研究人員發(fā)現(xiàn)智能水龍頭可以幫助節(jié)約用水

斯坦福大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)的研究生威廉·朱(William Jou)幾乎從他的研究參與者身上隱藏起來(lái)，直接從“綠野仙蹤”(The Wizard of Oz)中脫穎而出。除了冒充一個(gè)偉大而強(qiáng)大的巫師，Jou假裝是一個(gè)自主的下沉。他這樣做是為了測(cè)試適合個(gè)人洗滌方式的水槽是否可以減少用水量。

一個(gè)靠近機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生大腦的水龍頭還不存在。因此，Jou和他在機(jī)械工程助理教授Erin MacDonald實(shí)驗(yàn)室的同事做了下一個(gè)最好的事情：一個(gè)龍頭似乎根據(jù)用戶的喜好自動(dòng)調(diào)整，但實(shí)際上是由Jou控制的。

8月20日在國(guó)際設(shè)計(jì)工程技術(shù)會(huì)議和計(jì)算機(jī)信息工程大會(huì)上發(fā)表的一篇論文中詳細(xì)介紹了他們的狡猾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他們支持這樣一種理念，即精心設(shè)計(jì)的智能水槽可以通過(guò)調(diào)節(jié)水的使用和推動(dòng)用戶來(lái)幫助節(jié)約用水。培養(yǎng)更多注重水的習(xí)慣。

“我們看了一下水龍頭，因?yàn)榧依镉泻芏嘤盟钱?dāng)你把水槽和房子里的其他產(chǎn)品 - 一個(gè)恒溫器或冰箱 - 進(jìn)行比較時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)水槽的更新方式?jīng)]有更新在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)工作，“該報(bào)的高級(jí)作者麥克唐納說(shuō)。“有一些小的更新，但沒(méi)有任何東西能真正利用技術(shù)的力量。”

該實(shí)驗(yàn)的參與者必須洗滌餐具三次，其中Jou僅在第二次洗滌期間秘密控制水槽的溫度和流量。隨著Jou的參與，與第一次洗滌相比，參與者減少了約26%的水。在第三輪中，與第一輪相比，他們?nèi)匀皇褂昧?0%的水，盡管水槽已經(jīng)恢復(fù)了無(wú)腦。這種用水的轉(zhuǎn)變發(fā)生在參與者不知道實(shí)驗(yàn)是關(guān)于水資源保護(hù)的情況下。

斯坦福機(jī)械工程研究人員解決了這個(gè)不起眼的水龍頭，探索如何減少家庭用水量。圖片來(lái)源：斯坦福大學(xué)

“鑒于我們?cè)诩永Ｄ醽喼莸牡乩砦恢?，水資源保護(hù)尤其重要，”研究生兼該論文的共同作者Samantha Beaulieu說(shuō)。“我們還想看看人們的習(xí)慣是否可以調(diào)節(jié);如果與這個(gè)水龍頭相互作用可能會(huì)改變?nèi)藗兣c手動(dòng)水龍頭的互動(dòng)方式。我們發(fā)現(xiàn)的結(jié)果似乎表明這是可能的。”

不要留意墻后面的學(xué)生

為了創(chuàng)造一個(gè)讓人們信任并希望享受水槽的情況，Jou在第一輪清潔過(guò)程中密切監(jiān)控參與者的洗滌方式，以便在第二輪中模仿它們。

“作為算法，我試圖利用這些信息來(lái)利用他們的認(rèn)知風(fēng)格或用戶行為風(fēng)格，看看我是否可以幫助他們減少用水，同時(shí)讓他們保持快樂(lè)，”該論文的第一作者Jou說(shuō)。“今天很多產(chǎn)品都是為一般用途而制造的，而這是一款了解你并適應(yīng)你的風(fēng)格的產(chǎn)品。”

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的調(diào)查中，96%與智能水槽相互作用的參與者(有一個(gè)沒(méi)有Jou洗過(guò)餐具三次的對(duì)照組)說(shuō)他們認(rèn)為智能水龍頭有可能節(jié)約用水。他們中的許多人甚至表示有興趣購(gòu)買這樣的產(chǎn)品。

“大多數(shù)人都對(duì)水槽感到驚訝，”Beaulieu說(shuō)。“很多人都離開(kāi)了實(shí)驗(yàn)，詢問(wèn)算法是什么，或者詢問(wèn)它是如何工作的或如何看到更多。我們基本上告訴他們我們必須等到實(shí)驗(yàn)結(jié)束才能回答這些問(wèn)題。”

雖然Jou的幫助對(duì)洗滌的結(jié)果和反應(yīng)令人印象深刻，但研究人員特別感到鼓舞的是，與“自主”功能的短暫互動(dòng)如何改變了參與者的用水量。

麥克唐納說(shuō)：“我們甚至沒(méi)有計(jì)劃在研究的最后階段進(jìn)行第三步，當(dāng)時(shí)我們進(jìn)行了試驗(yàn)。” “我從來(lái)沒(méi)有想過(guò)只有一次使用”算法威廉“的人會(huì)保留訓(xùn)練并以不同方式洗碗。”

未來(lái)的下沉

研究人員想象一個(gè)未來(lái)，醫(yī)院水槽鼓勵(lì)員工正確洗手，我們的個(gè)人水槽和淋浴偏好可以轉(zhuǎn)移到酒店和朋友家。學(xué)校和社區(qū)可以組織比賽，以節(jié)約用水和提高節(jié)水意識(shí)。通過(guò)附加功能，水槽甚至可以檢測(cè)到泄漏。

話雖如此，創(chuàng)建這一個(gè)接收器需要多年的工作，甚至不包括算法。除了植入人工智能之外，制作一個(gè)實(shí)際上是自主的大規(guī)模生產(chǎn)版本需要能夠區(qū)分用戶之間和場(chǎng)景之間的傳感器 - 例如洗鍋而不是叉子。盡管如此，研究人員仍然樂(lè)觀地認(rèn)為，像這樣的研究可以為支持這些發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

“我們都是人類 - 我們有美好的日子和糟糕的日子。這樣的產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因?yàn)樗S著你的變化而不斷增長(zhǎng)和學(xué)習(xí)，”Jou說(shuō)。“這個(gè)龍頭正在努力節(jié)約用水，但它也讓用戶滿意。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這樣的產(chǎn)品可能是我們的未來(lái)。”

桶里有很多滴

研究人員和他們的參與者都低估了洗碗時(shí)人們使用的水量。為了測(cè)量目的，實(shí)驗(yàn)水槽被排放到一個(gè)隱藏的水桶中 - 研究人員在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)不得不兩次增加該水桶的大小，因?yàn)樗恢币绯觥?/p>

即使裝有14加侖的水桶，他們也不得不在第二次和第三次洗滌之間傾倒水。當(dāng)被問(wèn)及時(shí)，參與者通常估計(jì)他們每次洗滌使用大約一加侖。

研究報(bào)告的共同作者Samantha Beaulieu說(shuō)：“這是一個(gè)奇怪的喚醒電話，我可能也在使用那么多水。”