El desarrollo de sistemas automatizados que rastrean a los ocupantes y se adaptan a sus preferencias es el siguiente paso importante para el futuro de las casas inteligentes. Cuando entras en una habitación, por ejemplo, un sistema podría ajustar un termómetro a su temperatura preferida. O cuando te sientas en el sofá un sistema podría cambiar instantáneamente la televisión a su canal favorito.

Pero permitir que un sistema doméstico reconozca a los ocupantes mientras se mueven por la casa es un problema más complejo. Recientemente, Se han construido sistemas que localizan a los humanos midiendo los reflejos de las señales inalámbricas de sus cuerpos. Pero estos sistemas no pueden identificar a los individuos. Otros sistemas pueden identificar personas, pero solo si siempre llevan consigo sus dispositivos móviles. Ambos sistemas también se basan en señales de seguimiento que podrían ser débiles o ser bloqueadas por varias estructuras.

Los investigadores del MIT han construido un sistema que da un paso hacia un hogar inteligente totalmente automatizado al identificar a los ocupantes, incluso cuando no llevan dispositivos móviles. El sistema, llamado Duet, utiliza señales inalámbricas reflejadas para localizar a las personas. Pero también incorpora algoritmos que hacen ping a los dispositivos móviles cercanos para predecir las identidades de las personas, según quién usó el dispositivo por última vez y su trayectoria de movimiento prevista. También usa la lógica para averiguar quién es quién, incluso en áreas sin señal.

"Las casas inteligentes todavía se basan en entradas explícitas de aplicaciones o en decirle a Alexa que haga algo. Idealmente, queremos que los hogares sean más reactivos a lo que hacemos, para adaptarse a nosotros, "dice Deepak Vasisht, estudiante de doctorado en el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL) y autor principal de un artículo que describe el sistema que se presentó en la conferencia Ubicomp de la semana pasada. "Si habilita el conocimiento de la ubicación y el conocimiento de identificación para hogares inteligentes, podría hacer esto automáticamente. Tu casa sabe que eres tú caminando y por donde caminas y puede actualizarse a sí mismo ".

Experimentos realizados en un apartamento de dos habitaciones con cuatro personas y una oficina con nueve personas, durante dos semanas, mostró que el sistema puede identificar a las personas con un 96% y un 94% de precisión, respectivamente, incluso cuando las personas no llevaban sus teléfonos inteligentes o estaban en áreas bloqueadas.

Pero el sistema no es solo una novedad. Duet podría usarse para reconocer intrusos o garantizar que los visitantes no ingresen a áreas privadas de su hogar. Es más, Vasisht dice:el sistema podría capturar información analítica del comportamiento para aplicaciones de atención médica. Alguien que sufre de depresión por ejemplo, puede moverse más o menos, dependiendo de cómo se sientan en un día determinado. Dicha información, recopilado a lo largo del tiempo, podría ser valioso para el seguimiento y el tratamiento.

"En los estudios de comportamiento, le importa cómo se mueven las personas a lo largo del tiempo y cómo se comportan, ", Dice Vasisht." Todas esas preguntas se pueden responder obteniendo información sobre la ubicación de las personas y cómo se mueven ".

Los investigadores prevén que su sistema se utilizaría con el consentimiento explícito de cualquier persona que fuera identificada y rastreada con Duet. Si es necesario, También podrían desarrollar una aplicación para que los usuarios otorguen o revoquen el acceso de Duet a la información de su ubicación en cualquier momento. Vasisht agrega.

Los coautores del artículo son:Dina Katabi, el Profesor Andrew y Erna Viterbi de Ingeniería Eléctrica e Informática; el ex investigador de CSAIL Anubhav Jain '16; y los estudiantes de doctorado de CSAIL Chen-Yu Hsu y Zachary Kabelac.

Seguimiento e identificación

Duet es un sensor inalámbrico instalado en una pared de aproximadamente un pie y medio cuadrado. Incorpora un mapa de piso con áreas anotadas, como el dormitorio, cocina, cama, y sofá de la sala. También recopila etiquetas de identificación de los teléfonos de los ocupantes.

El sistema se basa en un sistema de localización basado en dispositivos construido por Vasisht, Katabi, y otros investigadores que rastrean a individuos a decenas de centímetros, basado en reflejos de señales inalámbricas de sus dispositivos. Lo hace mediante el uso de un nodo central para calcular el tiempo que tardan las señales en llegar al dispositivo de una persona y viajar de regreso. En experimentos, el sistema pudo identificar dónde se encontraban las personas en un apartamento de dos dormitorios y en un café.

El sistema, sin embargo, dependía de las personas que llevaban dispositivos móviles. "Pero al construir [Duet] nos dimos cuenta, en casa no siempre llevas tu teléfono, ", Dice Vasisht." La mayoría de las personas dejan los dispositivos en escritorios o mesas, y caminar por la casa ".

Los investigadores combinaron su localización basada en dispositivos con un sistema de seguimiento sin dispositivos, llamado WiTrack, desarrollado por Katabi y otros investigadores de CSAIL, que localiza a las personas midiendo los reflejos de las señales inalámbricas en sus cuerpos.

Duet localiza un teléfono inteligente y correlaciona su movimiento con el movimiento individual capturado por la localización sin dispositivo. Si ambos se mueven en trayectorias estrechamente correlacionadas, el sistema empareja el dispositivo con el individuo y, por lo tanto, conoce la identidad del individuo.

Para asegurarse de que Duet conoce la identidad de alguien cuando está lejos de su dispositivo, los investigadores diseñaron el sistema para capturar el perfil de potencia de la señal recibida del teléfono cuando se usa. Ese perfil cambia dependiendo de la orientación de la señal, y que el cambio se asigne a la trayectoria de un individuo para identificarlo. Por ejemplo, cuando se usa un teléfono y luego se cuelga, el sistema capturará el perfil de energía inicial. Luego, estimará cómo se vería el perfil de energía si un individuo en movimiento cercano aún lo estuviera llevando a lo largo de un camino. Cuanto más se correlaciona el perfil de poder cambiante con la trayectoria del individuo en movimiento, lo más probable es que esa persona sea propietaria del teléfono.

Pensamiento lógico

Un último problema es que las estructuras como los azulejos del baño, pantallas de televisión, espejos y varios equipos metálicos pueden bloquear las señales.

Para compensar eso, los investigadores incorporaron algoritmos probabilísticos para aplicar el razonamiento lógico a la localización. Para hacerlo diseñaron el sistema para reconocer los límites de entrada y salida de espacios específicos en el hogar, como las puertas de cada habitación, la cabecera, y al costado de un sofá. En cualquier momento, el sistema reconocerá la identidad más probable para cada individuo en cada límite. Luego infiere quién es quién mediante el proceso de eliminación.

Supongamos que un apartamento tiene dos ocupantes:Alisha y Betsy. Duet ve a Alisha y Betsy entrar en la sala de estar, emparejando el movimiento de su teléfono inteligente con sus trayectorias de movimiento. Luego, ambos dejan sus teléfonos en una mesa de café cercana para que se carguen:Betsy entra en el dormitorio para tomar una siesta; Alisha se queda en el sofá para ver la televisión. Duet infiere que Betsy ha entrado en el límite de la cama y no salió, también debe estar en la cama. Después de un tiempo, Alisha y Betsy se mudan a, decir, la cocina - y la señal desciende. Debido a que dos personas están en la cocina, pero no conoce sus identidades. Cuando Betsy regresa a la sala de estar y levanta su teléfono, sin embargo, el sistema vuelve a etiquetar automáticamente a la persona como Betsy. Por proceso de eliminación, la otra persona que todavía está en la cocina es Alisha.

"Hay puntos ciegos en los hogares donde los sistemas no funcionan. Pero, porque tienes un marco lógico, puedes hacer estas inferencias, "Dice Vasisht.

"Duet adopta un enfoque inteligente para combinar la ubicación de diferentes dispositivos y asociarlos a humanos, y aprovecha las técnicas de localización sin dispositivos para localizar humanos, "dice Ranveer Chandra, investigador principal de Microsoft, que no estuvo involucrado en el trabajo. "Determinar con precisión la ubicación de todos los residentes en un hogar tiene el potencial de mejorar significativamente la experiencia en el hogar de los usuarios ... El asistente del hogar puede personalizar las respuestas en función de quiénes están a su alrededor; la temperatura se puede controlar automáticamente según el preferencias lo que resulta en ahorros de energía. Los futuros robots en el hogar podrían ser más inteligentes si supieran quién está en cada lugar de la casa. El potencial es infinito ".

Próximo, Los investigadores apuntan a implementaciones a largo plazo de Duet en más espacios y a proporcionar servicios analíticos de alto nivel para aplicaciones como el monitoreo de la salud y hogares inteligentes receptivos.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.