Nauwelijks verborgen voor zijn studiedeelnemers, Willem Jou, een voormalig afgestudeerde student werktuigbouwkunde aan de Stanford University, haalde een list uit The Wizard of Oz. Behalve, in plaats van een grote en krachtige tovenaar na te bootsen, Jou deed zich voor als een autonome gootsteen. Hij deed dit om te testen of een gootsteen die zich aanpast aan persoonlijke wasstijlen het waterverbruik kan verminderen.

Een kraan met iets dat dicht bij het brein van een student werktuigbouwkunde ligt, bestaat nog niet. Dus, Jou en zijn collega's in het lab van Erin MacDonald, universitair docent werktuigbouwkunde, maakte het op één na beste:een kraan die zich automatisch leek aan te passen aan de voorkeuren van een gebruiker, maar werd eigenlijk gecontroleerd door Jou.

De resultaten van hun sluwe experiment, gedetailleerd in een paper gepresenteerd op 20 augustus op de International Design Engineering Technical Conferences &Computers and Information in Engineering Conference, steun het idee dat doordacht ontworpen slimme gootstenen kunnen helpen water te besparen door het watergebruik te reguleren en gebruikers aan te sporen om meer waterbewuste gewoonten te ontwikkelen.

"We hebben naar de kraan gekeken omdat daar veel water in huis wordt gebruikt, maar als je je gootsteen vergelijkt met andere producten in huis - een thermostaat of koelkast - zie je dat er al heel lang geen updates zijn geweest over hoe de gootsteen werkt, " zei MacDonald, wie is senior auteur van het artikel. "Er zijn kleine updates geweest, maar niets dat echt de kracht van technologie benut."

Deelnemers aan dit experiment moesten drie keer afwassen, waarbij Jou alleen tijdens de tweede wasbeurt stiekem de temperatuur en het debiet van de gootsteen regelt. Met Jou erbij betrokken, deelnemers gebruikten ongeveer 26 procent minder water in vergelijking met hun eerste wasbeurt. In de derde ronde, ze gebruikten nog steeds 10 procent minder water in vergelijking met de eerste ronde, ook al was de gootsteen weer hersenloos. Deze verschuiving in watergebruik vond plaats zonder dat de deelnemers wisten dat het experiment over waterbehoud ging.

"Waterbesparing is bijzonder relevant gezien onze locatie in Californië, " zei Samantha Beaulieu, een afgestudeerde student en co-auteur van het papier. "We wilden ook zien of de gewoonten van mensen aanpasbaar waren, of interactie met deze kraan dan zou kunnen veranderen hoe mensen omgaan met een handmatige kraan. De resultaten die we hebben gevonden lijken erop te wijzen dat dit mogelijk is."

Let niet op de leerling achter de muur

Om een ​​situatie te creëren waarin mensen zouden vertrouwen op - en hopelijk genieten van - een gootsteen die waterbeslissingen voor hen neemt, Jou hield de wasstijlen van de deelnemers tijdens hun eerste schoonmaakronde nauwlettend in de gaten, zodat hij ze in de tweede ronde kon evenaren.

"Als het algoritme, Ik probeer die informatie te gebruiken om hun cognitieve stijl of gebruikersgedragsstijl te benutten om te zien of ik ze kan helpen minder water te gebruiken en ze toch tevreden te houden, " beschreef Jou, wie is de hoofdauteur van het artikel. "Terwijl veel producten tegenwoordig worden gemaakt voor algemeen gebruik, dit is een product dat over jou leert en zich aanpast aan jouw stijl."

In enquêtes na het experiment, 96 procent van de deelnemers die interactie hadden met de slimme gootsteen (er was een controlegroep die drie keer afwas zonder Jou) zei dat ze dachten dat slimme kranen potentieel hadden om water te besparen. Velen van hen toonden zelfs interesse in het kopen van een dergelijk product.

"De meeste mensen waren behoorlijk verbaasd over de gootsteen, " zei Beaulieu. "Veel mensen verlieten het experiment met de vraag wat het algoritme was of hoe het werkte of hoe ze meer konden zien. We vertelden hen eigenlijk dat we moesten wachten tot het einde van het experiment om die vragen te beantwoorden."

Hoewel de resultaten van en de reactie op het wassen met de hulp van Jou indrukwekkend waren, de onderzoekers waren vooral bemoedigd door hoe zo'n korte interactie met de "autonome" functie het watergebruik van de deelnemers veranderde.

"We waren niet eens van plan om die derde stap pas heel laat in het onderzoek te doen, toen we proeftesten, "zei MacDonald. "Ik had nooit gedacht dat het hebben van slechts één ervaring met 'William the Algorithm'-mensen de training zou behouden en hun afwas anders zou doen."

De gootsteen van de toekomst

De onderzoekers stellen zich een toekomst voor waarin wastafels in ziekenhuizen werknemers aanmoedigen om hun handen goed te wassen en onze persoonlijke voorkeuren voor wastafels en douches kunnen worden overgedragen aan hotels en vriendenhuizen. Scholen en buurten zouden wedstrijden kunnen organiseren om water te besparen en het bewustzijn van waterbehoud te vergroten. Door extra functies, de gootsteen kan zelfs lekken detecteren.

Dat gezegd hebbende, het maken van deze ene gootsteen vergde jaren werk en bevatte niet eens een algoritme. Naast het implanteren van kunstmatige intelligentie, om een ​​versie voor massaproductie te maken die feitelijk autonoom is, zijn sensoren nodig die onderscheid kunnen maken tussen gebruikers en tussen scenario's, zoals het wassen van een pot versus een vork versus handen. Nog altijd, de onderzoekers zijn optimistisch dat studies als deze de basis kunnen leggen om die ontwikkelingen te ondersteunen.

"We zijn allemaal mensen - we hebben goede en slechte dagen. Een product als dit kan een grote impact hebben omdat het met je meegroeit en leert terwijl je verandert, "zei Jou. "Deze kraan werkt aan waterbesparing, maar houdt ook de gebruiker tevreden. Op de lange termijn, producten als deze kunnen onze toekomst zijn."

Veel druppels in de emmer

Zowel de onderzoekers als hun deelnemers onderschatten de hoeveelheid water die mensen gebruiken bij het afwassen. De experimentele gootsteen liep leeg in een verborgen emmer - voor meetdoeleinden - en de onderzoekers moesten de maat van die emmer twee keer vergroten tijdens het ontwerpen van het experiment omdat het overstroomde.

Zelfs met een emmer van 14 gallon op zijn plaats, ze moesten het water tussen de tweede en derde wasbeurt weggooien. Wanneer gevraagd, de deelnemers schatten meestal dat ze ongeveer een gallon per wasbeurt gebruikten.

"Het was een rare wake-up call dat ik waarschijnlijk ook zoveel water gebruik, " zei co-auteur van de studie Samantha Beaulieu.