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(xué)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(diào)整，但實際上是由Jou控制的。

8月20日在國際設(shè)計工程技術(shù)會議和計算機信息工程大會上發(fā)表的一篇論文中詳細(xì)介紹了他們的狡猾實驗結(jié)果，他們支持這樣一種理念，即精心設(shè)計的智能水槽可以通過調(diào)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(xí)慣。

“我們看了一下水龍頭，因為家里有很多用水，但是當(dāng)你把水槽和房子里的其他產(chǎn)品 - 一個恒溫器或冰箱 - 進(jìn)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(nèi)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(shù)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?nèi)匀皇褂昧?0%的水，盡管水槽已經(jīng)恢復(fù)了無腦。這種用水的轉(zhuǎn)變發(fā)生在參與者不知道實驗是關(guān)于水資源保護(hù)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(xué)

“鑒于我們在加利福尼亞州的地理位置，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。“我們還想看看人們的習(xí)慣是否可以調(diào)節(jié);如果與這個水龍頭相互作用可能會改變?nèi)藗兣c手動水龍頭的互動方式。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(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(yīng)你的風(fēng)格的產(chǎn)品。”

在實驗結(jié)束后的調(diào)查中，96%與智能水槽相互作用的參與者(有一個沒有Jou洗過餐具三次的對照組)說他們認(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(jié)束才能回答這些問題。”

雖然Jou的幫助對洗滌的結(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(jìn)行第三步，當(dāng)時我們進(jìn)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(xùn)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(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。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(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)品會產(chǎn)生很大的影響，因為它隨著你的變化而不斷增長和學(xué)習(xí)，”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(yuǎn)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(shè)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(dāng)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。”