Синтетичні сенсори

розміщено в: Колонки | 0

Розумні пристрої можуть мати у своєму складі різноманітні фізичні сенсори і виконавчі механізми. Цього разу напишу декілька думок про ще одну групу сенсорів, що наразі активно розвиваються  – синтетичні сенсори.

До кола задач стандартних фізичних сенсорів можемо віднести цілу низку – від звичайного вимірювання температури у кімнаті, до більш складних – наприклад, вимірювання тиску в колесах автомобіля, що виконує спеціальний сенсор без елементів живлення, який безконтактно передає дані до головного керівного пристрою транспортного засобу. Звичайних сенсорів у господарстві безліч – їх лише у ноутбуках і смартфонах десятки.

Але завдяки обчислювальним можливостями новітніх мікроконтролерів, а також величезним об’ємам даних, що збирається з сенсорів побутовими розумними пристроями, стало можливим поєднувати і порівнювати дані з декількох сенсорів одночасно. І виявилось, що ця спроба є виправданою і дає цікаві, корисні результати для користувачів.

Щоб відрізняти такі сенсори від звичайних, пропоную їх називати синтетичними. Також можна назвати “віртуальними”, але з обережністю, бо це не завжди так, адже синтетичний – завжди є віртуальним, а от віртуальний – не завжди є синтетичним сенсором.

Згадані на початку виконавчі механізми (ще їх називають актуатори, від англ. actuator) теж бувають фізичними і віртуальними, але залишимо їх поки за дужками, бо це обговорення неодмінно вимагатиме багато тексту на тему принципів і проблем керування в концепції Інтернету речей.

Наведу декілька прикладів синтезу надбудованих сенсорів.

Приклад 1. Температура і вологість -> точка роси

Фізичні сенсори температури і вологості синтезують ще один похідний, віртуальний “сенсор точки роси”, що у свою чергу надає інформацію для сервісів комфорту і безпеки людини.

Приклад 2. Атмосферний тиск -> висота

Візьмемо фізичний сенсор атмосферного тиску – дозволяє синтезувати віртуальний “сенсор висоти над рівнем моря”.

Приклад 3. Гео-локація  -> вертикальне розташування

Якщо разом із сенсором тиску застосувати ще й сенсор GPS-координат, то отримаємо висоту над поверхнею землі у точці розташування – тобто можна розраховувати, на якому поверсі будівлі знаходиться пристрій, чи користувач. 😉

Приклад 4. Інфрачервоне випромінення -> хмарність

Якщо безконтактний, інфрачервоний сенсор температури націлити догори у небо, то можливо вимірювати ступінь хмарності, що наразі застосовується синоптиками у прогнозуванні погоди.

Приклад 5. Вологість -> міжкімнатні переміщення

Якщо безперервно і точно вимірювати вологість – це дає досить точні дані щодо міжкімнатних переміщень розумного пристрою.

Приклад 6. Атмосферний тиск -> мікропереміщення

Точність сучасних сенсорів атмосферного тиску настільки висока, а вимірювання швидкісне, що це дозволяє застосовувати їх у ігрових приставках та системах доповненої реальності для визначення шляху переміщення рук – рухів користувача. Іноді у поєднанні з акселерометрами, іноді без.

Наведені приклади вже не є чимось дивовижним, або піком технологій сьогодення. – Найкращий портфель застосувань ідея синтетичних сенсорів надає у поєднанні з машинним навчанням, а у найближчому майбутньому вийде на новий рівень завдяки поєднанню із штучним інтелектом. Наприклад, це може бути розпізнавання подій у приміщені за синтетичними патернами із групи сенсорів. Уявіть, наприклад, що синтетичні детектори присутності будуть не лише визначати факт наявності людей у оселі, а ще й будуть точно розрізняти дорослих і дітей, якого вони віку і яка вага у кожного з них.

То ж готуємося до цікавого майбутнього з черговим суспільним зсувом під впливом окреслених технологій.

Бонус про точку роси

Як вже зазначено вище, розрахунок точки роси виконується математично на даних показів температури та вологості, тож цілком може бути синтетичним сенсором у оселі. Вікіпедія наводить ось таку таблицю комфортності для людини за певної температури і вологості  та похідної точки роси.

  1. Сильно високе сприйняття. Навіть смертельно небезпечно для хворих на астму

Точка роси, °C: більше 26

Відносна вологість повітря при 32 °C, %: 65 і вище

  1. Надзвичайно незручно, досить гнітюче

Точка роси, °C: 24—26

Відносна вологість повітря при 32 °C, %: 62

  1. Дуже волого, досить незручно

Точка роси, °C: 21—24

Відносна вологість повітря при 32 °C, %: 52—60

  1. У деякій мірі незручно для більшості людей у верхній межі

Точка роси, °C: 18—21

Відносна вологість повітря при 32 °C, %: 44—52

  1. Нормально для більшості, але вологість відчувається у верхній межі

Точка роси, °C: 16—18

Відносна вологість повітря при 32 °C, %: 37—46

  1. Зручно

Точка роси, °C: 13—16

Відносна вологість повітря при 32 °C, %: 38—41

  1. Дуже зручно

Точка роси, °C: 10—12

Відносна вологість повітря при 32 °C, %: 31—37

  1. Трохи сухо для деяких людей

Точка роси, °C: менше 10

Відносна вологість повітря при 32 °C, %: 30

Виявляється, що вологість і температура повітря сильно впливають на самопочуття людини, а у деяких випадках свідчать про загрозу. На мій погляд у такій інтерпретації це дуже і дуже корисна інформація. А особливо, якщо розумні пристрої у оселі її самостійно вимірюють, розраховують і вчасно сповіщають мешканців.

#IoT #СинтетичніСенсори #Температура #Тиск #ІнтернетРечей #ТочкаРоси

Автор: Oleksii Yanko  (публікується з дозволу автора)