Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Opvarmning og køling, der foregriber dine behov

Kredit:Carnegie Mellon University, Institut for Bygge- og Miljøteknik

Ifølge en nylig undersøgelse, omkring halvdelen af ​​amerikanerne føler, at deres kontor enten er for varmt eller for koldt. En række faktorer spiller ind i spørgsmålet om termisk komfort, men den sværeste faktor at kontrollere er den, vi er mest interesseret i:menneskene selv. Valg af tøj og kropsform er uløseligt forbundet med, hvilken temperatur en person vil være mest komfortabel ved.

Mario Bergés fra Carnegie Mellon University mener, at vores miljøer bør være mere tilpasningsdygtige og ikke kun tage hensyn til vores tilstedeværelse, men også vores fysiske egenskaber, tøj, og termiske komfortpræferencer, når vi beslutter, hvordan de rum, vi er i, skal konditioneres.

Bergés, professor i civil- og miljøteknik, og hans samarbejdspartnere har skabt den første model, der kombinerer miljøoplysninger med data om en persons kropsform for at bestemme, ved hvilke temperaturer den person vil føle sig bedst tilpas. Disse oplysninger aggregeres derefter for at finde den temperatur, som de fleste passagerer vil finde behagelige, i et system, som hans team har døbt OccuTherm. Afgørende, systemet kan estimere information om kropsform fra dybdeafbildningssensorer monteret på døråbninger, som er mindre indgribende for privatlivets fred end andre registreringsmetoder såsom traditionelle kameraer.

Som Bergés og andre forskere bemærker i et nyligt papir, termisk komfort har en betydelig effekt på individets fysiologiske og psykologiske velbefindende og påvirker beboernes helbred, tilfredshed, og ydeevne. Undersøgelser har vist, at optimale termiske komfortforhold kan føre til en stigning i koncentration og produktivitet, mens dårlige termiske komfortforhold kan føre til sløvhed og distraktion.

OccuTherm virker ved at estimere omkredsen af ​​en persons skuldre ovenfra, derefter kombinere det med højde- og vægtestimater for at udlede den optimale temperatur for den enkeltes komfort. Ligesom samfundet er nået langt med at omfavne forskelle, der engang blev overhalet eller ignoreret, dette system viser behovet for at anerkende, at hver person har en forskellig kropsform, med forskellige behov, som skal opfyldes på deres egne præmisser. Det inkorporerer et meget dybere niveau af menneskelig forståelse end traditionelle opvarmnings- og afkølingsmetoder, som bruger generiske indstillede temperaturmodeller, der har været på plads i årtier. OccuTherm er et dynamisk system, der personligt indregner hver enkelt person, der kommer ind i eller forlader et rum, til systemets temperaturindstilling.

OccuTherm er seks procent mere effektiv end førende state-of-the-art tilgange, som også kan anvende restriktive wearables eller kræve konstant brugerinteraktion. Systemet, forfatterne bemærker, "fungerer uden behov for hyppige brugerkomfort-feedback-rapporter og udnytter data fra dybdeafbildningssensorer, som hurtigt er ved at blive almindelige i indendørs miljøer."

Et smartere temperaturkontrolsystem som OccuTherm kan også hjælpe med at reducere energiomkostningerne og i forlængelse heraf, kulstofemissioner. Omkring 50 procent af energien, der bruges i menneskers beboede rum, bruges på opvarmning, afkøling, og ventilation. Termostater drejes normalt til en indstillet temperatur for hele bygningen, også selvom det meste af området er ubeboet. Eliminering af spild, forældede metoder og at sætte beboernes individuelle behov først kunne ikke blot være lig med en mere indholdsrig og produktiv arbejdsplads, men også store besparelser for både ledere og miljøet.

Bergés og hans kolleger planlægger at integrere mere avancerede funktioner, efterhånden som systemet fortsætter med at forbedre sig, der også kan tage hensyn til en persons tøjvalg. At tillade brugere at give direkte feedback kan også yderligere forfine OccuTherms evne til at hjælpe folk med at opnå optimal termisk komfort. Ultimativt, systemet vil hjælpe med at lukke kløften mellem menneskelige behov og de rum, der er bygget til at tilfredsstille dem, give et mere behageligt og beboeligt miljø for alle.

"Bygninger kan gøre et bedre stykke arbejde med at holde os komfortable, mens de bruger mindre energi, og vi har stadig meget at lære, herunder gentagelse af denne undersøgelse på en større befolkning, siger Bergés. "Disse resultater er lovende og viser, at der er potentiale for ikke-påtrængende teknologier til at opnå komfortforudsigende egenskaber for passagererne."

OccuTherm-forskerholdet omfatter ph.d.-kandidater Jonathan Francis fra Carnegie Mellon's School of Computer Science, Matias Quintana fra The National University of Singapore, og Nadine von Frankenberg fra det tekniske universitet i München, samt seniorforsker Sirajum Munir fra Bosch Research &Technology Center.


Varme artikler