Изкуствен интелект и IoT в умния дом

В ерата на бързия технологичен напредък концепцията за интелигентен дом премина от сферата на научната фантастика в част от нашето ежедневие. Интелигентните домове, някога смятани за футуристична идея, днес са осезаема реалност. Това технологично чудо се обяснява със сближаването на авангардни иновации в областта на изкуствения интелект (AI), интернет на нещата (IoT), машинното обучение (ML) и домашната автоматизация. Новите технологии стават все по-общоприети и използвани. В тази статия ще разгледаме процъфтяващи технологични решения за интелигентни домове, които прекрояват света ни.

Текст: списание Строители

Живеем във време, в което всичко иновативно се нарича „умно“ - смарт коли, смарт часовници и телевизори, списъкът е дълъг. Сега дори имаме умни домове. Това означава, че можете да контролирате функцията и работата на дома си с помощта на вашия телефон или таблет. Домът на бъдещето ще бъде комфортен. Всеки уред в него ще може да се управлява от централен компютър, свързан с интернет, за да ви държи в течение и информирани. Технологията за интелигентен дом има своите приложения в домакинските уреди, безопасността и сигурността на дома, осветлението и развлеченията. Дори контролът на домашните вредители ще се наблюдава и управлява от IoT решения за интелигентни домове. Ключови индустрии започнаха да интегрират изкуствения интелект в смарт устройства и да осигуряват свързаност между тях, за да развият възможностите на умния дом.

Концепция на умния дом

Интелигентните домове се дефинират като колекция от свързани устройства и услуги, които могат да реагират автоматично на предварително зададени правила, да бъдат достъпни и управлявани дистанционно чрез мобилни приложения или браузър и да изпращат предупреждения или съобщения до потребителите. Смарт устройствата в дома трябва да комуникират помежду си и със собственика на дома. Това става възможно чрез различни комуникационни протоколи като Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave и Thread. Тези протоколи позволяват на устройствата да се свързват с интернет, да взаимодействат с централния хъб и да получават команди или да предават данни.

Системите за домашна автоматизация действат като основен контролен център за интелигентни домове. Тези системи позволяват на потребителите да управляват и контролират своите смарт устройства чрез централизиран интерфейс. Системите за домашна автоматизация могат да бъдат достъпни чрез мобилни приложения, специални контролни панели или гласови асистенти, осигуряващи удобен начин за наблюдение и регулиране на настройките.

Широкия набор от взаимосвързани устройства и системи в умните домове са предназначени да подобрят удобството, комфорта, сигурността, енергийната ефективност и други аспекти. Те могат да включват термостати, осветителни системи, охранителни камери, ключалки на врати, уреди и системи за забавление и други. Тези устройства са свързани към централен хъб, което позволява на потребителите да ги контролират и управляват дистанционно чрез смартфона, таблета или гласа си. Тъй като IoT продължава да напредва, възможностите за интелигентни домове стават практически неограничени. Интелигентните технологии неизбежно навлизат в домовете, като влияят положително на начина ни на живот и стават все по-важни в ежедневието ни. Тази тенденция набира популярност особено сред по-младото поколение и изглежда ще продължи да нараства в бъдеще.

Какво получаваме от интелигентния дом

Технологиите на умния дом преминаха от ексцентрична добавка в полезен начин за извършване на ежедневни задачи. Предвижда се домашната автоматизация да е насочена към широк спектър от приложения за новия цифров потребител. Умният дом предлага повишен комфорт и удобство. Можете да контролирате домашната си среда с гласа или смартфона си или да оставите устройствата да го правят автоматично вместо вас. Ще получите и подобрена сигурност и безопасност. Можете да наблюдавате дома си от разстояние, да получавате сигнали за всякакви потенциални заплахи и да предприемате превантивни действия. Друго предимство е подобрената енергийна ефективност и устойчивост. Можете да намалите потреблението на енергия и въглеродния отпечатък чрез оптимизиране на вашите домашни уреди и системи. Има решения и за по-добро здраве и уелнес - можете да проследявате физическото и психическото си здраве, да получавате обратна връзка и насоки и да имате достъп до медицински услуги, когато е необходимо.

Има толкова много области, в които клиентът може да очаква да види домашна автоматизация, водена от IoT- свързаност. Такива са управление на осветлението, мониторинг на качеството на въздуха в дома и качеството на водата, управление на тревните площи и градината, гласови асистенти, базирани на естествен език и дигитални изживявания, управлявани от AI. Вече имаме интелигентни измервателни уреди за енергия, интелигентни превключватели и интелигентни хладилници. Няма признаци всичко това да спре или да се забави. Най-голямото препятствие ще бъде само колко бързо хората ще се адаптират към тази нова норма.

Как IoT и интелигентната домашна автоматизация ще променят начина ни на живот

Нека си представим, че се прибирате у дома след работен ден. На разстояние от дома можете да включите няколко лампи и климатика през телефона. Пристигате и влизате в добре осветен дом с вече регулирана температура. Не бихте ли предпочели също да използвате телефона, за да стартирате пералнята и да изперете прането, докато се приберете? А междувременно може би дори да си направите кафе и да напоите градината? Тези удобства предполагат идеята и технологиите на интелигентния дом да стават все по-добре посрещнати от потребителите.

Според проучване се изчислява, че до 2025 г. 20% от домакинствата по света ще бъдат интелигентни. Въпреки че основната част от растежа е от приложения, насочени към крайните потребители, има нужда от IoT платформи за изграждане на цялостна екосистема, свързваща оператори и корпоративни мрежи. Интелигентността трябва да се простира извън дома и това е причината данните да преминават безпроблемно от таблета у дома към колата, телефона, облака и извън тях. Интелигентните домове са отправната точка към интелигентен живот и този факт доказва необходимостта от стабилни платформи за управление на IoT.

AI разширява възможностите на умния дом

Интернет на нещата поставя и много предизвикателства като управление на данни, сигурност, поверителност, мащабируемост и оперативна съвместимост. За справяне с тези предизвикателства, изкуственият интелект и машинното обучение могат да играят важна роля за подобряване на възможностите и производителността на IoT системите. AI е функция, която позволява на компютъра да извършва автоматично специфични дейности. Способността да изпълнява задачи обикновено се определя от данните, които е събрала и „подготвила“ с помощта на редица методи за машинно обучение или дълбоко обучение.

AI и ML имат ключов принос в това да направят свързаните устройства по-интелигентни и по-отзивчиви. Интегрирането на AI с IoT може допълнително да подобри автоматизацията и персонализацията. AI алгоритмите могат да научават потребителските предпочитания и да се адаптират към променящите се модели. Те позволяват на устройствата да се учат от данни, да разпознават модели, да правят прогнози и проактивно да предлагат подобрения или да автоматизират задачи въз основа на индивидуалните нужди. Например AI и ML могат да помогнат на интелигентен термостат да оптимизира настройките си въз основа на прогнози за времето, модели на ползване и цени на енергията или да помогнат на интелигентен гласов асистент да разбере естествения език и да предостави персонализирани препоръки. Захранван с изкуствен интелект интелигентен дом може да научи оптималните температурни предпочитания на всеки член на семейството и да регулира съответно термостата без ръчна намеса.

Няколко примера за интелигентни домашни технологии

Почти всеки аспект от живота, в който технологията е навлязла във вътрешното пространство, претърпя въвеждане на алтернатива за интелигентен дом, базирана на IoT. Умните устройства могат да комуникират чрез IoT или да мислят и действат независимо с AI. Те също могат да бъдат настроени да следват вашите правила, като използват комбинация от безжични и кабелни връзки. В интелигентните домове чрез IoT системите се предоставят данни и AI използва тези данни, за да изпълнява специфични функции, намалявайки натоварването и стреса при човека. От разстояние интелигентните устройства с интеграция на AI и IoT реагират на гласови команди на потребителя или на предварително програмирана AI команда. Apple, Google и Amazon наблягат много на своите интелигентни асистенти или AI за домашна автоматизация в наши дни. Siri, Google Assistant, Bixby и Alexa са добре познати имена сред цифровите асистенти.

Например, на пазара се предлагат сложни аларми за дим, които могат да мислят и да предупреждават потребителя с помощта на изкуствен интелект. Някои от интелигентните функции на алармите за дим включват издаване на предупреждения в случай на изтичане на дим или въглероден окис и определят местоположението на източника на пожар или дим. Детекторите за дим използват функцията за гласово предупреждение, за да уведомят за първите признаци на дим, което улеснява бързата реакция при извънредни ситуации.

IoT и AI в домашното забавление, осветление и климатизация

Смарт телевизорите, например, се свързват с интернет за достъп до съдържание чрез приложения, като например видео и музика по заявка. Те също включват разпознаване на глас, жестове и лице. В допълнение към възможността за дистанционно управление и персонализиране се включват и интелигентните осветителни системи. Те могат да се регулират сами въз основа на наличната дневна светлина. Интегрирането на Wi-Fi позволява на потребителите да планират, наблюдават и контролират от разстояние домашните температури. Такова смарт устройство научава поведението на собствениците на жилища и автоматично променя настройките, за да осигури на обитателите максимален комфорт и ефективност. Например, термостатът Nest на Google научава как хората го използват с течение на времето и използва тези данни, за да регулира автоматично температурата, за да осигури комфорт, когато хората са вкъщи, и енергийна ефективност, когато не са.

Смарт сигурност в дома

При интелигентните брави и устройствата за отваряне и затваряне на врати потребителите могат да предоставят или отказват достъп на посетителите. Интелигентните ключалки също могат да открият, когато някой е близо и да отключат вратите вместо него. С интелигентни охранителни камери собствениците могат да наблюдават дома си, когато ги няма или са на почивка. Захранваните с AI устройства могат лесно да разпознават обекти или лица благодарение на функцията за разпознаване на шаблон/лице. Разпознаването на лица може лесно да провери лицевите ориентири, като скули, очи, брадичка и т.н., и да ги сравни със съществуващите данни. Освен това тези машини могат да изпращат известия до смартфона на собственика на дома относно посетители на входната врата. Най-модерните камери за домашна сигурност могат да идентифицират лицата на членове на семейството, приятели и домашни любимци.

AI може също така да помогне на системите за домашна сигурност от следващо поколение да наблюдават и анализират активно за потенциални заплахи за сигурността. Тези системи са конфигурирани с логика на изкуствения интелект, което от своя страна е улеснило разработването на персонализиран набор от противодействия за защита на къщата. Очаква се интелигентните камери, захранвани с AI, да играят жизненоважна роля за сигурността на дома. Тези камери могат да записват HD видеоклипове и автоматично да ги съхраняват в облака за бъдещи справки. С помощта на интелигентни свързани приложения, човек може да има ясен изглед на къщата си, за да се предпази от заплахи за сигурността.

AI се използва за управление на интелигентни устройства чрез гласови асистенти като Alexa, Siri, Bixby и Google Assistant. С тях усъвършенстваните системи за домашна сигурност могат да се управляват и чрез гласови команди. Изследователите са фокусирани върху въвеждането на иновации в областта на технологията за гласово разпознаване, което допълнително ще добави стойност към устройствата за гласово управление. Най-новите постижения в системите за домашна автоматизация могат да позволят на собствениците да получат достъп до сърфиране в канали без използване на ръце.

IoT и AI за основни дейности в дома

Друг пример е навлизане на смарт решения в средата за готвене. С IoT технологиите интелигентните сензори, откриващи наличие на въглероден окис и влага в кухнята, могат да повлияят на работата на вентилационната и климатичната техника, за да прекарате по-добре времето си в кухнята. PIR сензорите (пасивни инфрачервени сензори) се използват за откриване на движение/присъствие на човек в кухнята и извършване на необходимите проверки на качеството на въздуха. Още по-големи иновации се случват в предложенията за инвентаризация на храни, при които сензори, вградени в хладилниците, откриват липсата на конкретен продукт и го добавят автоматично във вашата количка чрез Alexa. Можете също да получавате известия и сигнали в приложението на телефона си за текущото състояние на охлаждане на вашите хранителни продукти. Грижата за домашни любимци също може да бъде автоматизирана със свързани хранилки, а стайните растения и тревните площи могат да се поливат чрез свързани таймери.

Здравен и емоционален статус на човека в умния дома

Смарт технологиите играят голяма роля в наблюдението на здравето на хора, страдащи от критични заболявания, както в болници, така и в домовете. Технологии за носене, като ленти за китки и часовници, отчитат кръвното налягане, пулса и други ценни здравни параметри на човека, за да покажат в реално време здравословното му състояние направо от дома. Интелигентните високоговорители, интегрирани с преносими технологии, възпроизвеждат успокояваща музика, когато настроението на човека не е добро. За тези, които не могат да понесат проблеми с прекомерна влажност и студ, интелигентната HVAC система идва на помощ чрез директната автоматизирана команда от термостата. Тези и различни други IoT технологии значително напредват в управлението на здравето на човека и здравословната среда в интелигентния дом.

Предизвикателства

Интелигентните домашни технологии позволяват следващото ниво на високотехнологичен живот. Предизвикателство, което много хора започнаха да изтъкват за всички тези технически иновации заедно с възхода на IoT и AI, са разходите, свързани с интеграцията. И техните аргументи имат основания. Ако сравните свързано устройство с несвързано устройство, те имат огромна разлика по отношение на цената. Това накара много хора да паузират използването на новите технологии. В същото време, в защита на интелигентните устройства мнозина твърдят, че като всички иновации, първоначалната итерация винаги има по-висока цена, която впоследствие ще намалява.

Все пак редица хора се питат дали всички тези решения са необходими. Някои смятат, че е чист мързел да прехвърлим на компютър нещо толкова просто като включването и изключването на осветлението, когато сме напълно способни да го направим сами. Въпреки предизвикателства, технологиите и иновациите продължават да вървят напред и ще продължат да го правят. Защото в крайна сметка всичко опира до ефективност. Ако можем да направим нещо с най-малко усилия и стрес и изразходвайки възможно най-малко ресурси, това винаги ще бъде най-добрият вариант.

Изкуственият интелект и сградната автоматизация и представляват преломен момент в развитието на модерните жилища и офис сгради, като трансформират начина, по който разбираме и взаимодействаме с нашата околна среда. Днес, тези системи не само повишават комфорта и ефективността, но и преосмислят енергийната устойчивост и личната сигурност. Във визията за бъдещето, можем да очакваме още по-голяма интеграция между домашните системи и изкуствения интелект. Предстои да видим пространства, които антиципират и адаптират към нуждите на своите обитатели в реално време, обучаващи се от поведенческите им модели и предпочитания.

Енергийната ефективност ще достигне нови върхове благодарение на умните системи. Сигурността и личното здраве също ще бъдат революционизирани, като бъдещите системи ще бъде да запазят баланса между автономност и човешки контрол, и същевременно ще гарантират поверителността и защитата на личните данни. В крайна сметка, тези иновации имат потенциала не само да преобразят нашите домове и офиси, но и да издигнат качеството на живот на ново, по-високо ниво.