قام المهندسون بتطوير علامات صوتية للمنزل الذكي

قام معهد جورجيا للتكنولوجيا بتطوير علامات بالموجات فوق الصوتية السلبية للأشياء الموجودة في المنزل الذكي. يتم لصق الأقراص الفولاذية الأصغر من فلس واحد على الأشياء وتعطي كل منها صوتًا فرديًا غير مسموع.

تقنية ساوند أوف الموصوفة في وقائع ACM حول التقنيات التفاعلية والمتنقلة والقابلة للارتداء والمنتشرة في كل مكان وسيتم تقديمها في مؤتمر UbiComp للحوسبة المدمجة في شنغهاي.

تتطلب معظم الأجهزة المنزلية الذكية الطاقة بطريقة أو بأخرى. ويجب توصيلها أو شحنها أو تغيير البطاريات من وقت لآخر. وتكمن خصوصية المنتج الجديد في أنه لا يحتوي على أي إلكترونيات، مما يعني أنه لا يحتاج إلى طاقة.

بالمعنى الدقيق للكلمة، الفكرة ليست جديدة – في منتصف القرن الماضي، تم تطوير أجهزة التحكم عن بعد، حيث رن لوحات معدنية بالموجات فوق الصوتية، وقام جهاز الاستقبال على التلفزيون بترجمتها إلى أوامر، على سبيل المثال، تغيير القنوات.

كيف يعمل

وبالتالي، فإن العلامات الصوتية الجديدة هي في الواقع عودة إلى العلامات القديمة المنسية. مثل الأنواع الأخرى من أجهزة الاستشعار المنزلية الذكية، يتم ربطها بإطار خزانة أو باب، على سبيل المثال، باستخدام قاعدة مطبوعة ثلاثية الأبعاد. يتم لصق لسان صغير على الباب أو الدرج نفسه. عندما يُفتح الباب، يصطدم اللسان بقرص معدني، مما يولد نبضة فوق صوتية قصيرة غير مسموعة للبشر ولكن يمكن اكتشافها بسهولة بواسطة جهاز يمكن ارتداؤه.

الابتكار الرئيسي هو شكل العلامة ومادتها. فهي مستديرة ومصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. وهذا ليس رخيصًا فحسب، بل أيضًا – والأهم من ذلك! – ضبط دقيق لتردد الرنين من خلال تكوين القواطع على طول الحواف.

يوضح عالم الروبوتات ييبو فو، الذي قاد الدراسة: “يمكن استخدام هذه البصمات الصوتية الفريدة لاستشعار المنزل الذكي، أو “استشعار النشاط” كما نسميه”.

كيفية استخدامه

ويقول إنه يمكن وضع العلامات على الحنفيات لمراقبة تدفق المياه، أو على أغطية المراحيض لتنبيه مقدم الرعاية بأن أحد الأقارب المسنين قد يحتاج إلى المساعدة في الحمام. يمكن للمعدات الرياضية التي تحمل هذه العلامة حساب القرفصاء أو الضغط. وأخيرًا، يمكنك استخدام قرص الصوت هذا كزر فقط.

نشر المطور مقطع فيديو أظهر فيه التطبيقات المحتملة، وقد انتشر بسرعة كبيرة. عرض المعلقون خياراتهم الخاصة لاستخدام العلامات.

يقول فو: “يترك أشخاص من مناطق مختلفة تمامًا تعليقات مثيرة للاهتمام للغاية. اقترح أحدهم استخدام العلامات في أنظمة الأرشفة حيث توجد رفوف وصناديق ضخمة. عندما تقوم بإزالة صندوق أو استبداله، تكون هناك حركة سريعة – تقوم بتنشيط العلامة وتعرف بالضبط ما فتحته أو أغلقته أو أرشفته للتو. وذكر آخر القدرة على تتبع موقع الآلاف من القمامة والحاويات القابلة لإعادة التدوير في أنظمة إدارة النفايات”.

تم تصميم هندسة العلامات من قبل المهندس الميكانيكي بولي دان من كلية دانييل غوغنهايم لهندسة الطيران والفضاء وزملائه. وقاموا ببناء عمليات محاكاة وجدت ما يقرب من 1300 شكل واعد، كل منها ينتج ترددًا فريدًا يزيد عن 20 كيلو هرتز. اختبرت الاختبارات 15 من التصاميم المقترحة.

يقول دان: “يمكننا اختيار 20 أو 50 أو حتى 100 خيار، ومن المحتمل أن يستمر النظام في العمل”. “وبتصميم أكثر دقة، أعتقد أن العدد الإجمالي للعلامات المتاحة يمكن أن يكون كبيرًا جدًا جدًا – بسهولة الآلاف، نظرًا لأن نطاق الموجات فوق الصوتية واسع جدًا.”

كيف يعمل هذا

نطاق العلامة أقل من متر. يعترف المؤلفون بهذا على أنه قيد، ولكنه أيضًا ميزة: الخصوصية – رنين الشيء لا يسمعه إلا منزلك الذكي.

تم بناء خوارزمية فك تشفير المعرفات فوق الصوتية، على عكس الهوس الحالي للتعلم الآلي، على قواعد بسيطة ومحددة بدقة. هذا جعلها غير نقدية قدر الإمكان من حيث قوة الحوسبة وموارد الطاقة.