Την τελευταία εβδομάδα του Νοεμβρίου, πραγματοποιήθηκε το Εθνικό Φόρουμ Υπερυπολογιστών στο Pereslavl-Zalessky. Για τρεις ημέρες οι άνθρωποι έλεγαν και έδειχναν πώς πάνε τα πράγματα με την ανάπτυξη των υπερυπολογιστών στη Ρωσία και πώς οι τεχνολογίες που δοκιμάζονται σε υπερυπολογιστές μετατρέπονται σε αγαθά.
Το αντεπιστέλλον μέλος της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών Σεργκέι Αμπράμοφ μίλησε για το έργο «Sensitive House» (27 Νοεμβρίου). Αναπτύσσοντας την έννοια του «έξυπνου σπιτιού», προτείνει την παρατήρηση του οικιακού εξοπλισμού, την κατασκευή και την απομνημόνευση μοτίβων συμπεριφοράς του, τη διδαχή από τα λάθη του και την πρόβλεψη της κατάστασης και των προβλημάτων του εκ των προτέρων.
Το Ινστιτούτο Συστημάτων Λογισμικού της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, υπό την ηγεσία του Σεργκέι Αμπράμοφ, άρχισε να δημιουργεί «ευαίσθητα σπίτια» το 2014, όταν η μεταρρύθμιση της Ακαδημίας Επιστημών απαιτούσε την εισαγωγή ακαδημαϊκών έργων στην εμπορική αγορά. Μέχρι εκείνη τη στιγμή, το IPS RAS είχε καλές εξελίξεις στα δίκτυα αισθητήρων και τον έλεγχο εξοπλισμού και ανέπτυζε τεχνολογίες cloud και μηχανική μάθηση.
Σύμφωνα με τον Σεργκέι Αμπράμοφ, τα οικιστικά και βιομηχανικά κτίρια είναι γεμάτα με εξοπλισμό από τον οποίο εξαρτάται η ευημερία του σπιτιού και η ήσυχη εργασία των ανθρώπων. Αν και αυτός ο «έξυπνος» εξοπλισμός εξελίσσεται σε «έξυπνο σπίτι», δεν διαθέτει αυτόματο έλεγχο. Οι ιδιοκτήτες δεν γνωρίζουν την κατάσταση των συσκευών και δεν μπορούν εύκολα να τις παρακολουθήσουν. Το μόνο που μένει είναι να φροντίζουμε χειροκίνητα ολόκληρη την υποδομή, σαν ένα τεράστιο Tamagotchi, ελέγχοντας και ρυθμίζοντας τακτικά τα μηχανήματα.
Το έξυπνο σπίτι λειτουργεί σωστά; Ή μήπως ήρθε η ώρα να παρέμβουμε; Θα γίνει ατύχημα σύντομα; Από μόνο του, κανένα «έξυπνο σπίτι» δεν λύνει αυτό το πρόβλημα· για να απαντηθούν τέτοιες ερωτήσεις, απαιτείται αυτόματη επίβλεψη και ανάλυση. Επομένως, το σύστημα υπολογιστών που δημιουργήθηκε στο Ινστιτούτο συλλέγει στατιστικά στοιχεία από αισθητήρες, δημιουργεί πρότυπα συμπεριφοράς οικιακών μηχανών και μαθαίνει να αναγνωρίζει αυτά τα μοτίβα. Διακρίνοντας την κανονική συμπεριφορά από την προβληματική συμπεριφορά και τον εντοπισμό της μη φυσιολογικής λειτουργίας, η τεχνητή νοημοσύνη θα ειδοποιήσει εγκαίρως τον ιδιοκτήτη του σπιτιού για μια πιθανή απειλή.
Ένα «ευαίσθητο σπίτι» είναι ένα «έξυπνο σπίτι», στο οποίο έχει προστεθεί η ευαισθησία, η ικανότητα αυτομάθησης, η ικανότητα συσσώρευσης ενός προτύπου σωστής συμπεριφοράς, η ικανότητα πρόβλεψης και αντίδρασης.
(Σεργκέι Αμπράμοφ, Αντεπιστέλλον Μέλος της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών)
Είμαστε συνηθισμένοι στον τρόπο με τον οποίο ένα «έξυπνο σπίτι» διατηρεί τις παραμέτρους του: καθορισμένη θερμοκρασία και φωτισμό, σταθερή υγρασία αέρα, σταθερή τάση δικτύου. Ένα «έξυπνο σπίτι» μπορεί να λειτουργήσει σύμφωνα με ένα σενάριο ανάλογα με την ώρα της ημέρας ή το συμβάν (για παράδειγμα, θα κλείσει μια βρύση αερίου σε μια εντολή από έναν αναλυτή αερίου). Το "Sensitive Home" κάνει το επόμενο βήμα - αναλύει αισθητηριακά δεδομένα και δημιουργεί νέα σενάρια ταξινόμησης: όλα πάνε όπως πριν ή υπάρχουν εκπλήξεις. Αντιδρά στις αλλαγές στο εξωτερικό περιβάλλον και προβλέπει πιθανές αστοχίες, μαντεύοντας ανωμαλίες στις ταυτόχρονες ενέργειες διαφορετικών συσκευών. Το "Sensitive House" παρακολουθεί τα αποτελέσματα των εργασιών του, προειδοποιεί για προβλήματα και αλλάζει το σενάριο, δίνοντας υποδείξεις στον ιδιοκτήτη και επιτρέποντας στον ιδιοκτήτη να απενεργοποιεί τις ελαττωματικές συσκευές.
Επιλύουμε το πρόβλημα της άτυπης συμπεριφοράς του εξοπλισμού.
(Σεργκέι Αμπράμοφ, Αντεπιστέλλον Μέλος της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών)
Το προτεινόμενο σύστημα βασίζεται σε ένα δίκτυο αισθητήρων που παρέχει μετρήσεις με βάση το χρόνο. Για παράδειγμα, ένας λέβητας ντίζελ ανάβει περιστασιακά και θερμαίνει το νερό, μια αντλία κυκλοφορίας οδηγεί ζεστό νερό μέσω σωλήνων θέρμανσης και οι κύριοι αισθητήρες αναφέρουν πώς αυτές οι συσκευές καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια. Με βάση μια σειρά μετρήσεων, ο δευτερεύων αισθητήρας (πρόγραμμα) τα συγκρίνει με το κανονικό προφίλ και διαγιγνώσκει βλάβες. Ο τριτογενής αισθητήρας (πρόγραμμα) λαμβάνει τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα και προβλέπει τη μελλοντική λειτουργία του συστήματος, αξιολογεί το φορτίο και την απόδοσή του - πώς σχετίζεται η θέρμανση του λέβητα και ο καιρός. Ίσως τα παράθυρα είναι ανοιχτά και ο λέβητας θερμαίνει το δρόμο ή ίσως η απόδοση έχει πέσει και ήρθε η ώρα για προληπτικές επισκευές. Με βάση τη μετατόπιση των παραγόμενων παραμέτρων, μπορεί κανείς να προβλέψει πότε θα υπερβούν τον κανόνα.
Αξιολογώντας τις ταυτόχρονες μετρήσεις των αισθητήρων, το "ευαίσθητο σπίτι" είναι σε θέση να παρατηρήσει ότι η αντλία νερού δεν σβήνει επειδή ρίχνει νερό πίσω στο φρεάτιο (μέσω μιας ελαττωματικής βαλβίδας) ή απευθείας στο πάτωμα (μέσω έκρηξης σωλήνας). Η διάγνωση θα είναι ακόμη πιο αξιόπιστη εάν οι αισθητήρες κίνησης είναι σιωπηλοί και η αντλία αντλεί νερό σε ένα άδειο σπίτι.
Δίκτυα αισθητήρων βρίσκονται επίσης σε έξυπνα σπίτια. Η υποδομή cloud είναι επίσης διαθέσιμη σε έξυπνα σπίτια. Αλλά αυτό που δεν έχουν τα «έξυπνα σπίτια» είναι η τεχνητή νοημοσύνη, η μηχανική μάθηση, η συσσώρευση προτύπων σωστής συμπεριφοράς, η ταξινόμηση και η πρόβλεψη.
(Σεργκέι Αμπράμοφ, Αντεπιστέλλον Μέλος της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών)
Το τμήμα cloud του «ευαίσθητου σπιτιού» βασίζεται στη βάση δεδομένων NoSQL Riak ή στη βάση δεδομένων Akumuli, όπου αποθηκεύονται χρονοσειρές αναγνώσεων. Η λήψη και η έκδοση δεδομένων γίνεται στην πλατφόρμα Erlang/OTP, σας επιτρέπει να αναπτύξετε τη βάση δεδομένων σε πολλούς κόμβους. Πάνω από αυτό αναπτύσσεται ένα πρόγραμμα για εφαρμογές για κινητές συσκευές και μια διεπαφή ιστού για την ενημέρωση του πελάτη μέσω Διαδικτύου και τηλεφώνου, ενώ δίπλα υπάρχει ένα πρόγραμμα για ανάλυση δεδομένων και έλεγχο συμπεριφοράς. Μπορείτε να συνδέσετε οποιαδήποτε ανάλυση χρονοσειρών εδώ, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που βασίζονται σε νευρωνικά δίκτυα. Έτσι, όλος ο έλεγχος στα συστήματα «ευαίσθητου σπιτιού» τοποθετείται σε ξεχωριστό επίπεδο διαχείρισης. Η πρόσβαση σε αυτό παρέχεται μέσω του προσωπικού σας λογαριασμού στην υπηρεσία cloud.
Το Erlang παρέχει όλα τα πλεονεκτήματα μιας λειτουργικής προσέγγισης. Διαθέτει μηχανισμούς για κατανεμημένη λειτουργία και ο ευκολότερος τρόπος για να φτιάξετε ένα παράλληλο κατανεμημένο πρόγραμμα είναι να χρησιμοποιήσετε το Erlang. Η αρχιτεκτονική μας περιέχει «δευτερεύοντες αισθητήρες» λογισμικού· μπορεί να υπάρχουν αρκετοί από αυτούς ανά φυσικό αισθητήρα και αν υπολογίζουμε σε δεκάδες χιλιάδες πελάτες με δεκάδες συσκευές, θα πρέπει να επεξεργαστούμε μια τεράστια ροή δεδομένων. Χρειάζονται ελαφριές διαδικασίες που μπορούν να ξεκινήσουν σε τεράστιους αριθμούς. Το Erlang σάς επιτρέπει να εκτελείτε δεκάδες χιλιάδες διεργασίες σε έναν μόνο πυρήνα· αυτό το σύστημα κλιμακώνεται καλά.
(Σεργκέι Αμπράμοφ, Αντεπιστέλλον Μέλος της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών)
Σύμφωνα με τον προγραμματιστή, η Erlang είναι εύκολο να οργανώσει μια ποικιλόμορφη ομάδα προγραμματιστών, στην οποία μαθητές και διαφωτιστές δημιουργούν ένα σύστημα. Μεμονωμένα τμήματα του συστήματος λογισμικού συντρίβονται με ένα σφάλμα, αλλά ολόκληρο το σύστημα συνεχίζει να λειτουργεί, γεγονός που σας επιτρέπει να διορθώνετε λανθασμένες περιοχές εν κινήσει.
Το σύστημα «ευαίσθητου σπιτιού» χρησιμοποιεί όλες τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούσε το IPS RAS για τον έλεγχο υπερυπολογιστών. Αυτό περιλαμβάνει ηλεκτρονικούς αισθητήρες, συστήματα παρακολούθησης και τηλεχειρισμού. Επί του παρόντος, το ευαίσθητο πρόγραμμα λειτουργεί με τους δικούς του αισθητήρες και μπορεί να συνδεθεί με βρόχους πυροσβεστικής υπηρεσίας, αλλά υπάρχει ένα σχέδιο συλλογής δεδομένων από τους αισθητήρες οποιωνδήποτε «έξυπνων σπιτιών».
Το "Sensitive Home" είναι ενδιαφέρον γιατί σύνθετες έξυπνες λύσεις για την πόλη, τη γειτονιά και το σπίτι έρχονται στο προσκήνιο. Αυτό που είναι ενδιαφέρον εδώ δεν είναι η κατασκευή ενός υπερυπολογιστή, αλλά η κατασκευή ενός συμπλέγματος κοινωνικών υπολογιστών, εισάγοντας έναν υπερυπολογιστή στην καθημερινή ζωή, έτσι ώστε η μηχανή να αλλάξει τις ζωές των ανθρώπων.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., ανώτερη λέκτορας στο Πανεπιστήμιο Sechenov)
Μέχρι την άνοιξη του 2020, οι προγραμματιστές θα προετοιμάσουν ένα βασικό σύνολο προγραμμάτων και εξοπλισμού για τη συναρμολόγηση συστημάτων διαφόρων μεγεθών σε κτίρια και διαμερίσματα. Υπόσχονται ότι το αποτέλεσμα θα είναι εύκολο στη ρύθμιση, όχι πιο περίπλοκο από μια ηλεκτρική σκούπα ρομπότ. Το βασικό κιτ θα υποστηρίξει κάθε εποπτευόμενο εξοπλισμό: λέβητες θέρμανσης, θερμοσίφωνες, ψυγεία, αντλίες νερού και σηπτικές δεξαμενές. Στη συνέχεια θα είναι η σειρά των πωλήσεων μικρής κλίμακας, μετά η παραγωγή fabless, η προσθήκη νέων αισθητήρων και μονάδων. Και στο μέλλον, όλα τα είδη διαφοροποίησης και προσαρμογής είναι δυνατά - μια ευαίσθητη φάρμα, ένα ευαίσθητο νοσοκομείο, ένα ευαίσθητο πλοίο, ακόμη και μια πολύ ευαίσθητη δεξαμενή.
Κείμενο:
Πορτρέτο:
Πηγή: www.habr.com