Huizen worden al decennia "slimmer" maar de volgende generatie slimme huizen kan bieden wat twee wetenschappers van Case Western Reserve University een 'Internet of Ears' noemen.

Het slimme huis van vandaag beschikt over apparaten, entertainmentsystemen, beveiligingscamera's en verlichting, verwarmings- en koelsystemen die met elkaar en met internet zijn verbonden. Ze kunnen op afstand worden geopend en bediend via computer- of smartphone-apps.

De technologie van het onderling verbinden van commerciële, industriële of overheidsgebouwen, ooit zelfs hele gemeenschappen, wordt het ‘internet der dingen’ genoemd, " of IoT.

Maar een paar hoogleraren elektrotechniek en computerwetenschappen aan de Case School of Engineering hebben geëxperimenteerd met een nieuwe reeks sensoren. Dit systeem zou niet alleen de trillingen uitlezen, geluiden - en zelfs de specifieke gang, of andere bewegingen - geassocieerd met mensen en dieren in een gebouw, maar ook eventuele subtiele veranderingen in het bestaande elektrische omgevingsveld.

Hoewel nog steeds misschien een decennium of zo weg, het huis van de toekomst kan een gebouw zijn dat zich aanpast aan uw activiteit met slechts een paar kleine, verborgen sensoren in de muren en vloer en zonder dat er invasieve camera's nodig zijn.

Een gebouw dat 'luistert'

"We proberen een gebouw te maken dat kan 'luisteren' naar de mensen binnenin, " zei Ming-Chun Huang, een assistent-professor in de elektrotechniek en informatica.

"We gebruiken principes die vergelijkbaar zijn met die van het menselijk oor, waar trillingen worden opgevangen en onze algoritmen ze ontcijferen om uw specifieke bewegingen te bepalen. Daarom noemen we het het 'Internet of Ears'."

Huang leidt het onderzoek met betrekking tot het menselijk lopen en het volgen van bewegingen, terwijl Soumyajit Mandal, de T. en A. Schroeder Universitair Docent Elektrotechniek en Informatica, richt zich op trillingsdetectie en veranderingen in het bestaande elektrische veld veroorzaakt door de aanwezigheid van mensen of zelfs huisdieren.

"Er is eigenlijk overal om ons heen een constant elektrisch veld van 60 Hz, en omdat mensen enigszins geleidend zijn, ze maken het veld een beetje kort, "Zei Mandal. "Dus, door de verstoring in dat veld te meten, we kunnen hun aanwezigheid vaststellen, of zelfs hun ademhaling, zelfs als er geen trillingen zijn die verband houden met geluid.

Huang en Mandal publiceerden in oktober de details van hun onderzoek op de IEEE Sensors-conferentie in New Delhi, Indië. Een langere versie van hun resultaten zal in het tijdschrift verschijnen IEEE-transacties op instrumentatie en meting begin volgend jaar.

Ze hebben de technologie ook getest in vergaderruimten op de afdeling elektrotechniek op de campus en in het Smart Living Lab in Ohio Living Breckenridge Village, een seniorengemeenschap in Willoughby, Ohio.

Mandal zei dat ze slechts vier kleine sensoren in de muren en vloer van een kamer hebben gebruikt. Wat betreft privacykwesties, Mandal zei dat het systeem geen individuen zou kunnen identificeren. hoewel het kan worden gekalibreerd om de verschillende gangen van mensen te herkennen.

Energiebesparingen, veiligheid van gebouwen

Ze verwachten dat het systeem veel voordelen kan opleveren.

"Het eerste voordeel is de energie-efficiëntie van gebouwen, vooral in verlichting en verwarming, als de systemen zich aanpassen aan hoe mensen van de ene kamer naar de andere gaan, energie efficiënter toe te wijzen, ' zei Huang.

Een ander voordeel zou de mogelijkheid kunnen zijn om de structurele integriteit en veiligheid van een gebouw te volgen en te meten, gebaseerd op menselijke bezetting - wat van cruciaal belang zou zijn bij een aardbeving of orkaan, bijvoorbeeld, zei Huang.

"Dit is niet echt onderzocht voor zover we hebben gezien, maar we weten dat mensen gebouwen dynamisch belasten, vooral in oudere gebouwen, Huang zei. "In samenwerking met onze collega YeongAe Heo van de afdeling Civiele Techniek, we proberen te voorspellen of er structurele schade zal zijn vanwege het toegenomen gewicht of de belasting op basis van het aantal mensen op de vloer of hoe ze op die verdieping zijn verdeeld."