Датчики Интернета вещей профессора Массачусетского технологического института делают дороги безопаснее

Еще в 2005 году, когда смартфоны еще не стали общедоступными, профессор Массачусетского технологического института День Балакришнана ему настолько надоели задержки в поездках в Бостон, что он построил мобильную систему для мониторинга дорожных условий.

Он и его исследовательская группа в Массачусетском технологическом институте Лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта разработал CarTel, сокращение от автомобильная телематика. Используя обработку сигналов и машинное обучение, их сенсорное устройство для транспортных средств смогло определить наличие выбоин и других препятствий на основе изменений транспортного потока, которые оно измеряло с помощью GPS и акселерометра. Их исследования получили несколько наград, а система была освещена Бостон Глобус.

В 2010 году Балакришнан и два соучредителя коммерциализировали CarTel, запустив Кембриджская мобильная телематика. Сегодня компания из Массачусетса является крупнейшим поставщиком телематических услуг в мире. Страховые компании, производители автомобилей, службы совместного пользования и государственные учреждения используют данные CMT для оценки поведения водителей, поощрения более безопасного вождения, направления помощи на дороге и многого другого.

Балакришнан, член IEEE, в этом году стал Премия Маркони победитель за «фундаментальные открытия в области мобильного зондирования, сетей и распределенных систем». Награда, вручаемая Общество Марконисчитается высшей наградой в сфере коммуникаций.

«На бумаге эта награда делает мне честь, но на самом деле это признание моей более чем 30-летней докторской степени. студенты, постдоки, сотрудники и команда CMT, которые невероятно усердно работали, творчески воплощая исследовательские идеи и действительно влияя на мир», — говорит он. «Он отдает дань уважения области мобильных датчиков и сетевых систем».

Хари Балакришнан рассказал Обществу Маркони об основных моментах своей карьеры и своих мыслях по поводу получения премии.Общество Маркони

Использование данных для повышения безопасности вождения

Идея CarTel пришла в голову Балакришнану во время разговора с коллегой-профессором Массачусетского технологического института. Сэмюэл Мэддендиректор университета Системы данных и лаборатория искусственного интеллекта и эксперт по управлению данными и сенсорным вычислениям.

«Я сказал ему, что нам следует начать исследовательский проект, в котором будут использоваться датчики, о которых мы оба много знаем, прикрепить их к автомобилям, измерить происходящее, а затем попытаться понять данные», — вспоминает Балакришнан. «Это было раньше айфоны, Андроидыи Карты Гугл».

Позже они основали CMT, а Мэдден стал ее главным ученым.

«CarTel был одним из первых проектов в области мобильного зондирования», — говорит Балакришнан. «Мы показали, что это может работать в больших масштабах.

«Я пытался придумать, как коммерциализировать это, используя идею мобильного зондирования для общественного блага».

Помощь пришла в 2009 году от Уильям В. Пауэрс, опытного менеджера по продажам, который стал деловым партнером Балакришнана. Он также является соучредителем CMT и генеральным директором компании.

Балакришнан говорит, что хотя у стартапа была технология, у него не было бизнес-модели. Прочитав статьи о том, как страховые компании используют дорогое оборудование для измерения количества людей за рулем, чтобы устанавливать премиальные цены и выявлять мошеннические претензии, они нашли свою модель.

«Наша миссия — сделать мировые дороги и водителей безопаснее».

«У меня в голове мелькнуло, что мы в принципе показали, как сделать это с помощью потребительских телефонов и недорогого Интернета вещей. [IoT] устройства, которые можно было бы установить в машину без профессиональных установщиков», — говорит он.

Эта ранняя система превратилась в DriveWellплатформа на базе искусственного интеллекта, которая собирает данные с мониторов, включая акселерометры, гироскопы и датчики положения в смартфонах, видеорегистраторах и устройствах Интернета вещей, таких как DriveWell Тег.

Платформа объединяет информацию с контекстными данными, чтобы создать картину того, как водители управляют своими транспортными средствами, измеряя такие факторы, как резкое торможение, превышение скорости и отвлечение внимания на телефон, говорит Балакришнан.

«Наша миссия — сделать мировые дороги и водителей безопаснее», — говорит он.

На сегодняшний день DriveWell обслужила более 30 миллионов автомобилей. Страховые компании, в том числе Адмирал, Открытие, HUK-Кобург, МС&АДи СШАА используйте программы CMT, чтобы предлагать скидки лучшим водителям. CMT недавно стала партнером Хюндай предлагать своим клиентам помощь на дороге и услуги по ремонту в режиме реального времени. Это также DriveWell, ФьюэлСтари Открытая дорога мобильные приложения для автомобилистов, которым нужны отзывы об их вождении.

Первая система определения местоположения в помещении

Балакришнан создал другие системы, использующие датчики для практических целей. С 1999 по 2004 год он курировал разработку Крикет система определения местоположения в помещении. Он объединил радиочастотные и ультразвуковые технологии. Маяки, установленные на стенах и потолках, передают информацию по радиочастотному каналу, который посылает чирикающий сигнал. Затем маяк издает соответствующий ультразвуковой импульс. Приемники, подключенные к мобильным устройствам, отслеживают радиочастотные сигналы и ультразвуковой импульс. Cricket использует разные скорости звука и радиочастот для расчета расстояния между приемником и маяком.

Система предоставила идентификаторы пространства, координаты положения и ориентацию. Крикет обеспечивал точность измерения расстояния и позиционирования от 3 до 5 сантиметров. Его использовали в местах, где GPS работал плохо, например, в больницах, офисных зданиях и исследовательских центрах.

«GPS работает только на открытом воздухе», — говорит Балакришнан. «Даже сегодня внутри невозможно принять сигналы GPS. Когда ваши приложения показывают вам местоположение внутри, они используют другие технологии».

Исследовательская группа открыла исходный код аппаратного и программного обеспечения, и было построено и развернуто более 1 миллиона устройств.

«Этот подход не применим ко всем устройствам в мире», — говорит Балакришнан, — «потому что добавление ультразвукового оборудования к каждому устройству непрактично. Однако, поскольку современные смартфоны способны отправлять и принимать ультразвуковые сигналы на свои динамики и микрофоны, подход, разработанный в Cricket, может стать полезным в будущем. Действительно, в некоторых недавних предложениях по отслеживанию контактов с COVID-19 использовался именно этот подход».

Обладатель Почетной медали IEEE этого года Винт Серф поздравляет лауреата премии Маркони Хари Балакришнана на гала-концерте Marconi Awards, состоявшемся 27 октября в Вашингтоне, округ Колумбия.Общество Маркони

Любовь к исследованиям и академическим кругам

Балакришнан получил степень бакалавра компьютерных наук в 1993 году в Индийский технологический институт, Мадрас. По его словам, он выбрал эту область, потому что думал, что она позволит ему практически использовать математику.

«Я ничего не знал о информатике», — говорит он. «Я никогда раньше не программировал компьютер. Но я знал, что меня интересуют вещи математического характера, и мне очень нравились и математика, и физика. Примерно через полтора года я почувствовал, что понял, о чем идет речь. Когда я закончил бакалавриат, мне это очень понравилось».

Во время получения докторской степени. по информатике в Калифорнийский университет, Беркли«Он увлекся проведением исследований», — говорит он. По его словам, ему это настолько понравилось, что он захотел сделать на этом карьеру.

Он также известен своими ранними исследовать о том, как улучшить беспроводные сети, — которые можно найти в Цифровая библиотека IEEE Xplore и который выиграл премию Ассоциации вычислительной техники 1998 года. Премия докторской диссертации.

В 1998 году, на последнем году работы над докторской диссертацией, он решил продолжить академическую карьеру. По его словам, он прошел собеседование на преподавательскую должность в Массачусетском технологическом институте и сразу понял, что хочет работать именно здесь. В том же году его наняли в университет, и с тех пор он работает там.

«Я чувствовал, что это место, где люди были на одной волне со мной», — говорит он. «Всегда приятно поехать туда, где люди ценят то, что ты делаешь».

Несмотря на свой предпринимательский успех, Балакришнан продолжает преподавать.

«Мне очень нравится работать со студентами, и я просто обожаю исследования», — говорит он. «Мне нравится обучать студентов, и, честно говоря, они учат меня так же, как я учу их».

Сообщество IEEE

Балакришнан говорит, что первоначально он присоединился к IEEE еще будучи студентом, чтобы получить скидку на членство и регистрацию на конференциях. Но после того, как он начал работать, он понял, что важно быть частью «профессионального сообщества, в котором есть единомышленники, которым небезразличны те области, которые волнуют меня», — говорит он. «IEEE принес пользу моей карьере, потому что я участвовал в конференциях и мероприятиях, где установил профессиональные связи, которые останутся на всю жизнь».

Он также является членом США Национальная инженерная академия и Американская академия искусств и наук.

IEEE признал его в 2021 году своим Премия Кодзи Кобаяши в области компьютеров и коммуникаций за «большой вклад в развитие компьютерных сетей, мобильных и беспроводных систем».