每年夏季,特別是在武漢這種火爐城市,地鐵車廂內(nèi)搭載溫度傳感器的空調(diào),總是飽受市民抱怨。同一溫度下,有乘客覺著冷,有乘客則喊熱,對(duì)此,市民總是無(wú)法達(dá)到一個(gè)共識(shí)。據(jù)蓋世汽車報(bào)道稱,最近,美國(guó)密歇根大學(xué)迪爾伯恩分校(UM-Dearborn)計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)助理教授Mohamed Abouelenien的一項(xiàng)研究,便跟人類生理學(xué)中這個(gè)特別主觀的感覺:“熱舒適度”有關(guān)。
當(dāng)人們擠在一個(gè)共同的空間,如地鐵、家里、辦公室或車內(nèi),人們可能對(duì)于怎樣的溫度比較舒適,很難達(dá)到精確的共識(shí)。而且很多人會(huì)發(fā)現(xiàn),單一的溫度設(shè)置不能讓每個(gè)人都感到舒適,可能會(huì)引發(fā)一場(chǎng)有關(guān)溫度傳感器調(diào)節(jié)設(shè)備的拉鋸戰(zhàn)。
目前,Abouelenien與密歇根大學(xué)弗林特分校機(jī)械工程副教授Mihai Burzo合作,研發(fā)一個(gè)系統(tǒng),可自動(dòng)探測(cè)每個(gè)人的“熱舒適度”水平,然后不斷地調(diào)整熱環(huán)境。
Abouelenien和Burzo收集了50個(gè)研究對(duì)象的“熱不適”數(shù)據(jù),并開始了試驗(yàn)。他們將研究對(duì)象放置在一個(gè)封閉的環(huán)境中,大致模擬了汽車車廂的情況,然后記錄了在各種溫度條件下,研究對(duì)象的各種生理數(shù)據(jù)。
熱成像攝像頭傳感器記錄研究對(duì)象的面部溫度數(shù)據(jù),資料圖
例如,采用一臺(tái)熱成像攝像頭詳細(xì)記錄下研究對(duì)象的面部溫度,采用另外三個(gè)傳感器收集有關(guān)呼吸速率、皮膚溫度,以及50多種其他生理特征信息。與此同時(shí),研究對(duì)象也會(huì)描述他們?cè)诟鞣N條件下的熱舒適度如何。這一點(diǎn)很重要,可以讓兩位研究者將此類主觀體驗(yàn)與傳感器信息聯(lián)系起來(lái),從數(shù)據(jù)角度對(duì)冷或熱有一個(gè)概念。
隨后,該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)模型,以創(chuàng)建“決策邊界”,即確定特定個(gè)人的“適居帶”。在該邊界的一邊,模型會(huì)表示生理傳感器顯示這個(gè)人可能正覺得寒冷;在邊界的另一邊,模型會(huì)表示這個(gè)人覺得太熱了。
然后,Abouelenien和Burzo測(cè)試了該模型,并進(jìn)行了第二次試驗(yàn),再次將研究對(duì)象置于各種條件下,詢問(wèn)他們的熱舒適水平,跟前一次一樣,原來(lái)的系統(tǒng)也會(huì)記錄研究對(duì)象的生理數(shù)據(jù)。
不過(guò),這一次,該模型可以采用數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)研究對(duì)象的反應(yīng),結(jié)果令人非常震驚。在某些情況下,尤其是寒冷時(shí),該模型在90%以上的情況下,對(duì)研究對(duì)象的感覺做出了正確的預(yù)測(cè)。換句話說(shuō),該模型了解研究對(duì)象的感覺。
Abouelenien表示,此種技術(shù)很明顯會(huì)首先應(yīng)用于汽車座艙,他們的算法可指導(dǎo)HVAC系統(tǒng)(暖通空調(diào)系統(tǒng))自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。能夠用于汽車的另一個(gè)原因是駕駛員或乘客會(huì)保持一個(gè)相對(duì)不變的位置,讓傳感器感知一個(gè)固定的目標(biāo)。此外,除能夠帶來(lái)舒適性,此類得到算法指導(dǎo)的溫度調(diào)節(jié)器,比由駕駛員控制的溫度調(diào)節(jié)器效率更高,由此節(jié)約來(lái)的能源,最終可能有助于改善電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
至于是否可以將該技術(shù)應(yīng)用于家庭或辦公室,Abouelenien表示目前尚未實(shí)現(xiàn)。主要挑戰(zhàn)在于,人們?cè)诖祟惌h(huán)境中會(huì)經(jīng)常移動(dòng),因此,該系統(tǒng)需要一個(gè)更大的傳感器網(wǎng)絡(luò)。不過(guò),Abouelenien也表示,也不難實(shí)現(xiàn)。研究人員發(fā)現(xiàn)最能夠指示熱舒適度的設(shè)備熱成像攝像頭的價(jià)格已下跌很多。因此,他們的下一個(gè)目標(biāo)是尋找方法,采用非接觸式傳感器收集生理數(shù)據(jù),即無(wú)需接觸到人類就可收集到數(shù)據(jù)。