La última semana de noviembre se celebró en Pereslavl-Zalessky el Foro Nacional de Supercomputadoras. Durante tres días se contó y mostró cómo va el desarrollo de los superordenadores en Rusia y cómo las tecnologías probadas en los superordenadores se transforman en bienes.
El miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia, Sergei Abramov, habló sobre el proyecto "Casa Sensible" (27 de noviembre). Al desarrollar el concepto de “hogar inteligente”, sugiere observar el equipamiento del hogar, construir y recordar patrones de comportamiento, aprender de sus errores y predecir de antemano su estado y problemas.
El Instituto de Sistemas de Software de la Academia de Ciencias de Rusia, bajo el liderazgo de Sergei Abramov, comenzó a crear “casas sensibles” en 2014, cuando la reforma de la Academia de Ciencias exigía llevar proyectos académicos al mercado comercial. En ese momento, el IPS RAS tenía buenos avances en redes de sensores y control de equipos, y estaba desarrollando tecnologías en la nube y aprendizaje automático.
Según Serguéi Abramov, los edificios residenciales e industriales están llenos de equipamientos de los que depende el bienestar del hogar y el trabajo tranquilo de las personas. Aunque este equipo “inteligente” se convierte en una “casa inteligente”, no tiene control automático. Los propietarios no conocen el estado de los dispositivos y no pueden controlarlos cómodamente. Solo queda cuidar manualmente toda la infraestructura, como un enorme Tamagotchi, revisando y ajustando periódicamente las máquinas.
¿La casa inteligente funciona correctamente? ¿O es hora de intervenir? ¿Habrá un accidente pronto? Ninguna “casa inteligente” por sí sola resuelve este problema; para responder a estas preguntas se necesita supervisión y análisis automáticos. Por lo tanto, el sistema informático creado en el Instituto recopila estadísticas a partir de sensores, construye patrones de comportamiento de los aparatos domésticos y aprende a reconocerlos. Al distinguir el comportamiento normal del comportamiento problemático y detectar un funcionamiento anormal, la inteligencia artificial alertará a tiempo al propietario sobre una amenaza potencial.
Una “hogar sensible” es una “casa inteligente”, a la que se ha añadido la sensibilidad, la capacidad de autoaprendizaje, la capacidad de acumular un patrón de comportamiento correcto, la capacidad de predecir y reaccionar.
(Sergey Abramov, miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia)
Estamos acostumbrados a cómo una “casa inteligente” mantiene sus parámetros: temperatura e iluminación establecidas, humedad del aire constante, voltaje de red estable. Una “casa inteligente” puede funcionar según un guión dependiendo de la hora del día o del evento (por ejemplo, cerrará un grifo de gas ante una orden de un analizador de gas). “Sensitive Home” da el siguiente paso: analiza datos sensoriales y construye nuevos escenarios para la clasificación: todo va como antes o hay sorpresas. Reacciona a cambios en el entorno externo y predice posibles fallas, adivinando anomalías en las acciones simultáneas de diferentes dispositivos. "Sensitive House" supervisa los resultados de su trabajo, advierte de problemas y cambia el escenario, dando consejos al propietario y permitiéndole apagar los aparatos defectuosos.
Solucionamos el problema del comportamiento atípico de los equipos.
(Sergey Abramov, miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia)
El sistema propuesto se basa en una red de sensores que proporciona mediciones basadas en el tiempo. Por ejemplo, una caldera diésel se enciende ocasionalmente y calienta el agua, una bomba de circulación impulsa agua caliente a través de tuberías de calefacción y los sensores primarios informan cómo estos dispositivos consumen electricidad. A partir de una serie de lecturas, el sensor secundario (programa) las compara con el perfil normal y diagnostica fallas. El sensor terciario (programa) recibe la temperatura del aire exterior y predice el funcionamiento futuro del sistema, evalúa su carga y eficiencia, cómo se relaciona el calentamiento de la caldera y el clima. Tal vez las ventanas estén abiertas y la caldera esté calentando la calle, o tal vez la eficiencia haya disminuido y sea hora de realizar reparaciones preventivas. A partir de la deriva de los parámetros derivados, se puede predecir en qué momento irán más allá de la norma.
Al evaluar las lecturas simultáneas de los sensores, la “casa sensible” es capaz de notar que la bomba de agua no se apaga porque está vertiendo agua nuevamente al pozo (a través de una válvula defectuosa) o directamente al piso (a través de una explosión). tubo). El diagnóstico será aún más fiable si los sensores de movimiento están en silencio y la bomba bombea agua a una casa vacía.
Las redes de sensores también se encuentran en los hogares inteligentes. La infraestructura de la nube también está disponible en los hogares inteligentes. Pero lo que no tienen las “casas inteligentes” es inteligencia artificial, aprendizaje automático, acumulación de patrones de comportamiento correcto, clasificación y previsión.
(Sergey Abramov, miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia)
La parte de la nube de la "casa sensible" se basa en la base de datos NoSQL Riak o la base de datos Akumuli, donde se almacenan series temporales de lecturas. La recepción y emisión de datos se realiza en la plataforma Erlang/OTP, lo que le permite implementar la base de datos en muchos nodos. Sobre él se despliega un programa para aplicaciones móviles y una interfaz web para informar al cliente a través de Internet y por teléfono, y junto a él hay un programa para análisis de datos y control de comportamiento. Puede conectar aquí cualquier análisis de series temporales, incluidos los basados en redes neuronales. Por lo tanto, todo el control sobre los sistemas "domésticos sensibles" se coloca en una capa de gestión separada. El acceso a él se proporciona a través de su cuenta personal en el servicio en la nube.
Erlang ofrece todos los beneficios de un enfoque funcional. Tiene mecanismos para operación distribuida y la forma más sencilla de crear un programa distribuido paralelo es utilizar Erlang. Nuestra arquitectura contiene “sensores secundarios” de software, puede haber varios por sensor físico, y si contamos con decenas de miles de clientes con decenas de dispositivos, tendremos que procesar un enorme flujo de datos. Necesitan procesos ligeros que puedan lanzarse en grandes cantidades. Erlang le permite ejecutar decenas de miles de procesos en un solo núcleo; este sistema se escala bien.
(Sergey Abramov, miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia)
Según el desarrollador, en Erlang es fácil organizar un equipo diverso de programadores, en el que estudiantes y luminarias crean un sistema. Los fragmentos individuales del sistema de software fallan con un error, pero todo el sistema continúa funcionando, lo que le permite corregir áreas erróneas sobre la marcha.
El sistema "hogar sensible" utiliza todas las tecnologías que IPS RAS utilizó para controlar las supercomputadoras. Esto incluye sensores electrónicos, sistemas de monitoreo y control remoto. Actualmente, el sensible programa se ejecuta con sus propios sensores y puede conectarse a los circuitos del departamento de bomberos, pero existe un plan para recopilar datos de los sensores de cualquier "hogar inteligente".
“Sensitive Home” es interesante porque están pasando a primer plano soluciones inteligentes complejas para la ciudad, el barrio y el hogar. Lo interesante aquí no es construir una supercomputadora, sino construir un complejo social-computador, introduciendo una supercomputadora en la vida cotidiana, de modo que la máquina cambie la vida de las personas.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., profesora titular de la Universidad Sechenov)
Para la primavera de 2020, los desarrolladores prepararán un conjunto básico de programas y equipos para ensamblar sistemas de varios tamaños en edificios y apartamentos. Prometen que el resultado será fácil de configurar, no más complicado que un robot aspirador. El kit básico soportará cualquier equipo supervisado: calderas de calefacción, calentadores de agua, refrigeradores, bombas de agua y fosas sépticas. Luego será el turno de las ventas a pequeña escala, luego de la producción sin fábrica y de la incorporación de nuevos sensores y módulos. Y en el futuro, todo tipo de diversificación y adaptación es posible: una granja sensible, un hospital sensible, un barco sensible e incluso un tanque muy sensible.
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Fuente: habr.com