Что может ваша микроволновка сказать о вашем здоровье?

Система Массачусетского технологического института (MIT) использует беспроводные сигналы для измерения величины использования бытовой техники, чтобы лучше понять тенденции, связанные с здравоохранением.

Однако микроволновые печи и посудомоечные машины — это не первое, что приходит на ум при мыслях о сборе информации для здоровья.

Недавние исследования Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT (CSAIL) представляют нам достаточно данных, чтобы попытаться все переосмыслить. Система, называемая Sapple, анализирует использование бытовой техники, чтобы лучше понять параметры и характеристики, связанные со здоровьем, используя только радиосигналы и интеллектуальный счетчик электроэнергии.

Принимая информацию от двух домашних датчиков, новая модель машинного обучения рассматривает пользование предметов быта, например, микроволновых печей, плит и даже фенов для волос, а также определяет, где и когда используется тот или иной прибор.

К примеру, для пожилых людей, живущих в одиночестве, подобное исследование электроприборов может помочь медицинским работникам лучше понять их способность выполнять различные виды повседневной деятельности, наконец составляя рекомендации. Анализ также может включать в себя процесс, связанные с личной гигиеной, одеванием, питанием, воздержанием и подвижностью.

“Система использует данные пассивного зондирования и не требует от людей изменения образа жизни”, - говорит аспирант MIT Чэнь-Юй Хсу, ведущий автор новой статьи о Sapple. “Она имеет потенциал для улучшения энергосбережения и эффективности, нашего понимание повседневной активности пожилых людей, живущих в одиночестве, и дает представление о поведенческой аналитике в интеллектуальных средах”.

Из двух датчиков местоположения образуются радиосигналы, охватывающие около 12 метров (40 футов), чего вполне хватает, чтобы покрыть обычную квартиру с одной спальней. Пользователю необходимо пройтись по всей квартире для настройки датчика, чтобы тот распознал физические границы, в рамках которых следует производить анализ.

Команда утверждает, что эта системе можно найти применение даже во время пандемии COVID-19, стимулирующей интерес к бесконтактному зондированию здоровья и поведения. Например, можно легко представить себе пассивный мониторинг лиц, находящихся в повышенной группе риска.

Sapple берет начало от растущего объема исследований команды, сосредоточенных на использовании беспроводного анализа для понимания человеческого тела — таких датчик GPS для отслеживания опухолей или распределения лекарств, беспроводная система умного дома для мониторинга заболеваний и помощи пожилым людям, а также другая система для измерения походки, чтобы помочь контролировать и диагностировать различные заболевания.

В предыдущей работе по изучению использования электроприборов рассматривалось использование данных об энергии от счетчика коммунальных услуг. Но этот подход затрудняет выяснение деталей, поскольку энергетические данные представляют собой смесь моделей нескольких приборов, сложенных вместе.

Бесконтрольные подходы — те, в которых данные не помечаются индивидуально — предполагают, что характеристики отдельных устройств неизвестны. Поскольку счетчик коммунальных услуг измеряет общую энергию, используемую домом, действительно трудно изучать отдельные приборы.

Sapple работает по тому же принципу: он не предполагает, что мы знаем характеристики всех приборов, но вместо этого использует данные от второго датчика, определяет их самостоятельно. Например, датчик местоположения фиксирует движение человека, когда он подходит к микроволновке, кладет в нее еду и включает ее, а затем модель собирает данные и узнает, когда включаются определенные приборы и каково их местоположение в доме.

В дополнению ко всему, связанному со здоровьем, Sapple можно найти применение в уменьшении погубного влияния на природу. Анализируя модели использования бытовой техники в домах, система может поощрять энергосберегающего поведения, составляя прогнозы по коммунальным услугам.

Использование данных о местоположении не всегда подразумевает данные об использовании отдельного устройства, поскольку люди могут просто находиться рядом, например, с микроволновой печью, не задействуя ее. Кроме того, многие приборы, такие как холодильники, циклично переключают питание и создают фон. Sapple решает подобные проблемы, связывая данные о местоположении и использовании всех приборов.

“Определение местоположения внутри помещений постепенно становится таким же распространенным явлением, как Wi-Fi, поэтому есть надежда, что наша технология будет быть легко устанавлено во всех местах с коммунальными счетчиками”, - говорит Хсу. “Коммунальные компании, например, могли бы снизить пиковые потребности за счет предоставления персонализированной обратной связи, соптимизировать выработку и доставку энергии, в конечном итоге повысим общую энергоэффективность”.