斯坦福大学的研究人员发现智能水龙头有助于节水

斯坦福大学(Stanford University)机械工程专业的前研究生威廉·朱(William Jou)几乎没有瞒过他的研究参与者,他直接用了《绿野仙踪》(Wizard of Oz)里的一个诡计。他这样做是为了测试一个适合个人洗涤风格的水槽是否可以减少用水量。

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库尔特·西克曼

斯坦福大学机械工程研究人员研究了这种不起眼的水龙头,以探索如何减少家庭用水。

任何接近机械工程专业学生大脑的水龙头都还不存在。因此,Jou和他在机械工程助理教授Erin MacDonald的实验室里的同事们做出了下一个最好的发明:一个水龙头,看起来可以自动调整用户的喜好,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上发表的论文详细介绍了他们sly实验的结果《计算机与信息工程会议》(Computers and Information in Engineering Conference)支持这样一种观点,即经过深思熟虑设计的智能水槽可以通过调节用水和促使用户养成更节水的习惯来帮助节约用水。

“我们看着水龙头因为大量的水使用在家里发生,但是当你把你沉到其他产品在众议院——恒温器或冰箱——你会发现没有更新水槽是如何工作在很长一段时间,”麦克唐纳说,他是论文的资深作者。“有一些小的更新,但没有真正利用技术的力量。”

在这个实验中,参与者必须洗三次盘子,只有在第二次洗的时候,Jou才会秘密地控制水槽的温度和流量。有了Jou的参与,参与者使用的水比第一次洗的水少了26%。在第三轮测试中,他们仍然比第一轮少用了10%的水,尽管水槽又回到了没有大脑的状态。这种用水的转变发生在参与者不知道这个实验是关于节约用水的情况下。

“考虑到我们在加州的地理位置,节约用水尤其重要,”该论文的合著者、研究生萨曼莎比尤伊(Samantha Beaulieu)说。“我们还想看看人们的习惯是否可以调整;如果与这个水龙头的互动可以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。”

不要注意墙后的学生

为了创造一个让人们信任并希望享受水槽为他们做出用水决定的环境,Jou在第一轮清洁中密切监控参与者的洗衣风格,这样他就可以在第二轮中模仿他们。

“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风格,看看我是否能帮助他们在保持快乐的同时减少用水量,”该论文的第一作者Jou说。“尽管现在很多产品都是为大众设计的,但这款产品能让你了解自己,并适应自己的风格。”

在实验结束后的调查中,96%与智能水槽互动的参与者(还有一组不使用Jou洗三次盘子的对照组)表示,他们认为智能水龙头有节水的潜力。他们中的许多人甚至表示有兴趣购买这样的产品。

“大多数人都对水池感到很惊讶,”波柳说。“很多人离开实验时都在问这个算法是什么,它是如何工作的,或者如何看到更多。我们基本上告诉他们,我们必须等到实验结束后才能回答这些问题。”

虽然在Jou的帮助下清洗的结果和反应令人印象深刻,但研究人员特别为与“自主”功能的短暂互动如何改变参与者的用水习惯而感到振奋。

麦克唐纳说:“直到研究进行到很晚的时候,也就是我们进行试点试验的时候,我们才计划进行第三步。”“我从来没有想过,只要有一次使用‘威廉算法’的经历,人们就会保留培训,以不同的方式洗碗。”

未来的沉沦

研究人员设想了这样一个未来:医院的洗手池鼓励员工正确洗手,我们个人对洗手池和淋浴的偏好可以转移到酒店和朋友家。学校和社区可以组织比赛来节约用水和提高节水意识。通过附加的功能,水槽甚至可以检测到泄漏。

也就是说,创建这个水槽需要多年的工作,甚至不包括算法。除了植入人工智能,为大规模生产制造一个真正自主的版本,还需要能够区分用户和场景的传感器——比如洗锅、叉和洗手。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打下基础。

“我们都是人——我们有开心的时候也有不开心的时候。像这样的产品可能会有很大的影响,因为它会随着你的改变而成长和学习。”“这种水龙头正在努力节水,但同时也让用户感到高兴。从长远来看,这样的产品可能是我们的未来。”

斯坦福大学本科生Adrienne Lim也是这篇论文的作者之一。这项研究由国家科学基金会资助。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.stanford.edu/2019/08/20/smart-faucet-could-help-save-water/