Knappt dold för sina studiedeltagare, William Jou, en tidigare doktorand i maskinteknik vid Stanford University, drog iväg en knep rakt ur Trollkarlen i Oz. Bortsett från, istället för att utge sig för en stor och mäktig trollkarl, Jou låtsades vara en autonom diskbänk. Han gjorde detta för att testa om ett handfat som anpassar sig till personliga tvättstilar kan minska vattenanvändningen.

En kran med någonting nära hjärnan hos en maskiningenjörstudent finns ännu inte. Så, Jou och hans kollegor i labbet av Erin MacDonald, biträdande professor i maskinteknik, gjorde det näst bästa:en kran som tycktes automatiskt anpassa sig till en användares preferenser, men styrdes faktiskt av Jou.

Resultaten av deras luriga experiment, detaljerad i ett papper presenterat den 20 augusti vid International Design Engineering Technical Conferences &Computers and Information in Engineering Conference, stödja tanken på att genomtänkta designade smarta handfat kan hjälpa till att spara vatten genom att reglera vattenanvändning och knuffa användarna att utveckla mer vattenmedvetna vanor.

"Vi tittade på kranen eftersom det är där mycket vattenanvändning i hemmet sker, men när du jämför din diskbänk med andra produkter i huset - en termostat eller ett kylskåp - ser du att det inte har uppdaterats hur diskbänken fungerar på väldigt länge, "sa MacDonald, som är seniorförfattare till tidningen. "Det har skett små uppdateringar men inget som verkligen utnyttjar teknikens kraft."

Deltagarna i detta experiment fick diska tre gånger, med Jou som i hemlighet styr temperaturen och flödet i diskbänken under den andra tvätten. Med Jou inblandad, deltagarna använde cirka 26 procent mindre vatten jämfört med sin första tvätt. I den tredje omgången, de använde fortfarande 10 procent mindre vatten jämfört med första omgången, även om diskbänken var tillbaka till att vara hjärnlös. Denna förändring av vattenanvändningen skedde utan att deltagarna visste att experimentet handlade om vattenskydd.

"Vattenskydd är särskilt relevant med tanke på vår plats i Kalifornien, "sa Samantha Beaulieu, en doktorand och medförfattare till uppsatsen. "Vi ville också se om människors vanor var justerbara. Om interaktion med den här kranen kan förändra hur människor interagerar med en manuell kran. Resultaten vi hittade verkar indikera att det är möjligt."

Var inte uppmärksam på eleven bakom väggen

För att skapa en situation där människor skulle lita på - och förhoppningsvis njuta av - en diskbänk som fattar vattenbeslut för dem, Jou övervakade noggrant deltagarnas tvättstilar under deras första rengöringsomgång så att han kunde efterlikna dem i den andra omgången.

"Som algoritmen, Jag försöker använda den informationen för att utnyttja deras kognitiva stil eller användarnas beteendestil för att se om jag kan hjälpa dem att använda mindre vatten och samtidigt hålla dem nöjda, "beskrev Jou, som är huvudförfattare till tidningen. "Medan många produkter idag tillverkas för allmänt bruk, det här är en produkt som lär sig om dig och anpassar sig till din stil. "

I undersökningar efter experimentet, 96 procent av deltagarna som interagerade med den smarta diskbänken (det fanns en kontrollgrupp som tvättade diskar tre gånger utan Jou) sa att de trodde att det fanns potential för smarta kranar att spara vatten. Många av dem uttryckte till och med intresse för att köpa en sådan produkt.

"De flesta var ganska förvånade över diskbänken, "sa Beaulieu." Många lämnade experimentet och frågade vad algoritmen var eller frågade hur det fungerade eller hur man såg mer. Vi sa i princip till dem att vi måste vänta till slutet av experimentet för att svara på dessa frågor. "

Även om resultaten från och reaktionen på tvätt med Jou's hjälp var imponerande, forskarna var särskilt glada över hur en så kort interaktion med den "autonoma" funktionen förändrade deltagarnas vattenanvändning.

"Vi planerade inte ens att ha det tredje steget förrän sent i forskningen, när vi testade "sa MacDonald." Jag hade aldrig trott att bara en erfarenhet av "William Algoritm -folket" skulle behålla utbildningen och tvätta disken annorlunda. "

Framtidens sjunker

Forskarna föreställer sig en framtid där sjukhusfat uppmuntrar anställda att tvätta händerna ordentligt och våra personliga handfat och duschpreferenser kan överföras till hotell och vänner. Skolor och stadsdelar kan organisera tävlingar för att spara vatten och öka medvetenheten om bevarande av vatten. Genom ytterligare funktioner, handfatet kunde till och med upptäcka läckor.

Med det sagt, att skapa den här diskbänken krävde många års arbete och inkluderade inte ens en algoritm. Förutom att implantera artificiell intelligens, att göra en version för massproduktion som faktiskt är autonom skulle kräva sensorer som kan skilja mellan användare och mellan scenarier - som att tvätta en kruka kontra en gaffel kontra händer. Fortfarande, forskarna är optimistiska att sådana här studier kan lägga grunden för att stödja denna utveckling.

"Vi är alla människor - vi har bra dagar och dåliga dagar. En produkt som denna kan ha stor inverkan eftersom den växer och lär sig med dig när du förändras, "sa Jou." Den här kranen arbetar för att spara vatten men den håller också användaren nöjd. I längden, produkter som detta kan vara vår framtid. "

Många droppar i hinken

Både forskarna och deras deltagare underskattade mängden vatten som människor använder när de diskar. Den experimentella diskbänken tömdes i en dold hink - för mätning - och forskarna var tvungna att öka storleken på skopan två gånger medan de utformade experimentet eftersom det fortsatte att flyta över.

Även med en 14-liters hink på plats, de var tvungna att tömma vattnet mellan den andra och tredje tvätten. På frågan, Deltagarna uppskattade vanligtvis att de använde ungefär en gallon per tvätt.

"Det var ett konstigt väckarklocka att jag antagligen använder så mycket vatten också, "säger studieförfattaren Samantha Beaulieu.