研究人員發(fā)現(xiàn)智能水龍頭可以幫助節(jié)約用水

斯坦福大學機械工程專業(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，直接從“綠野仙蹤”(The Wizard of Oz)中脫穎而出。除了冒充一個偉大而強大的巫師，Jou假裝是一個自主的下沉。他這樣做是為了測試適合個人洗滌方式的水槽是否可以減少用水量。

一個靠近機械工程專業(yè)學生大腦的水龍頭還不存在。因此，Jou和他在機械工程助理教授Erin MacDonald實驗室的同事做了下一個最好的事情：一個龍頭似乎根據(jù)用戶的喜好自動調整，但實際上是由Jou控制的。

8月20日在國際設計工程技術會議和計算機信息工程大會上發(fā)表的一篇論文中詳細介紹了他們的狡猾實驗結果，他們支持這樣一種理念，即精心設計的智能水槽可以通過調節(jié)水的使用和推動用戶來幫助節(jié)約用水。培養(yǎng)更多注重水的習慣。

“我們看了一下水龍頭，因為家里有很多用水，但是當你把水槽和房子里的其他產(chǎn)品 - 一個恒溫器或冰箱 - 進行比較時，你會發(fā)現(xiàn)水槽的更新方式?jīng)]有更新在很長一段時間內工作，“該報的高級作者麥克唐納說。“有一些小的更新，但沒有任何東西能真正利用技術的力量。”

該實驗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，他們仍然使用了10%的水，盡管水槽已經(jīng)恢復了無腦。這種用水的轉變發(fā)生在參與者不知道實驗是關于水資源保護的情況下。

斯坦福機械工程研究人員解決了這個不起眼的水龍頭，探索如何減少家庭用水量。圖片來源：斯坦福大學

“鑒于我們在加利福尼亞州的地理位置，水資源保護尤其重要，”研究生兼該論文的共同作者Samantha Beaulieu說。“我們還想看看人們的習慣是否可以調節(jié);如果與這個水龍頭相互作用可能會改變人們與手動水龍頭的互動方式。我們發(fā)現(xiàn)的結果似乎表明這是可能的。”

不要留意墻后面的學生

為了創(chuàng)造一個讓人們信任并希望享受水槽的情況，Jou在第一輪清潔過程中密切監(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利用他們的認知風格或用戶行為風格，看看我是否可以幫助他們減少用水，同時讓他們保持快樂，”該論文的第一作者Jou說。“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你的風格的產(chǎn)品。”

在實驗結束后的調查中，96%與智能水槽相互作用的參與者(有一個沒有Jou洗過餐具三次的對照組)說他們認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買這樣的產(chǎn)品。

“大多數(shù)人都對水槽感到驚訝，”Beaulieu說。“很多人都離開了實驗，詢問算法是什么，或者詢問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驗結束才能回答這些問題。”

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

麥克唐納說：“我們甚至沒有計劃在研究的最后階段進行第三步，當時我們進行了試驗。” “我從來沒有想過只有一次使用”算法威廉“的人會保留訓練并以不同方式洗碗。”

未來的下沉

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

話雖如此，創(chuàng)建這一個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，制作一個實際上是自主的大規(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，研究人員仍然樂觀地認為，像這樣的研究可以為支持這些發(fā)展奠定基礎。

“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)品會產(chǎn)生很大的影響，因為它隨著你的變化而不斷增長和學習，”Jou說。“這個龍頭正在努力節(jié)約用水，但它也讓用戶滿意。從長遠來看，這樣的產(chǎn)品可能是我們的未來。”

桶里有很多滴

研究人員和他們的參與者都低估了洗碗時人們使用的水量。為了測量目的，實驗水槽被排放到一個隱藏的水桶中 - 研究人員在設計實驗時不得不兩次增加該水桶的大小，因為它一直溢出。

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。當被問及時，參與者通常估計他們每次洗滌使用大約一加侖。

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