริมว่าผลลัพธ์ที่คล้ายกันอาจเป็นไปได้โดยใช้เซ็นเซอร์ที่ถูกกว่า เช่น มาตรความเร่งหรือจีโอโฟน
เมื่อการศึกษาครั้งแรกเสร็จสิ้น นักวิจัยกำลังดำเนินการสำรวจศักยภาพของการใช้อุปกรณ์ตรวจจับที่คล้ายคลึงกันและรบกวนน้อยที่สุด เพื่อตรวจสอบกิจกรรมของมนุษย์ภายในการตั้งค่าที่กว้างขึ้น โดยมีเป้าหมายในการใช้ข้อมูลที่รวบรวมมาเพื่อเพิ่มปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์และเพื่อสำรวจ ศักยภาพการใช้งานทางการแพทย์ในการวินิจฉัย
นักวิจัยจาก ETH Zurich ในสวิตเซอร์แลนด์ได้ติดตามการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในน้ำของเหลวอย่างรวดเร็วเป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการทำความเข้าใจรายละเอียดที่ดีว่าปฏิกิริยาเคมีและชีวเคมีเริ่มต้นในสภาพแวดล้อมของเหลวได้อย่างไร
ตามแบบจำลองอะตอมของ Bohr แบบคลาสสิก อิเล็กตรอนใช้เวลาประมาณ 150 attoseconds (10 -18วินาที) เพื่อโคจรรอบโปรตอนในอะตอมไฮโดรเจน Hans Jakob Wörner หัวหน้าทีมจาก ห้องทดลองเคมีเชิงฟิสิกส์ของ ETH ตั้งข้อสังเกตว่าสามารถตรวจวัดในช่วงเวลาไม่กี่สิบ attoseconds ได้เป็นเวลาหลายปีแล้วและแม้แต่ที่ความละเอียดต่ำกว่า 10 femtoseconds (10 -15 วินาที) ก็ยังสามารถสังเกตได้ กระบวนการระดับย่อยของอะตอมบางอย่าง – จนถึงและรวมถึงการแตกหักของพันธะเคมี “การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเป็นเหตุการณ์สำคัญในปฏิกิริยาเคมี” เขากล่าว “นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการวัดตามมาตราส่วนเวลาที่มีความละเอียดสูงจึงเป็นสิ่งสำคัญ”
Credit : fashionliability.com fiestasdesanjuan.org fiksius.com foliumzuurb11.com fpclouisville.com
