盯上水龙头利用深度学习帮助节约用水权衡

国内资讯 AI盯上水龙头 利用深度学习帮助节约用水

在构建智能家居的大工程中，智能门锁之争已高度激烈，诸如鹿客、小米、三星、凯迪仕等牌子，此外还有苏宁小Biu、联想X1、TCL等老牌公司也杀了进来，抢食这个已经看似红海的市场。但有一个场景显然还没有被高度的智能化以及AI化，那就是水龙头。即便有了红外感应出水、可调节的出水量、细化的出水单位等方案，但充其量可称之为初级智能。如果冠以人工智能技术能力，又会带来怎样的改变呢？

这不，有支国外的高能团队就盯上了这个场景，试图用深度学习，来一场水龙头的AI智能化改造。

斯坦福大学机械工程专业的研究生威廉·朱（William Jou）就挑起了这个项目，承认直接从“绿野仙踪”（The Wizard of Oz）中得到一个灵感，从而进行了实验。

除了没有把自己当做一个强大的巫师，Jou将目标锁定为一个自动水龙头。他这样做是为了测试一个能适应个人洗涤方式的水龙头是否能减少用水，进而节约用水。有这样一个现实，目前还不存在任何是由机械工程专业学生设计打造的水龙头。

因此，Jou和他在机械工程助理教授麦克唐纳（Erin MacDonald）实验室的同事做了一个大胆且有意义的事情：一个龙头看上去可以根据用户的喜好自动调节水量，但实际上是由Jou控制的。

8月20日在国际设计工程技术会议和计算机信息工程大会上，他们发表的一篇论文中详细介绍了实验结果。

他们支持这样一种理念，即精心设计的智能水龙头可以通过调节水的使用和推动用户来帮助节约用水，培养更多注重用水的习惯。

这篇论文的资深作者麦克唐纳说：“我们研究水龙头是因为它是家庭中大量用水的地方，但是当你把你的水龙头与家里的其他产品，比如恒温器或冰箱进行比较时，你会发现水龙头的工作原理已经很长时间没有更新了。”“有一些小的更新，但没有真正利用技术的力量。”

这个实验是这样的：参与者必须洗三次碗，Jou只在第二次洗碗时秘密地通过算法控制水龙头的温度和流量。

在Jou的参与下，参与者使用的水比第一次洗的少26%。在第三轮中，尽管水龙头恢复到了没有控制的状态，但与第一轮相比，他们仍然少用了10%的水。这种用水的转变发生在参与者不知道实验是关于节水的情况下。

“鉴于我们在加利福尼亚州的地理位置，水资源保护尤其重要，”研究生兼该论文的共同作者Samantha Beaulieu说。“我们还想看看人们的习惯是否可以调节;如果与这个水龙头相互作用可能会改变人们与手动水龙头的互动方式。我们发现的结果似乎表明这是可能的。”

为了创造一个让人们信任并希望接受水龙头的情况，Jou在第一轮清洁过程中密切监控参与者的洗涤方式，以便在第二轮中模仿它们。

“作为算法，我试图利用这些信息来利用他们的认知风格或用户行为习惯，看看我是否可以帮助他们减少用水，同时让他们保持快乐，”该论文的第一作者Jou说。“今天很多产品都是为一般用途而制造的，而这是一款了解你并适应你的习惯的产品。”

在实验结束后的调查中，96％与智能水龙头相互作用的参与者说他们认为智能水龙头有可能节约用水。他们中的许多人甚至表示有兴趣购买这样的产品。

据了解，大多数参与者都对水龙头感到惊讶，很多人即便离开了实验，也询问算法是什么，或者询问它是如何工作的。但是，必须等到实验结束才能回答这些问题。

有这样一个发现，研究人员和他们的参与者都低估了人们洗碗时的用水量。实验中的水槽排入一个隐藏的水桶中，就是为了测量目的，研究人员在设计实验时必须将那个水桶的尺寸增加两倍，因为它不断溢出。

显然，Jou的项目，对洗涤的结果和反应令人印象深刻，但研究人员特别感到鼓舞的是，与“自主”功能的短暂互动，将改变参与者的用水量。

研究人员设想，未来医院洗手池将鼓励员工正确洗手，我们的个人洗手池和淋浴偏好可以转移到酒店和朋友家。学校和社区可以组织竞赛，以节约用水和提高节水意识。通过附加功能，接收器甚至可以检测到泄漏。

话虽如此，创建这一个接收器设备需要很多和长时间的工作，甚至不包括算法。除了植入人工智能之外，制作一个实际上是自主的大规模生产版本，需要能够区分用户之间和场景之间的传感器， 例如洗锅而不是叉子。尽管如此，研究人员仍然乐观地认为，像这样的研究可以为支持这些发展奠定基础。

这个项目的主导者Jou表示，这样的产品会产生很大的影响，因为它随着你的变化而不断增长和学习。这个龙头正在努力节约用水，直至让用户满意。从长远来看，这样的产品可能是我们的未来。