ÇEVRESEL ZEKA VE ALGILAMA DESTEKLİ AKILLI EV

Halil Ertan, Hande Alemdar, Özlem Durmaz İncel, Cem Ersoy

Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Boğaziçi Üniversitesi, İstanbul, TÜRKİYE

İÇERİK

• Giriş• Çevresel Zeka ve Algılama Destekli Akıllı Ev– Sisteme Bakış– Sistemde Kullanılan Çevresel Algılayıcılar– Veri Toplama Süreci

• Veriden Çıkarımlar• Sonuç

GİRİŞ

Yaşlanan toplumlarda ev ortamında insan hareketi

izleme ve anlamaya yarayan sistemler

Algılayıcı ağ teknolojilerindeki son gelişmeler

Farklı tipte algılayıcılar: kameralar, mikrofonlar, insan

vücudu üzerindeki algılayıcılar, çevresel

algılayıcılar

Hangi algılayıcılar?

Nasıl izliyor?

Hangi Algılayıcılar Tercih Edilmeli ?

Hareketleri kısıtlama?

- Kameralar

Özel hayat?

- Vücuda Bağlı Algılayıcılar

- Çevresel Algılayıcılar

GİRİŞ

Yaşlanan toplumlarda ev ortamında insan hareketi

izleme ve anlamaya yarayan sistemler

Algılayıcı ağ teknolojilerindeki son gelişmeler

Farklı tipte algılayıcılar: kameralar, mikrofonlar, insan

vücudu üzerindeki algılayıcılar, çevresel

algılayıcılar

Kablosuz ağ tarafından kaynaklı ve insan hareketi

algılama tarafından kaynaklı zorluklar

Hangi algılayıcılar?

Zorluklar?

Nasıl izliyor?

İnsan Hareketi Tanıma Uygulamalarının Kullanım Alanları

• Çevresel Destekli Yaşama– Uzun vadede insanların günlük rutinlerini ve

alışkanlıklarını öğrenip, anormal durumların önceden tespiti

• Sağlık Hizmetleri– Düşme– İlaç kullanımını hatırlatma

• Akıllı Ev– Aşırı su elektrik tüketimini algılama

• İkna Edici– Uygunsuz davranışları değiştirme

ÇEVRESEL ZEKA VE ALGILAMA DESTEKLİ AKILLI EV

• Sisteme Önbakış– Arduino Fio platformu & Xbee alıcı/verici– 7 farklı tipte 20 farklı çevresel algılayıcı– 2 Kişisel Alan Ağı – 10 Hz örneklem aralığı– 27 farklı aktivite– 30 tam gün boyunca 2 insanın hareketlerinin izlenmesi

Sistemde kullanılan farklı çevresel algılayıcılar

Evin Krokisi

Sistemdeki İki Kişisel Alan Ağının Kapsama Alanı

Sistemdeki Bilgi Akışı

Sistemdeki Bilgi Akışı

Baz İstasyonları• Mutfakta ve

oturma odasında 2 ayrı baz istasyonu

• Kişisel bilgisayara bağlı bir Xbee alıcı/vericiden oluşuyor

• Yerleştirirken algılayıcılarla olan görüş çizgisine dikkat edilmeli

Mutfaktaki Baz İstasyonu

Fotoseller

• En basit ve en sağlam algılayıcılar• Çevredeki ışık miktarındaki değişiklikleri algılıyor• Gün içinde en az aktif olan algılayıcılar

Kuvvet Algılayıcıları

• En aktif algılayıcılar• Dinamik baraj seviyesi• Hareketli mobilyalarla kullanılmamalı

Sonar Uzaklık Algılayıcılar

• En ileri seviye algılayıcılar• 6.45 m menzil• Yerinden çok ufak sapmalar yanlış sonuçlara sebebiyet

verir

Kısa Mesafe Uzaklık Algılayıcılar

• Çok küçük menzil 10 cm• Klozet kapağı üstünde• Banyoda musluk üstünde• Oturma odasında

sandalyenin arkasında

Kontak Algılayıcılar

• Magnet ile beraber çalışır

• Çok hassas ve kırılgan algılayıcılar

• Kapıların açılıp kapatılmasını tespit etme amaçlı

• En problemli algılayıcılar

Sıcaklık Algılayıcı

• Mutfakta ocak üstünde

• Çevre sıcaklığını ölçer

• 33.8 centigrade baraj seviyesi

• Aktivite sonlandıktan sonra çevre hemen soğumuyor

Kızıl Ötesi Algılayıcı

• TV altı• Uzaktan kullanma

durumunu tespit etme

• 100 Hz ile algılama• 10 Hz ile gönderim

Veri Toplama Süreci

Algılayıcı Aktivite EşleştirmesiTip Algılayıcı Yer Amaçlanan Aktivite

Kontak Algılayıcı

Co1 Dış kapı Dışarı çıkma, misafir kabul etme

Co2 Banyo kapısı Duş alma, tuvalet

Co3 Duşa kabin Duş alma

Kısa Mesafe Uzaklık Algılayıcı

Di1 Oturma odasındaki sandalye arkası Sandalyede oturma

Di2 Oturma odasındaki sandalye arkası Sandalyede oturma

Di3 Banyoda musluğun üstü Elleri yıkama

Di4 Banyoda klozet kapağı Tuvalet alışkanlıkları

Sonar Uzaklık AlgılayıcıSo1 Antrede duvarı Antre boyunca geçişler

So2 Mutfak duvarı Mutfak aktiviteleri

Kuvvet Algılayıcı

Fo1 Koltuk altında Koltukta oturma, uzanma, uyuklama

Fo2 Koltuk altında Koltukta oturma, uzanma, uyuklama

Fo3 Yatak altında İkinci kişinin uyuması

Kızıl Ötesi Algılayıcı Ir1 TV altında TV izleme

Fotosel

Ph1 Giysi dolabı içinde İlk kişinin giyinmesi

Ph2 Koltuk içinde İlk kişinin uyuması

Ph3 Buzdolabı içinde Buzdolabı kullanımı

Ph4 Mutfak çekmecesi içinde Mutfak aktiviteleri

Ph5 Giysi dolabı içinde İkinci kişinin giyinmesi

Ph6 Banyo dolabı içinde Banyo aktivitesi

Sıcaklık Algılayıcı Te1 Mutfakta ocağın üstünde Yemek pişirme, yemek yeme

Veri Toplama Süreci

Pillerin Ömürleri

• Fotoseller %10’dan daha düşük bir aktif kalma oranına sahip• Kuvvet algılayıcıları %50 civarı bir aktif kalma oranına sahip• Uyku modu kullanılarak pil ömürlerinde ciddi bir artış

gözlenmektedir

1800 mAh lipo piilerÖrnekleme Aralığı

10 Hz 100 Hz

Boş Mod Aktif Kalma Oranı

10% 24h19m 24h11m

50% 24h29m 23h57m

90% 24h10m 24h02m

Uyku Modu Aktif Kalma

Oranı

10% 145h21m 146h43m

50% 49h23m 45h32m

90% 28h30m 27h07m

Pil Ömürleri Deney Sonuçları

Veri Toplama Süreci

Etiketleme: Şu an ne yapıyorsun?• Basit bir ara yüz kullanarak kendini etiketleme• 27 farklı aktiviteyi kapsar• Her gün ortalama 60-100 doğru etiket

Etiketlenmenin gerçekleştirildiği ara yüz

Algılayıcı Okumaları

Rastgele bir günden algılayıcı okumaları

Aktivite Verisi Senin Hakkında Ne Anlatabilir?

• İnsanların hayat standartlarını iyileştirmek– Sağlık– Sosyal İlişkiler (Birden çok kişiden aynı anda veri

toplanması bu konuda bize olanak sağlıyor)– Kişisel Bütçe (Daha temiz bir dünya)

• Aktivite Süreleri• Aktivite Zamanları• Aktivite Sıklıkları

Aktivite Verisi Senin Hakkında Ne Anlatabilir?

İki kişinin tuvalet süreleri

Aktivite Verisi Senin Hakkında Ne Anlatabilir?

Kişilerin uyku ve uyuklama süreleri

Aktivite Verisi Senin Hakkında Ne Anlatabilir?

Birinci kişinin gün içinde yemek öğünlerine başlama vakitleri

Aktivite Verisi Senin Hakkında Ne Anlatabilir?

Kişilerin evde gün içinde ortak yaptıkları aktivitelerin gün içinde evde geçirdikleri toplam süreye oranı (Uyuma ve dışarı çıkma hariç)

Sonuç• Toplamda 7 farklı tipten oluşan 20 algılayıcının

kullanıldığı bir sistem tasarımı • Çevresel algılayıcılar• Detaylı 27 aktivite kapsanmıştır• Her gün ortalama 60-100 doğru etiket sayısı• Pil ömürlerini test eden deneyler• En önemlisi, iki kişinin 30 tam gün boyunca

gerçek bir evde günlük aktivitelerinin izlenmesi

Dinlediğiniz için teşekkür ederim.

SORULAR ?

halil.ertan@boun.edu.trhande.ozgur@boun.edu.tr

ozlem.durmaz@boun.edu.trersoy@boun.edu.tr

http://www.netlab.boun.edu.tr/WiSe/