Au cours de la dernière semaine de novembre, le Forum national des supercalculateurs s'est tenu à Pereslavl-Zalessky. Pendant trois jours, les gens ont raconté et montré comment se déroule le développement des superordinateurs en Russie et comment les technologies testées sur les superordinateurs sont transformées en marchandises.
Sergueï Abramov, membre correspondant de l'Académie russe des sciences, a parlé du projet « Maison sensible » (27 novembre). Développant le concept de « maison intelligente », il suggère d’observer les équipements domestiques, de créer et de mémoriser des modèles de comportement, d’apprendre de ses erreurs et de prédire à l’avance son état et ses problèmes.
L’Institut des systèmes logiciels de l’Académie des sciences de Russie, sous la direction de Sergueï Abramov, a commencé à créer des « maisons sensibles » en 2014, lorsque la réforme de l’Académie des sciences a nécessité la mise sur le marché commercial de projets académiques. À cette époque, l'IPS RAS avait connu de bons développements dans les réseaux de capteurs et le contrôle des équipements, et développait les technologies cloud et l'apprentissage automatique.
Selon Sergueï Abramov, les bâtiments résidentiels et industriels regorgent d'équipements dont dépendent le bien-être de la maison et le travail silencieux des personnes. Bien que cet équipement « intelligent » se transforme en « maison intelligente », il ne dispose pas de contrôle automatique. Les propriétaires ne connaissent pas l’état des appareils et ne peuvent pas les surveiller facilement. Il ne reste plus qu'à entretenir manuellement l'ensemble de l'infrastructure, tel un immense Tamagotchi, en vérifiant et en ajustant régulièrement les machines.
La maison intelligente fonctionne-t-elle correctement ? Ou est-il temps d'intervenir ? Y aura-t-il bientôt un accident ? Aucune « maison intelligente » à elle seule ne résout ce problème ; pour répondre à ces questions, une supervision et une analyse automatiques sont nécessaires. Par conséquent, le système informatique créé à l'Institut collecte des statistiques à partir de capteurs, construit des modèles de comportement des machines domestiques et apprend à reconnaître ces modèles. En distinguant les comportements normaux des comportements problématiques et en détectant les fonctionnements anormaux, l’intelligence artificielle alertera à temps le propriétaire d’une menace potentielle.
Une « maison sensible » est une « maison intelligente », à laquelle s'ajoutent la sensibilité, la capacité d'auto-apprentissage, la capacité d'accumuler un modèle de comportement correct, la capacité de prédire et de réagir.
(Sergey Abramov, membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie)
Nous sommes habitués à la façon dont une « maison intelligente » maintient ses paramètres : température et éclairage réglés, humidité de l'air constante, tension secteur stable. Une « maison intelligente » peut fonctionner selon un script en fonction de l’heure de la journée ou d’un événement (par exemple, elle fermera un robinet de gaz sur commande d’un analyseur de gaz). « Sensitive Home » passe à l'étape suivante : analyse les données sensorielles et construit de nouveaux scénarios de classification : tout se passe comme avant ou il y a des surprises. Il réagit aux changements de l'environnement extérieur et prédit d'éventuelles pannes, devinant les anomalies dans les actions simultanées de différents appareils. « Sensitive House » surveille les résultats de son travail, avertit des problèmes et modifie le scénario, donne des conseils au propriétaire et lui permet d'éteindre les appareils défectueux.
Nous résolvons le problème du comportement atypique des équipements.
(Sergey Abramov, membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie)
Le système proposé repose sur un réseau de capteurs qui fournit des mesures temporelles. Par exemple, une chaudière diesel s'allume et chauffe l'eau de temps en temps, une pompe de circulation fait circuler l'eau chaude dans les tuyaux de chauffage et des capteurs primaires signalent la façon dont ces appareils consomment de l'électricité. Sur la base d'une série de lectures, le capteur secondaire (programme) les compare au profil normal et diagnostique les pannes. Le capteur tertiaire (programme) reçoit la température de l'air extérieur et prédit le fonctionnement futur du système, évalue sa charge et son efficacité - le rapport entre le chauffage de la chaudière et la météo. Peut-être que les fenêtres sont ouvertes et que la chaudière chauffe la rue, ou peut-être que l’efficacité a baissé et qu’il est temps d’effectuer des réparations préventives. A partir de la dérive des paramètres dérivés, on peut prédire à quel moment ils dépasseront la norme.
En évaluant les lectures simultanées des capteurs, la « maison sensible » est capable de constater que la pompe à eau ne s'arrête pas car elle rejette de l'eau dans le puits (par une vanne défectueuse) ou directement sur le sol (par un éclatement). tuyau). Le diagnostic sera encore plus fiable si les détecteurs de mouvement sont silencieux et si la pompe pompe de l'eau dans une maison vide.
Les réseaux de capteurs se retrouvent également dans les maisons intelligentes. L'infrastructure cloud est également disponible dans les maisons intelligentes. Mais ce que les « maisons intelligentes » n’ont pas, c’est l’intelligence artificielle, l’apprentissage automatique, l’accumulation de modèles de comportement correct, la classification et la prévision.
(Sergey Abramov, membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie)
La partie cloud de la « maison sensible » est basée sur la base de données NoSQL Riak ou la base de données Akumuli, où sont stockées les séries chronologiques de relevés. La réception et l'émission des données se font sur la plateforme Erlang/OTP, elle permet de déployer la base de données sur de nombreux nœuds. Un programme d'applications mobiles et une interface Web sont déployés au-dessus pour informer le client via Internet et par téléphone, et à côté se trouve un programme d'analyse des données et de contrôle comportemental. Vous pouvez connecter ici n'importe quelle analyse de séries chronologiques, y compris celles basées sur des réseaux de neurones. Ainsi, tout le contrôle sur les systèmes « maison sensible » est placé dans une couche de gestion distincte. L'accès à celui-ci est fourni via votre compte personnel dans le service cloud.
Erlang offre tous les avantages d’une approche fonctionnelle. Il dispose de mécanismes pour un fonctionnement distribué, et le moyen le plus simple de créer un programme distribué parallèle est d'utiliser Erlang. Notre architecture contient des « capteurs secondaires » logiciels ; il peut y en avoir plusieurs par capteur physique, et si l'on compte sur des dizaines de milliers de clients avec des dizaines d'appareils, nous devrons traiter un énorme flux de données. Ils ont besoin de processus légers qui peuvent être lancés en grand nombre. Erlang vous permet d'exécuter des dizaines de milliers de processus sur un seul cœur ; ce système est bien évolutif.
(Sergey Abramov, membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie)
Selon le développeur, Erlang est facile à organiser une équipe diversifiée de programmeurs, dans laquelle étudiants et sommités créent un seul système. Des fragments individuels du système logiciel se bloquent avec une erreur, mais l'ensemble du système continue de fonctionner, ce qui vous permet de corriger les zones erronées à la volée.
Le système « maison sensible » utilise toutes les technologies utilisées par IPS RAS pour contrôler les supercalculateurs. Cela comprend des capteurs électroniques, des systèmes de surveillance et de contrôle à distance. Actuellement, le programme sensible fonctionne sur ses propres capteurs et peut se connecter aux boucles des pompiers, mais il est prévu de collecter des données à partir des capteurs de toutes les « maisons intelligentes ».
« Sensitive Home » est intéressant car des solutions intelligentes complexes pour la ville, le quartier et la maison arrivent au premier plan. Ce qui est intéressant ici n’est pas de construire un superordinateur, mais de construire un complexe social-informatique, en introduisant un superordinateur dans la vie quotidienne, afin que la machine change la vie des gens.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., maître de conférences à l'Université Sechenov)
D'ici le printemps 2020, les développeurs prépareront un ensemble de programmes et d'équipements de base pour assembler des systèmes de différentes tailles dans des bâtiments et des appartements. Ils promettent que le résultat sera facile à mettre en place, pas plus compliqué qu'un robot aspirateur. Le kit de base prendra en charge tout équipement supervisé : chaudières de chauffage, chauffe-eau, réfrigérateurs, pompes à eau et fosses septiques. Ce sera ensuite le tour des ventes à petite échelle, puis de la production sans usine, de l'ajout de nouveaux capteurs et modules. Et à l’avenir, toutes sortes de diversification et d’adaptation seront possibles : une ferme sensible, un hôpital sensible, un navire sensible et même un réservoir très sensible.
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Source: habr.com