Штучний інтелект та дверні камери економлять воду при поливі

Науковці з Техаського університету A&M розробили інноваційну систему поливу, яка використовує звичайні дверні камери та штучний інтелект для підвищення ефективності зрошення приватних газонів. Нова технологія, названа ERIC, демонструє значний потенціал у збереженні водних ресурсів та зменшенні комунальних витрат домовласників.

Система ERIC складається з двох основних компонентів: існуючої дверної камери, встановленої біля житлового будинку, та недорогого розумного контролера зрошення. Тянь Лю, аспірант кафедри комп'ютерних наук та інженерії Техаського університету A&M, пояснює принцип роботи системи: «ERIC аналізує відеозаписи з камери за допомогою моделей машинного навчання, щоб визначити кількість опадів та автоматично налаштувати полив відповідно».

Дослідження показало, що система ERIC може допомогти користувачам заощадити до 29 доларів на місяць на комунальних послугах та до 9 тисяч галонів води на місяць для одного житлового будинку. Це становить приблизно 34 тисячі літрів води, що демонструє значний потенціал для збереження водних ресурсів.

Система зрошення аналізує оцінку кількості опадів та автоматично коригує графік і тривалість поливу для конкретної ділянки. Такий більш точний графік поливу зменшує надмірне використання води та пов'язані з цим витрати. Новаторський підхід вирішує довготривалу проблему у сфері збереження води — неточні дані про опади.

Більшість комерційних систем покладаються на неточні дані з метеорологічних станцій або прості датчики дощу, які виявляють лише факт опадів, але не їх кількість. На відміну від них, ERIC забезпечує гіперлокальну та точну оцінку опадів за допомогою відеоаналізу на основі штучного інтелекту, допомагаючи домовласникам економити воду, гроші та час.

Лю зазначає мету проекту: «Наша мета полягала в тому, щоб зробити домашнє зрошення одночасно розумнішим та більш стійким. І ми показали, що навіть доступне, легкодоступне обладнання, таке як дверні камери, може бути перепрофільоване для досягнення цієї мети».

Співавтори дослідження Раду Столеру та Чарльз Свенсон співпрацювали над проектом Texas A&M Water Seed Grant Initiative у 2017 році для розробки покращених технологій водної ефективності з метою вдосконалення програми WaterMyYard. Програма, заснована Свенсоном та Гаєм Фіппсом у 2012 році, має на меті спростити полив газонів для домовласників, надаючи їм щотижневі рекомендації щодо поливу через електронну пошту, текстові повідомлення або мобільний додаток.

Свенсон, спеціаліст програми Texas A&M AgriLife Extension, та Столеру, професор кафедри комп'ютерних наук та інженерії, поставили собі завдання вирішити кілька викликів програми WaterMyYard, включаючи використання даних з місцевих метеорологічних станцій, що призвело до розробки системи зрошення ERIC.

Система ERIC також може вирішити проблему необхідності користувачів вручну налаштовувати свої графіки поливу на основі щотижневих даних про опади. Завдяки типу штучного інтелекту, який називається машинним навчанням, система зрошення може автоматично налаштовувати системи зрошення користувачів.

Найбільшим викликом, з яким зіткнулися дослідники, було збирання достатньої кількості різноманітних даних про опади з реальних будинків для розробки та оцінки точних моделей. Лю пояснює: «Найбільшим викликом, з яким ми зіткнулися, було збирання достатньої кількості різноманітних даних про опади з реальних будинків для розробки та оцінки точних моделей. Через нестачу опадів ми витратили понад два роки на збирання даних, навчання та валідацію моделей».

Дослідники продовжуватимуть співпрацювати з Texas A&M AgriLife Extension Service, щоб зробити систему зрошення ERIC більш доступною для громадськості, розгортаючи та тестуючи систему в рамках програми WaterMyYard. Якщо проект буде успішним, ERIC може ознаменувати значний зсув у тому, як ми управляємо одним з наших найцінніших ресурсів, починаючи прямо з вхідних дверей.

Технологія ERIC представляє інноваційний підхід до вирішення проблем водокористування в побутовому секторі. Використання існуючої інфраструктури у вигляді дверних камер робить систему економічно привабливою для широкого впровадження. Точність визначення кількості опадів за допомогою відеоаналізу значно перевищує традиційні методи моніторингу погодних умов.

Потенціал економії води та коштів робить систему ERIC привабливою як для індивідуальних домовласників, так і для муніципальних програм водозбереження. Автоматизація процесу поливу зменшує людський фактор та забезпечує більш ефективне використання водних ресурсів. Подальший розвиток та тестування системи в рамках існуючих програм може призвести до широкого впровадження технології в житловому секторі.