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)其偏好的自動化系統(tǒng)

開發(fā)跟蹤占用者并自我適應(yīng)其偏好的自動化系統(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，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，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)移動時，家庭系統(tǒng)識別又是一個更復(fù)雜的問題。最近，已經(jīng)建立了通過測量無線信號離開身體的反射來定位人類的系統(tǒng)。但這些系統(tǒng)無法識別個人。系統(tǒng)可以識別的人員，但前提是他們總是攜帶移動設(shè)備。兩個系統(tǒng)還依賴于跟蹤可能較弱或被各種結(jié)構(gòu)阻擋的信號。

麻省理工學(xué)院的研究人員建立了一個系統(tǒng)，通過識別占用者，即使他們沒有攜帶移動設(shè)備，也可以邁向全自動智能家居。該系統(tǒng)稱為Duet，使用反射的無線信號來定位個人。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)測的移動軌跡，對附近的移動設(shè)備進(jìn)行預(yù)測，以預(yù)測個人的身份。它還使用邏輯來確定誰是誰，即使在信號被拒絕的區(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，我們希望家庭對我們的工作更具反應(yīng)性，和適應(yīng)性。”麻省理工學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與人工智能實驗室（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或多或少地移動，這取決于他們在任何一天的感受。隨著時間的推移收集的這些信息對于監(jiān)測和治療可能是有價值的。

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

跟蹤和識別

Duet是一個安裝在墻上的無線傳感器，大約一英尺半平方。它包含一個帶有注釋區(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)備的無線信號反射來跟蹤數(shù)十厘米內(nèi)的個體。它通過使用中心節(jié)點來計算信號擊中人的設(shè)備并返回的時間。在實驗中，該系統(tǒng)能夠確定人們在兩居室公寓和咖啡館的位置。

然而，該系統(tǒng)依賴于攜帶移動設(shè)備的人?！暗诮ㄔ靃Duet]時，我們意識到，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，通過測量人體無線信號的反射來定位人們。

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

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

邏輯思維

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

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

“家庭中有盲點，系統(tǒng)無法運作。但是，因為你有邏輯框架，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)測和響應(yīng)式智能家居等應(yīng)用提供高級分析服務(wù)。
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