Autonomes HLK-System nutzt Gesichtstemperatur für energieeffiziente Klimakontrolle

COVID-19 verändert die Art, wie Innenräume genutzt werden, und stellt Herausforderungen für diejenigen, die diese Räume verwalten – von Wohnungen bis zu Büros und Fabriken. Nicht zuletzt unter diesen Herausforderungen ist Heizung und Kühlung – der größte Energieverbraucher in amerikanischen Wohn- und Gewerbegebäuden. Es besteht Bedarf an intelligenterer, flexiblerer Klimakontrolle, die Menschen komfortabel hält, ohne ganze leere Gebäude zu heizen und zu kühlen.

Forscher haben eine Lösung entwickelt, die effizientere, persönlichere Komfort bieten könnte, wobei wandmontierte Thermostate vollständig eliminiert werden. Der Human Embodied Autonomous Thermostat (HEAT) koppelt Wärmebildkameras mit 3D-Videokameras, um zu messen, ob Bewohner heiß oder kalt sind, indem er ihre Gesichtstemperatur verfolgt. Er speist die Temperaturdaten dann in ein prädiktives Modell ein, das sie mit Informationen über die thermischen Präferenzen der Bewohner vergleicht. HEAT bestimmt die Temperatur, die die größte Anzahl an Bewohnern mit minimalem Energieaufwand komfortabel hält, und hält effektiv und effizient den Komfort von 10 Bewohnern in einer Laboreinstellung aufrecht.

HEAT kann Komfort messen, ohne dass Benutzer Erkennungsgeräte tragen müssen und ohne die Notwendigkeit einer separaten Kamera für jeden Bewohner. Es funktioniert ein bisschen wie die heutigen internetfähigen Lernthermostate. Wenn es neu installiert ist, lehren die Bewohner das System über ihre Präferenzen, indem sie periodisch Feedback von ihren Smartphones auf einer Drei-Punkt-Skala geben: „zu heiß“, „zu kalt“ oder „komfortabel“. Nach einigen Tagen lernt HEAT ihre Präferenzen und arbeitet unabhängig.

Das Forschungsteam arbeitet mit dem Energieversorger Southern Power zusammen, um HEAT in dessen Alabama-Büros zu testen, wo Testkameras auf Stativen in den Raumecken montiert werden – die Kameras würden in einer permanenten Installation weniger auffällig platziert. Die Kameras sammeln Temperaturdaten, ohne Individuen zu identifizieren, und alle Aufnahmen werden sofort nach der Verarbeitung gelöscht, meist innerhalb weniger Sekunden.

Gesichtstemperatur ist ein guter Prädiktor für Komfort, da sich Blutgefäße erweitern, um zusätzliche Wärme abzustrahlen, was die Gesichtstemperatur erhöht; wenn uns zu kalt ist, verengen sie sich und kühlen das Gesicht. Während frühere Iterationen des Systems auch Körpertemperatur zur Komfortvorhersage nutzten, erforderten sie, dass Benutzer Armbänder trugen, die Körpertemperatur direkt maßen, und häufiges Feedback zu ihrem Komfortlevel gaben.

Tech Briefs spricht mit dem Erfinder von HEAT

Lesen Sie unser Interview mit Forscherin Prof. Carol Menassa.

Anpassungen am Modell könnten das System in Krankenhäusern nützlich machen, wo Pflegekräfte unter Masken und anderer Schutzausrüstung Schwierigkeiten haben, komfortabel zu bleiben. Das HEAT-System könnte angepasst werden, um ihnen zu helfen, komfortabel zu bleiben, indem es die Raumtemperatur anpasst oder sie sogar signalisiert, wann sie eine Pause brauchen.

Sehen Sie eine Demo von HEAT auf Tech Briefs TV hier. Für weitere Informationen kontaktieren Sie Gabe Cherry unter [E-Mail geschützt].