Onderzoekers gebruiken sensoren op smartphones op veiligheid te vergroten

Wetenschappers van de Universiteit Twente gebruiken onze smartphonesensoren om te kijken of ergens iets abnornaals aan de hand is. Ongewoon harde geluiden, vreemde looppatronen? De politie wordt gewaarschuwd, zodat de samenleving veiliger wordt. door Malini Witlox

We hebben nagenoeg allemaal sensoren bij ons als we de straat op gaan. Onze smartphone is onder andere voorzien van een gyroscoop, gps, microfoon, geluids-, druk- en lichtsensor. Wat als je dit allemaal gebruikt om de veiligheid in de openbare ruimte te vergroten? Bij het SenSafety project werken verschillende organisaties waaronder politie, TNO, Tendris en de Universiteit Twente hieraan samen.

“We meten niet alleen met smartphones, maar ook met sensoren die we in de openbare ruimte aanbrengen, bijvoorbeeld in lantaarnpalen. Die twee vullen elkaar aan,” zo legt Paul Havinga, hoogleraar computerwetenschappen aan de Universiteit Twente uit.

De onderzoekers meten onder meer met sensoren die ze in de openbare ruimte hangen, bijvoorbeeld in lantaarnpalen. Wiki Commons, CC BY-SA 2.0

Een speciaal ontwikkeld communicatiesysteem tussen telefoons wordt gebruikt om de mobieltjes met elkaar te laten communiceren, en tegelijkertijd om diverse sensoren onderling te verbinden. Ook de andere sensoren in de publieke ruimte zoals die op de lantaarnpalen, zijn aangesloten op dit netwerk. “Er wordt gebruik gemaakt van draadloze Bluetooth-communicatie, maar dan met een heel lichtgewicht protocol, dat de telefoon nauwelijks belast.”

Op onze telefoon zitten allerlei sensoren, zoals gps. Wiki Commons, CC BY-SA 2.0

Alarm

Deelnemers installeren eenmalig speciale software op hun telefoon. Het slimme sensorennetwerk kan vervolgens worden gebruikt om te constateren of ergens iets abnornaals aan de hand is. Neem een doordeweekse dag in Enschede. Bij een bepaald tijdstip horen bepaalde geluiden. Als dat geluid ineens harder wordt, bijvoorbeeld door schreeuwende mensen of een harde klap, slaan de sensoren alarm.

Havinga: “We zoeken het afwijkende. Je moet ons systeem zien als een lichtgewicht netwerk tussen telefoons. Iedere smartphone doet even dienst als basisstation en vervolgens weer heel even als client. We versturen hiermee zeer korte berichten. Zodra een berichtje is verzonden, schakelt het protocol zichzelf weer uit. De belasting is daardoor verwaarloosbaar klein. We verbruiken nauwelijks stroom van de telefoons. Het kan natuurlijk niet zo zijn dat we de batterij van een deelnemer leegtrekken.”

Intelligent algoritme

De onderzoeksgroep van Havinga ontwikkelde ook een intelligent algoritme om de gegenereerde data te analysen en op basis daarvan andere sensoren aan te sturen. Deze algoritmen zorgen er enerzijds voor dat er een intelligent netwerk ontstaat dat signalen kan doorgeven, en anderzijds dat ze patronen en afwijkingen daarin kunnen registreren.

Er zijn twee mogelijkheden. Bij een gedetecteerde afwijking kan de ene smartphone aan de andere om hulp vragen. Doordat meerdere telefoons dan bijvoorbeeld het geluid meten, wordt bepaald waar het geluid vandaan komt en in welke richting het zich beweegt. Ook gaan de mobieltjes steekproefsgewijs om de zoveel tijd een paar seconden heel even aan om een meting te verrichten.

Privacy door anonimiteit

“Indien we geen gps kunnen gebruiken, bijvoorbeeld in een gebouw, bepalen we de locatie van een telefoon door te kijken waar deze zich bevindt ten opzichte van andere smartphones. Privacy is echter zeer belangrijk. We zorgen er dus voor dat alle metingen compleet anoniem zijn, we weten niet van wie die telefoon is. Ook is het niet mogelijk om gesprekken af te luisteren. Het gaat puur om het analyseren van patronen en de afwijking van het reguliere detecteren.”

Het geluidsniveau in een bepaalde straat in Amsterdam wijkt bijvoorbeeld af door een schietpartij, maar ook doordat mensen een feestje vieren en allen tegelijk juichen. Havinga benadrukt dat de data dus alleen gebruikt wordt om de politie op het spoor te zetten van een mogelijk incident. “Wij interpreteren niets. Wij geven alleen een indicatie dat iets afwijkt van het normale patroon. De politie krijgt dan bijvoorbeeld een zogeheten heatmap te zien van de omgeving waarop de afwijkende patronen staan. Agenten beslissen vervolgens zelf om te kijken wat er aan de hand is.”

Door inzet van de sensoren kan het publiek ook naar een veilige plek geleid worden. De slimme lantaarnpalen zijn ontwikkeld door Tendris, een bedrijf dat zich op duurzame ontwikkeling richt. Zij maken lantaarnpalen die twee kanten op schijnen en waarvan de kleur en het lichtniveau kan worden aangepast. “Het is mogelijk om groen licht te laten bewegen in de richting waarin we willen dat mensen weglopen. Op die manier kun je grote mensenmassa’s van gevaar wegleiden, zonder dat je tientallen verkeersregelaars of politie nodig hebt. En je gebruikt rood licht aan de kant waar het gevaar zit.”

Wij interpreteren niets. Wij geven alleen een indicatie dat iets afwijkt van het normale patroon", zegt Paul Havinga.

Dit artikel verscheen eerder op kennislink en is onderdeel van het thema: Big Data
Kennislink-partner voor dit thema is COMMIT/

SENSAFETY (Sensor Networks for Public Safety)
Ook dit is een COMMIT/ project

Summer School

Sensoren kunnen gebruikt worden om bewegingen te meten, maar er zijn honderden toepassingen te bedenken. Op de Universiteit Twente werd in de zomer van 2016 een test uitgevoerd tijdens de Summer School. Tientallen deelnemers kregen een sportarmband, voorzien van bewegingssensor. Ook werden op verschillende plekken op de campus sensoren opgehangen.

Zo gingen de onderzoekers exact na hoe de studenten zich gedroegen en hoeveel ze zich bewogen. “Dat leverde zeer waardevolle informatie op voor de organisatie. Waar gingen de armbanden heen, bewegen ze in groepen, als ze naar het café gaan, zijn ze dan de volgende ochtend in de klas, hoe laat zijn de studenten opgestaan, hebben ze meegedaan aan activiteiten, welke lessen waren het meest interessant, hoeveel mensen waren er in de klas?”

Het klinkt als Big Brother, maar volgens Paul Havinga is dat absoluut niet zo. “Je weet niet wat een individu doet, je meet op een veel hoger niveau. We hebben echt geen idee van wie de sportarmband is, dat wil ik ook niet weten. We gebruiken die sensoren alleen om te meten, en volgend jaar de Summer School nog beter te laten verlopen.”