Per aumentare l’efficienza energetica delle case di famiglie tipiche, dove può capitare che le persone dimentichino di togliere i vestiti bagnati dalle lavatrici, recuperare il cibo caldo dal forno a microonde e chiudere i rubinetti che sgocciolano, ricercatori della Cornell University hanno sviluppato un dispositivo unico nel suo genere, chiamato VibroSense, in grado di tracciare 17 tipi di elettrodomestici utilizzando le vibrazioni.
VibroSense, hanno spiegato i ricercatori, utilizza i laser per catturare sottili vibrazioni su pareti, soffitti e pavimenti, oltre a una rete di apprendimento profondo (deep learning) che modella i dati del vibrometro per creare “firme” diverse per ogni apparecchio. In tal modo i ricercatori intendono avvicinarsi alla realizzazione di una casa smart più efficiente e integrata.
Per avere una casa smart di questo tipo, occorre che ogni dispositivo sia intelligente, il che non è realistico; oppure dovrebbero essere installati sensori separati su ogni dispositivo o in ogni area della casa, approccio dalla messa in pratica altrettanto difficile.
Il sistema sviluppato alla Cornell è invece il primo in grado di monitorare i dispositivi su piani diversi, in stanze diverse, utilizzando un unico device, ha sottolineato Cheng Zhang, assistant professor di information science e senior author del paper su VibroSense.
Per rilevare l’utilizzo di apparecchi in un’intera casa, il compito dei ricercatori era duplice: rilevare le piccole vibrazioni utilizzando un vibrometro laser Doppler e differenziare vibrazioni simili create da più dispositivi identificando i percorsi da una stanza all’altra.
La rete di deep learning è stata addestrata a distinguere le diverse attività, in parte tramite l’apprendimento delle firme dei percorsi in parte con i loro rumori distintivi.
Il dispositivo, hanno riportato i ricercatori, ha mostrato una precisione di quasi il 96% nell’identificare 17 diverse attività in cinque case in due giorni, tra cui rubinetti che sgocciolano, un aspiratore, un bollitore elettrico, un frigorifero e una cappa. Secondo i ricercatori della Cornell, VibroSense potrebbe anche distinguere cinque diverse fasi di utilizzo dell’apparecchio con una precisione media superiore al 97%.
I ricercatori sottolineano che il dispositivo è utile principalmente nelle case unifamiliari, perché nei condomini potrebbe raccogliere attività negli appartamenti vicini, presentando un potenziale rischio per la privacy: occorrerebbe sicuramente la collaborazione tra ricercatori, professionisti del settore e governi per assicurarsi che la tecnologia sia utilizzata per i giusti scopi.
Tra i casi d’uso, il sistema VibroSense potrebbe aiutare a monitorare il consumo di energia e potenzialmente contribuire a ridurre i consumi nelle case.
Secondo Zhang, il sistema è in grado di rilevare sia il verificarsi di un evento al chiuso, sia il tempo di un evento, e potrebbe essere utilizzato per stimare i consumi di elettricità e acqua e fornire consigli sul risparmio energetico per i proprietari di case, aiutando anche a prevenire sprechi di acqua ed elettricità, nonché guasti elettrici come cortocircuiti negli elettrodomestici.
