研究参加者にほとんど気づかれないまま、スタンフォード大学機械工学科の元大学院生ウィリアム・ジョウ氏は、まさに『オズの魔法使い』に出てくるような策略を実行した。
ただし、偉大で強力な魔法使いになりすます代わりに、ジョウ氏は自律型の流し台のふりをした。個人の洗い方に適応する流し台が水の使用量を減らせるかを検証するためだ。
機械工学を学ぶ学生の頭脳に近いものを備えた蛇口は、まだ存在しない。そこでジョウ氏と、上級著者であり機械工学の助教授であるエリン・マクドナルド氏の研究室の同僚たちは、次善の策を講じた。ユーザーの好みに自動的に調整しているように見えるが、実際にはジョウ氏が操作する蛇口である。
この巧妙な実験の結果は、思慮深く設計されたスマート流し台が、水の使用を調整し、ユーザーに水を意識した習慣を身につけるよう促すことで、水の節約に役立つ可能性があるという考えを裏付けるものである。
「蛇口に注目したのは、家庭での水の使用の多くがそこで行われるからです。しかし、流し台を家庭内の他の製品、たとえばサーモスタットや冷蔵庫と比べると、流し台の仕組みがここ長い間まったく更新されていないことがわかります」とマクドナルド氏は話す。「小さな改良はありましたが、テクノロジーの力を本当に活かしたものはありませんでした。」
この実験の参加者は、皿を3回洗う必要があった。ジョウ氏は2回目の洗浄の間だけ、流し台の温度と水量を密かに操作した。ジョウ氏が関与した場合、参加者は1回目の洗浄と比べて約26%少ない水を使用した。3回目では、流し台が再び単なる機械に戻っていたにもかかわらず、1回目と比べて依然として10%少ない水を使用した。この水の使用量の変化は、参加者が実験が水の節約に関するものだと知らないまま起きた。
「水の節約は、私たちがカリフォルニアにいることを考えると特に重要です」と、大学院生で論文の共同著者であるサマンサ・ボーリュー氏は話す。「また、人々の習慣が変えられるのかも確かめたかったのです。この蛇口と関わることで、手動の蛇口の使い方も変わり得るのか。私たちが得た結果は、それが可能であることを示しているようです。」
カーテンの裏側
流し台が自分たちの代わりに水の使用を決めることを参加者に信頼してもらい、できれば気に入ってもらえるような状況をつくるため、ジョウ氏は1回目の洗浄の間、参加者の洗い方を注意深く観察し、2回目でそれを再現できるようにした。
「アルゴリズムとして、その情報を使って、参加者の認知スタイルや使用行動のスタイルを生かし、満足度を保ちながら水の使用量を減らせるかを試みています」と、本論文の筆頭著者であるジョウ氏は話す。「今日の多くの製品は一般的な用途向けに作られていますが、これはあなたについて学習し、あなたのスタイルに適応していく製品です。」
実験後のアンケートでは、スマート流し台と関わった参加者(ジョウ氏なしで3回皿を洗う対照群がいた)の96%が、スマート蛇口には水を節約する可能性があると考えたと答えた。その多くは、そのような製品を購入することへの関心さえ示した。
「ほとんどの人がこの流し台にかなり驚いていました」とボーリュー氏は話す。「実験を終えるときに、アルゴリズムが何なのか、どう動くのか、もっと見るにはどうすればよいのかを尋ねる人が多くいました。私たちは、その質問への答えは実験の終わりまで待ってほしいと伝えるしかありませんでした。」
ジョウ氏の支援を受けた洗浄の結果と反応は印象的だったが、研究者たちは、「自律的」な機能とのわずかな関わりが参加者の水の使用をどれほど変えたかに特に励まされた。
「その3つ目の工程を計画したのは、研究の非常に終盤、試験運用の段階になってからでした」とマクドナルド氏は話す。「『ウィリアム・ジ・アルゴリズム』との経験が一度あるだけで、人々が訓練内容を保持し、皿の洗い方を変えるとは、思ってもみませんでした。」
皿洗いの未来
研究者たちは、病院の流し台が従業員に手を正しく洗うよう促し、個人の流し台やシャワーの好みがホテルや友人の家にも引き継がれる未来を思い描いている。学校や地域は、節水を競う催しを企画し、水の保全に対する意識を高めることもできる。追加機能によって、流し台が漏水を検知することさえ可能かもしれない。
とはいえ、この流し台を一つ作るには何年もの作業が必要で、アルゴリズムさえ含まれていなかった。人工知能を組み込むことに加え、実際に自律的な量産版を作るには、ユーザー同士や、鍋を洗う場合、フォーク、手を洗う場合といった状況を区別できるセンサーが必要になる。それでも研究者たちは、こうした研究がそれらの開発を支える基礎を築けると楽観的に見ている。
「私たちは皆人間であり、良い日もあれば悪い日もあります。このような製品は、あなたが変わっていく中で、あなたと共に成長し学習していくため、大きな影響を与えられるかもしれません」とジョウ氏は話す。「この蛇口は水の節約を目指すと同時に、使用者を満足させ続けようとしています。長期的には、このような製品が私たちの未来になるかもしれません。」
研究者たちは、国際設計工学技術会議およびコンピューターと情報・工学会議(International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference)でこの研究を発表した。本研究の資金は全米科学財団から提供された。
