Poslední listopadový týden se v Pereslavl-Zalessky konalo Národní superpočítačové fórum. Tři dny lidé vyprávěli a ukazovali, jak to jde s vývojem superpočítačů v Rusku a jak se technologie testované na superpočítačích mění ve zboží.
Člen korespondent Ruské akademie věd Sergej Abramov hovořil o projektu „Sensitive House“ (27. listopadu). Při rozvíjení konceptu „chytrého domu“ navrhuje pozorovat domácí vybavení, budovat a pamatovat si vzorce jeho chování, učit se z jeho chyb a předem předvídat jeho stav a problémy.
Institut softwarových systémů Ruské akademie věd pod vedením Sergeje Abramova začal vytvářet „citlivé domy“ v roce 2014, kdy reforma Akademie věd vyžadovala uvedení akademických projektů na komerční trh. Do této doby měl IPS RAS dobrý vývoj v senzorových sítích a řízení zařízení a vyvíjel cloudové technologie a strojové učení.
Podle Sergeje Abramova jsou obytné a průmyslové budovy plné vybavení, na kterém závisí pohoda domova a klidná práce lidí. Přestože se toto „chytré“ zařízení vyvine v „chytrý dům“, nemá automatické ovládání. Majitelé neznají stav zařízení a nemohou je pohodlně sledovat. Nezbývá než se ručně starat o celou infrastrukturu, jako obrovské Tamagotchi, pravidelně kontrolovat a seřizovat stroje.
Funguje chytrá domácnost správně? Nebo je čas zasáhnout? Stane se brzy nehoda? Sama o sobě žádný „chytrý dům“ tento problém neřeší, k zodpovězení takových otázek je potřeba automatický dohled a analýza. Počítačový systém vytvořený v ústavu proto sbírá statistiky ze senzorů, vytváří vzorce chování domácích strojů a učí se tyto vzorce rozpoznávat. Tím, že umělá inteligence odliší běžné chování od problematického chování a odhalí abnormální provoz, včas upozorní majitele domu na potenciální hrozbu.
„Citlivý domov“ je „chytrý domov“, k němuž se přidala citlivost, schopnost sebeučení, schopnost akumulovat vzorec správného chování, schopnost předvídat a reagovat.
(Sergej Abramov, člen korespondenta Ruské akademie věd)
Jsme zvyklí na způsob, jakým si „chytrý dům“ udržuje své parametry: nastavenou teplotu a osvětlení, stálou vlhkost vzduchu, stabilní síťové napětí. „Inteligentní dům“ může fungovat podle skriptu v závislosti na denní době nebo události (například zavře plynový kohout na příkaz z analyzátoru plynu). „Sensitive Home“ dělá další krok – analyzuje senzorická data a vytváří nové scénáře pro klasifikaci: všechno jde jako předtím nebo jsou překvapení. Reaguje na změny vnějšího prostředí a předvídá možné poruchy, odhaduje anomálie v současné činnosti různých zařízení. „Sensitive House“ sleduje výsledky své práce, varuje před problémy a mění scénář, dává majiteli rady a umožňuje mu vypnout vadné spotřebiče.
Řešíme problém atypického chování zařízení.
(Sergej Abramov, člen korespondenta Ruské akademie věd)
Navrhovaný systém se opírá o senzorovou síť, která poskytuje měření na základě času. Například dieselový kotel občas zapne a ohřeje vodu, oběhové čerpadlo pohání teplou vodu topnými trubkami a primární čidla hlásí, jak tato zařízení spotřebovávají elektřinu. Na základě série odečtů je sekundární senzor (program) porovnává s normálním profilem a diagnostikuje poruchy. Terciální čidlo (program) přijímá venkovní teplotu vzduchu a předpovídá budoucí provoz systému, posuzuje jeho zatížení a účinnost - jak souvisí vytápění kotle a počasí. Možná jsou otevřená okna a kotel topí ulici, nebo možná účinnost klesla a je čas na preventivní opravy. Na základě driftu odvozených parametrů lze předpovědět, v jakém čase překročí normu.
Posouzením současných hodnot senzorů je „citlivý dům“ schopen zaznamenat, že se vodní čerpadlo nevypne, protože nalévá vodu zpět do studny (přes vadný ventil) nebo přímo na podlahu (přes prasknutí trubka). Diagnostika bude ještě spolehlivější, pokud budou pohybová čidla tichá a čerpadlo pumpuje vodu do prázdného domu.
Senzorové sítě najdeme i v chytrých domácnostech. Cloudová infrastruktura je dostupná i v chytrých domácnostech. Co ale „chytré domácnosti“ nemají, je umělá inteligence, strojové učení, hromadění vzorců správného chování, klasifikace a předpovídání.
(Sergej Abramov, člen korespondenta Ruské akademie věd)
Cloudová část „citlivého domu“ je založena na NoSQL databázi Riak nebo databázi Akumuli, kde jsou uloženy časové řady odečtů. Příjem a výdej dat probíhá na platformě Erlang/OTP, umožňuje nasadit databázi na mnoha uzlech. Nad ním je nasazen program pro mobilní aplikace a webové rozhraní pro informování zákazníka přes internet a telefon a vedle něj program pro analýzu dat a kontrolu chování. Zde můžete připojit libovolnou analýzu časových řad, včetně analýz založených na neuronových sítích. Veškerá kontrola nad „citlivými domácími“ systémy je tedy umístěna v samostatné vrstvě správy. Přístup k němu je poskytován prostřednictvím vašeho osobního účtu v cloudové službě.
Erlang poskytuje všechny výhody funkčního přístupu. Má mechanismy pro distribuovaný provoz a nejjednodušší způsob, jak vytvořit paralelní distribuovaný program, je použít Erlang. Naše architektura obsahuje softwarové „sekundární senzory“, kterých může být na jeden fyzický senzor několik, a pokud počítáme s desítkami tisíc klientů s desítkami zařízení, budeme muset zpracovat obrovský tok dat. Potřebují lehké procesy, které lze spouštět ve velkém množství. Erlang vám umožňuje spouštět desítky tisíc procesů na jednom jádru; tento systém je dobře škálovatelný.
(Sergej Abramov, člen korespondenta Ruské akademie věd)
Podle vývojáře je Erlang snadné zorganizovat různorodý tým programátorů, ve kterém studenti a významní osobnosti vytvářejí jeden systém. Jednotlivé fragmenty softwarového systému se zhroutí s chybou, ale celý systém nadále funguje, což vám umožňuje opravit chybné oblasti za chodu.
Systém „sensitive home“ využívá všechny technologie, které IPS RAS používal k ovládání superpočítačů. To zahrnuje elektronické senzory, monitorovací a dálkové řídicí systémy. V současné době citlivý program běží na vlastních senzorech a může se připojit k smyčkám hasičů, ale existuje plán shromažďovat data ze senzorů všech „chytrých domů“.
„Sensitive Home“ je zajímavý tím, že do popředí se dostávají komplexní inteligentní řešení pro město, čtvrť a domov. Zajímavé zde není postavit superpočítač, ale postavit sociálně-počítačový komplex, který zavede superpočítač do každodenního života, aby stroj změnil životy lidí.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., docentka na Sechenovské univerzitě)
Do jara 2020 připraví vývojáři základní sadu programů a zařízení pro montáž systémů různých velikostí v budovách a bytech. Slibují, že výsledek bude snadné nastavit, není složitější než robotický vysavač. Základní sada bude podporovat všechna hlídaná zařízení: topné kotle, ohřívače vody, ledničky, vodní čerpadla a septiky. Pak přijde na řadu drobný prodej, poté fabulační výroba, doplnění nových senzorů a modulů. A v budoucnu jsou možné všechny druhy diverzifikace a adaptace - citlivá farma, citlivá nemocnice, citlivá loď a dokonce i velmi citlivá nádrž.
text:
Portrét:
Zdroj: www.habr.com