Hvad er det næste for smarte hjem:Et internet af ører?

Huse er blevet gradvist "smartere" i årtier, men den næste generation af smarte hjem kan tilbyde, hvad to forskere fra Case Western Reserve University kalder et "Internet of Ears".

Dagens smarte hjem har apparater, underholdningssystemer, sikkerhedskameraer og belysning, varme- og kølesystemer, der er forbundet med hinanden og Internettet. De kan fås og fjernstyres via computer eller smart-telefon-apps.

Teknologien til at forbinde kommercielle, industri- eller regeringsbygninger, en dag endda hele samfund, kaldes "tingenes internet, "eller IoT.

Men et par elektroteknik- og datalogiprofessorer i Case School of Engineering har eksperimenteret med en ny pakke sensorer. Dette system læser ikke kun vibrationer, lyde - og endda den specifikke gangart, eller andre bevægelser - forbundet med mennesker og dyr i en bygning, men også eventuelle subtile ændringer i det eksisterende omgivende elektriske felt.

Selvom det måske stadig er et årti eller deromkring, fremtidens hjem kunne være en bygning, der tilpasser sig din aktivitet med kun et par små, skjulte sensorer i vægge og gulv og uden behov for invasive kameraer.

En bygning, der 'lytter'

"Vi forsøger at lave en bygning, der er i stand til at 'lytte' til mennesker indeni, "sagde Ming-Chun Huang, en adjunkt i elektroteknik og datalogi.

"Vi bruger principper, der ligner det menneskelige øres, hvor vibrationer samles op, og vores algoritmer tyder dem for at bestemme dine specifikke bevægelser. Derfor kalder vi det 'Internet of Ears'. "

Huang leder forskningen vedrørende menneskelig gangart og bevægelsessporing, mens Soumyajit Mandal, T. og A. Schroeder Adjunkt i Elektroteknik og Datalogi, fokuserer på vibrationsføling og ændringer i det eksisterende elektriske felt forårsaget af tilstedeværelse af mennesker eller endda kæledyr.

"Der er faktisk et konstant 60 Hz elektrisk felt rundt omkring os, og fordi folk er lidt ledende, de kortlægger feltet lidt, "Sagde Mandal." Så, ved at måle forstyrrelsen i dette felt, vi er i stand til at bestemme deres tilstedeværelse, eller endda deres vejrtrækning, selv når der ikke er vibrationer forbundet med lyd.

Huang og Mandal offentliggjorde detaljer om deres forskning i oktober på IEEE Sensors -konferencen i New Delhi, Indien. En længere version af deres resultater vises i journalen IEEE -transaktioner om instrumentering og måling tidligt næste år.

De har også testet teknologien i konferencerum i elektroteknisk afdeling på campus og i Smart Living Lab i Ohio Living Breckenridge Village, et seniorboende samfund i Willoughby, Ohio.

Mandal sagde, at de har brugt så få som fire små sensorer i vægge og gulv i et værelse. Hvad angår fortrolighedshensyn, Mandal sagde, at systemet ikke ville være i stand til at identificere personer, selvom det kunne kalibreres til at genkende menneskers forskellige gangarter.

Energibesparelser, bygnings sikkerhed

De forventer, at systemet kan give mange fordele.

"Den første fordel vil være energieffektivitet for bygninger, især inden for belysning og varme, som systemerne tilpasser sig, hvordan mennesker bevæger sig fra et rum til et andet, fordeler energi mere effektivt, "Sagde Huang.

En anden fordel kan være evnen til at spore og måle en bygnings strukturelle integritet og sikkerhed, baseret på menneskelig belægning - hvilket ville være kritisk i et jordskælv eller orkan, for eksempel, Sagde Huang.

"Dette er ikke rigtig blevet undersøgt så vidt vi har set, men vi ved, at mennesker skaber en dynamisk belastning på bygninger, især i ældre bygninger, "Sagde Huang." I samarbejde med vores kollega YeongAe Heo i civilingeniørafdelingen, vi forsøger at forudsige, om der kommer til at være strukturelle skader på grund af den øgede vægt eller belastning baseret på antallet af mennesker på gulvet, eller hvordan de fordeles på det gulv. "