美国研究者用传感器收集不同温度下的人体生理数据

研究者希望借此类主观体验与传感器信息联系起来,从数据角度,对冷或热有一个概念。在此过程中,研究者用一台热成像摄像头记录研究对象的面部温度,采用另外三个传感器收集其他生理特征信息。

  每年夏季,特别是在武汉这种火炉城市,地铁车厢内搭载温度传感器的空调,总是饱受市民抱怨。同一温度下,有乘客觉着冷,有乘客则喊热,对此,市民总是无法达到一个共识。据盖世汽车报道称,最近,美国密歇根大学迪尔伯恩分校(UM-Dearborn)计算机和信息科学助理教授Mohamed Abouelenien的一项研究,便跟人类生理学中这个特别主观的感觉:“热舒适度”有关。

地铁车厢搭载有温度传感器控制的空调设备

资料图

  当人们挤在一个共同的空间,如地铁、家里、办公室或车内,人们可能对于怎样的温度比较舒适,很难达到精确的共识。而且很多人会发现,单一的温度设置不能让每个人都感到舒适,可能会引发一场有关温度传感器调节设备的拉锯战。

  目前,Abouelenien与密歇根大学弗林特分校机械工程副教授Mihai Burzo合作,研发一个系统,可自动探测每个人的“热舒适度”水平,然后不断地调整热环境。

  Abouelenien和Burzo收集了50个研究对象的“热不适”数据,并开始了试验。他们将研究对象放置在一个封闭的环境中,大致模拟了汽车车厢的情况,然后记录了在各种温度条件下,研究对象的各种生理数据。

热成像摄像头传感器记录研究对象的面部温度数据

热成像摄像头传感器记录研究对象的面部温度数据,资料图

  例如,采用一台热成像摄像头详细记录下研究对象的面部温度,采用另外三个传感器收集有关呼吸速率、皮肤温度,以及50多种其他生理特征信息。与此同时,研究对象也会描述他们在各种条件下的热舒适度如何。这一点很重要,可以让两位研究者将此类主观体验与传感器信息联系起来,从数据角度对冷或热有一个概念。

  随后,该团队创建了一个基于机器学习的计算机模型,以创建“决策边界”,即确定特定个人的“适居带”。在该边界的一边,模型会表示生理传感器显示这个人可能正觉得寒冷;在边界的另一边,模型会表示这个人觉得太热了。

  然后,Abouelenien和Burzo测试了该模型,并进行了第二次试验,再次将研究对象置于各种条件下,询问他们的热舒适水平,跟前一次一样,原来的系统也会记录研究对象的生理数据。

  不过,这一次,该模型可以采用数据预测研究对象的反应,结果令人非常震惊。在某些情况下,尤其是寒冷时,该模型在90%以上的情况下,对研究对象的感觉做出了正确的预测。换句话说,该模型了解研究对象的感觉。

  Abouelenien表示,此种技术很明显会首先应用于汽车座舱,他们的算法可指导HVAC系统(暖通空调系统)自动进行调整。能够用于汽车的另一个原因是驾驶员或乘客会保持一个相对不变的位置,让传感器感知一个固定的目标。此外,除能够带来舒适性,此类得到算法指导的温度调节器,比由驾驶员控制的温度调节器效率更高,由此节约来的能源,最终可能有助于改善电动汽车的续航里程。

  至于是否可以将该技术应用于家庭或办公室,Abouelenien表示目前尚未实现。主要挑战在于,人们在此类环境中会经常移动,因此,该系统需要一个更大的传感器网络。不过,Abouelenien也表示,也不难实现。研究人员发现最能够指示热舒适度的设备热成像摄像头的价格已下跌很多。因此,他们的下一个目标是寻找方法,采用非接触式传感器收集生理数据,即无需接触到人类就可收集到数据。

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