As casas têm se tornado progressivamente mais "inteligentes" por décadas, mas a próxima geração de casas inteligentes pode oferecer o que dois cientistas da Case Western Reserve University estão chamando de "Internet das orelhas".

A casa inteligente de hoje possui eletrodomésticos, sistemas de entretenimento, câmeras de segurança e iluminação, sistemas de aquecimento e resfriamento que estão conectados entre si e à Internet. Eles podem ser acessados ​​e controlados remotamente por aplicativos de computador ou smartphone.

A tecnologia de interconexão comercial, edifícios industriais ou governamentais, algum dia até comunidades inteiras, é chamada de "Internet das Coisas, "ou IoT.

Mas dois professores de engenharia elétrica e ciência da computação da Case School of Engineering estão experimentando um novo conjunto de sensores. Este sistema iria ler não apenas as vibrações, sons - e até mesmo o andar específico, ou outros movimentos - associados a pessoas e animais em um edifício, mas também quaisquer mudanças sutis no campo elétrico ambiente existente.

Embora ainda faltem cerca de uma década, a casa do futuro pode ser um edifício que se ajusta à sua atividade com apenas alguns pequenos, sensores escondidos nas paredes e no chão e sem a necessidade de câmeras invasivas.

Um edifício que 'escuta'

"Estamos tentando fazer um prédio que seja capaz de 'ouvir' os humanos lá dentro, "disse Ming-Chun Huang, professor assistente de engenharia elétrica e ciência da computação.

"Estamos usando princípios semelhantes aos do ouvido humano, onde as vibrações são captadas e nossos algoritmos as decifram para determinar seus movimentos específicos. É por isso que a chamamos de 'Internet das orelhas'. "

Huang está liderando a pesquisa relacionada à marcha humana e rastreamento de movimento, enquanto Soumyajit Mandal, o T. e A. Schroeder Professor Assistente de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação, concentra-se na detecção de vibração e mudanças no campo elétrico existente causadas pela presença de humanos ou mesmo animais de estimação.

"Na verdade, existe um campo elétrico constante de 60 Hz ao nosso redor, e porque as pessoas são um tanto condutoras, eles encurtam um pouco o campo, "Mandal disse." Então, medindo a perturbação nesse campo, somos capazes de determinar sua presença, ou mesmo sua respiração, mesmo quando não há vibrações associadas ao som.

Huang e Mandal publicaram detalhes de sua pesquisa em outubro na conferência IEEE Sensors em Nova Delhi, Índia. Uma versão mais longa de seus resultados aparecerá no jornal Transações IEEE em Instrumentação e Medição no início do próximo ano.

Eles também testaram a tecnologia em salas de conferências no departamento de engenharia elétrica do campus e no Smart Living Lab em Ohio Living Breckenridge Village, uma comunidade de idosos em Willoughby, Ohio.

Mandal disse que eles usaram apenas quatro pequenos sensores nas paredes e no chão de uma sala. Quanto a questões de privacidade, Mandal disse que o sistema não seria capaz de identificar indivíduos, embora pudesse ser calibrado para reconhecer os diferentes modos de andar das pessoas.

Economia de energia, segurança de construção

Eles esperam que o sistema possa oferecer muitos benefícios.

“A primeira vantagem será a eficiência energética dos edifícios, especialmente em iluminação e aquecimento, à medida que os sistemas se ajustam à forma como os humanos se movem de uma sala para outra, alocar energia de forma mais eficiente, "Huang disse.

Outro benefício pode ser a capacidade de rastrear e medir a integridade e segurança estrutural de um edifício, com base na ocupação humana - o que seria crítico em um terremoto ou furacão, por exemplo, Huang disse.

"Isso não foi realmente explorado até onde vimos, mas sabemos que os humanos criam uma carga dinâmica nos edifícios, especialmente em edifícios mais antigos, "Huang disse." Em colaboração com nosso colega YeongAe Heo no departamento de Engenharia Civil, estamos tentando prever se haverá danos estruturais por causa do aumento de peso ou carga com base no número de pessoas no chão ou como elas estão distribuídas naquele chão. "