Решение предназначено для устранения «неприятных отключений», когда безобидные электрические скачки, например, вызванные обычными бытовыми приборами, заставляют прерыватель цепи дугового замыкания (AFCI) прерывать – или «отключать» – поток тока и, следовательно, подачу питания в розетку. Хотя такие устройства предназначены для предотвращения риска возгорания путем обнаружения дугового замыкания в цепи и его изоляции, такие устройства, по словам исследователей, часто допускают чрезмерную чувствительность и отключают питание розетки в ответ на электрические сигналы, которые на самом деле являются опасными.
По их словам, их умная розетка способна отличить такие безопасные электрические всплески от опасных дуг, например искр от неисправной проводки. Устройство также можно научить определять, что может быть подключено к конкретной розетке, например, вентилятор или настольный компьютер.
Аппаратное обеспечение проекта использует одноплатный компьютер Raspberry Pi Model 3, индуктивные токовые клещи и звуковую карту USB для обработки данных электрического тока в режиме реального времени, а его программное обеспечение анализирует данные с помощью алгоритма машинного обучения, запрограммированного для определения того, является ли является ли сигнал вредным или нет, путем сравнения захваченного сигнала с другими, которые исследователи ранее использовали для обучения системы. По словам исследователей, чем больше данных получает сеть, тем точнее она сможет узнать характерные «отпечатки пальцев», используемые для того, чтобы отличать хорошее от плохого или даже одно устройство от другого.
После обучения сети на четырех устройствах — вентиляторе, компьютере iMac, плите и генераторе озона — исследователи протестировали свою конструкцию на новых данных с тех же четырех устройств и обнаружили, что она способна различать четыре типа устройства с точностью 95,61%. При определении «хорошего» и «плохого» сигналов система достигла точности 99,95% — немного выше, чем у существующих AFCI. Система также смогла быстро среагировать и отключить цепь менее чем за 250 миллисекунд, что соответствует производительности современных сертифицированных дуговых детекторов.
Интеллектуальная розетка — это устройство IoT, способное подключаться к другим устройствам по беспроводной сети, и в конечном итоге предполагается, что она будет использоваться с приложением для смартфона, с помощью которого пользователи смогут анализировать и обмениваться данными об использовании электроэнергии. Эти данные (например, какие приборы подключены и где, когда именно сработала розетка и почему) будут безопасно переданы исследователям для дальнейшего совершенствования их алгоритма машинного обучения, что облегчит идентификацию машины и распознавание опасного источника питания. событие от доброкачественного.
«Сделав Интернет вещей способным к обучению, вы сможете постоянно обновлять систему, так что ваш пылесос может срабатывать автоматический выключатель один или два раза в первую неделю, но со временем он станет умнее», — говорит Джошуа Сигел, научный сотрудник факультета машиностроения Массачусетского технологического института. «К тому времени, когда у вас будет 1000 или 10 000 пользователей, участвующих в модели, очень немногие люди будут испытывать эти неприятные поездки, потому что существует так много данных, агрегированных из очень многих разных домов».
