麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)最近開(kāi)發(fā)一款智慧電源插座，內(nèi)建微電腦以算法分析單個(gè)或多個(gè)插座的電流使用情況，并能連接物聯(lián)網(wǎng)收集龐大用戶(hù)數(shù)據(jù)，以區(qū)分你家中插座的高峰用電是否可能帶來(lái)走火風(fēng)險(xiǎn)。

隨著越來(lái)越多證據(jù)顯示有些住宅火災(zāi)起因于電弧故障，現(xiàn)在你家插座后面的墻壁上可能都裝有電弧故障斷路器(Arc-Fault circuit interrupter，AFCI)，這種感測(cè)器能偵測(cè)線(xiàn)路中的電弧故障，在電弧熱能引起火災(zāi)前切離電源，或許你已經(jīng)遇過(guò)類(lèi)似事件：當(dāng)你將吹風(fēng)機(jī)和電暖爐插頭插在同一插座時(shí)，發(fā)現(xiàn)電源「啪」一聲地跳閘了。

電弧故障斷路器是阻止火災(zāi)的一道防線(xiàn)，麻煩的是如今智慧電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)興盛，并非所有電弧現(xiàn)象都會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)，但當(dāng)感測(cè)器太過(guò)敏感而任意跳閘，對(duì)精密電腦設(shè)備而言開(kāi)始成為另一種跟不上時(shí)代的設(shè)計(jì)。

為了讓電弧故障斷路器變得更聰明，麻省理工學(xué)院機(jī)械工程專(zhuān)家 Joshua Siegel 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)新打造一種智慧電源插座，可以利用算法分析來(lái)自單個(gè)或多個(gè)插座的電流使用情況，并區(qū)分出用電尖峰是屬于普通家電引起的良性電弧，還是接線(xiàn)錯(cuò)誤引起的危險(xiǎn)電弧。

新設(shè)計(jì)包括能即時(shí)處理電流數(shù)據(jù)的硬件，以及透過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network，ANN)分析數(shù)據(jù)的軟件。硬件由 Raspberry Pi Model 3 微電腦和安裝在輸入電流線(xiàn)周?chē)母袘?yīng)式電流夾鉗(current clamp)組成，前者記錄電流數(shù)據(jù)，后者檢測(cè)輸入電流;微電腦和電流夾鉗之間再以一個(gè) USB 音效卡連接，團(tuán)隊(duì)將其設(shè)計(jì)用于每秒處理 48,000 次非常微小的訊號(hào)。

隨著越來(lái)越多數(shù)據(jù)開(kāi)始流入微電腦，智慧插座可以越來(lái)越準(zhǔn)確判別哪些訊號(hào)該采取斷電行動(dòng)、哪些訊號(hào)可以無(wú)視。團(tuán)隊(duì)首先測(cè)試了 Apple iMac、電風(fēng)扇、電磁爐、臭氧產(chǎn)生器(ozone generator)4 種設(shè)備，發(fā)現(xiàn)智慧插座能以 99.95% 的準(zhǔn)確度從危險(xiǎn)電弧中辨識(shí)出無(wú)害電弧，比現(xiàn)有電弧故障斷路器還高。此外，智慧插座能在 250 毫秒內(nèi)做出跳閘反應(yīng)，與當(dāng)代經(jīng)認(rèn)證的電弧故障斷路器性能相匹配。

Joshua Siegel 表示，智慧插座還能當(dāng)作物聯(lián)網(wǎng)的一部分與其他設(shè)備無(wú)線(xiàn)連接，用戶(hù)可匿名分享數(shù)據(jù)讓設(shè)備不斷更新資訊，久而久之，你家中的智慧插座不出門(mén)也能知天下事，就算某天遇到不曾發(fā)生的電流情況也能迅速應(yīng)對(duì)，未來(lái)某天，別人家的數(shù)據(jù)或許會(huì)成為避免你家走火的及時(shí)雨。

研究已發(fā)布在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》期刊。