Na última semana de novembro, celebrouse o Foro Nacional de Supercomputadoras en Pereslavl-Zalessky. Durante tres días, a xente contou e mostrou como van as cousas co desenvolvemento das supercomputadoras en Rusia e como as tecnoloxías probadas en supercomputadoras se converten en bens.
O membro correspondente da Academia Rusa de Ciencias Sergei Abramov falou sobre o proxecto "Casa Sensible" (27 de novembro). Desenvolvendo o concepto de "casa intelixente", suxire observar o equipamento doméstico, construír e lembrar patróns do seu comportamento, aprender dos seus erros e prever con antelación o seu estado e problemas.
O Instituto de Sistemas de Software da Academia Rusa de Ciencias, baixo o liderado de Sergei Abramov, comezou a crear "casas sensibles" en 2014, cando a reforma da Academia de Ciencias requiriu levar proxectos académicos ao mercado comercial. Nese momento, o IPS RAS tiña bos desenvolvementos en redes de sensores e control de equipos, e estaba a desenvolver tecnoloxías na nube e aprendizaxe automática.
Segundo Sergei Abramov, os edificios residenciais e industriais están cheos de equipos dos que depende o benestar da casa e o traballo tranquilo das persoas. Aínda que este equipo "intelixente" se converte nunha "casa intelixente", non ten control automático. Os propietarios descoñecen o estado dos dispositivos e non poden supervisalos convenientemente. Todo o que queda é coidar manualmente toda a infraestrutura, como un enorme Tamagotchi, revisando e axustando regularmente as máquinas.
A casa intelixente funciona correctamente? Ou é hora de intervir? Haberá un accidente en breve? Por si só, ningunha "casa intelixente" resolve este problema; para responder a estas preguntas, é necesaria unha supervisión e análise automáticas. Por iso, o sistema informático creado no Instituto recolle estatísticas de sensores, constrúe patróns de comportamento das máquinas domésticas e aprende a recoñecer estes patróns. Ao distinguir o comportamento normal do comportamento problemático e detectar un funcionamento anormal, a intelixencia artificial alertará ao propietario a tempo dunha posible ameaza.
Un "fogar sensible" é un "fogar intelixente", ao que se lle engade a sensibilidade, a capacidade de autoaprendizaxe, a capacidade de acumular un patrón de comportamento correcto, a capacidade de predicir e reaccionar.
(Sergey Abramov, membro correspondente da Academia Rusa de Ciencias)
Estamos afeitos á forma en que unha "casa intelixente" mantén os seus parámetros: temperatura e iluminación establecidas, humidade do aire constante, tensión de rede estable. Unha "casa intelixente" pode funcionar segundo un guión en función da hora do día ou do evento (por exemplo, pechará unha billa de gas cun comando dun analizador de gas). "Sensitive Home" dá o seguinte paso: analiza os datos sensoriais e constrúe novos escenarios para a clasificación: todo vai como antes ou hai sorpresas. Reacciona aos cambios no ambiente externo e prevé posibles fallos, adiviñando anomalías nas accións simultáneas de diferentes dispositivos. "Sensitive House" supervisa os resultados do seu traballo, advirte de problemas e cambia o escenario, dándolle pistas ao propietario e permitindo que este apague os electrodomésticos avariados.
Resolvemos o problema do comportamento atípico dos equipos.
(Sergey Abramov, membro correspondente da Academia Rusa de Ciencias)
O sistema proposto depende dunha rede de sensores que proporciona medicións baseadas no tempo. Por exemplo, unha caldeira de diésel acende ocasionalmente e quenta a auga, unha bomba de circulación conduce a auga quente a través dos tubos de calefacción e os sensores primarios informan de como estes dispositivos consomen electricidade. A partir dunha serie de lecturas, o sensor secundario (programa) compáraas co perfil normal e diagnostica fallos. O sensor terciario (programa) recibe a temperatura do aire exterior e prevé o funcionamento futuro do sistema, avalía a súa carga e eficiencia: como se relaciona a calefacción da caldeira e o clima. Quizais as fiestras estean abertas e a caldeira quenta a rúa, ou quizais a eficiencia baixou e é hora de reparacións preventivas. En base á deriva dos parámetros derivados, pódese predecir en que momento irán máis aló da norma.
Ao avaliar as lecturas simultáneas dos sensores, a "casa sensible" pode notar que a bomba de auga non se apaga porque está a verter auga de novo no pozo (a través dunha válvula defectuosa) ou directamente no chan (a través dunha explosión). tubo). O diagnóstico será aínda máis fiable se os sensores de movemento están en silencio e a bomba bombea auga a unha casa baleira.
As redes de sensores tamén se atopan nos fogares intelixentes. A infraestrutura na nube tamén está dispoñible en casas intelixentes. Pero o que non teñen as “casas intelixentes” é a intelixencia artificial, a aprendizaxe automática, a acumulación de patróns de comportamento correcto, a clasificación e a previsión.
(Sergey Abramov, membro correspondente da Academia Rusa de Ciencias)
A parte da nube da "casa sensible" baséase na base de datos NoSQL Riak ou na base de datos Akumuli, onde se almacenan series temporais de lecturas. A recepción e emisión de datos realízase na plataforma Erlang/OTP, permítelle implantar a base de datos en moitos nodos. Enriba del está implantado un programa para aplicacións móbiles e unha interface web para informar ao cliente a través de Internet e teléfono, e ao seu carón hai un programa de análise de datos e control do comportamento. Podes conectar aquí calquera análise de series temporais, incluídas as baseadas en redes neuronais. Así, todo o control sobre os sistemas de "casa sensible" colócase nunha capa de xestión separada. O acceso a el ofrécese a través da túa conta persoal no servizo na nube.
Erlang ofrece todos os beneficios dun enfoque funcional. Ten mecanismos para o funcionamento distribuído, e a forma máis sinxela de facer un programa distribuído en paralelo é usar Erlang. A nosa arquitectura contén "sensores secundarios" de software; pode haber varios deles por sensor físico, e se contamos con decenas de miles de clientes con ducias de dispositivos, teremos que procesar un enorme fluxo de datos. Necesitan procesos lixeiros que se poidan lanzar en grandes cantidades. Erlang permítelle executar decenas de miles de procesos nun só núcleo; este sistema escala ben.
(Sergey Abramov, membro correspondente da Academia Rusa de Ciencias)
Segundo o programador, Erlang é fácil de organizar un equipo diverso de programadores, no que estudantes e luminarias crean un sistema. Fragmentos individuais do sistema de software fallan cun erro, pero todo o sistema segue funcionando, o que lle permite corrixir áreas erróneas sobre a marcha.
O sistema de "casa sensible" utiliza todas as tecnoloxías que utilizou IPS RAS para controlar as supercomputadoras. Isto inclúe sensores electrónicos, sistemas de monitorización e control remoto. Actualmente, o programa sensible funciona cos seus propios sensores e pode conectarse aos bucles do departamento de bombeiros, pero hai un plan para recoller datos dos sensores de calquera "casa intelixente".
"Sensitive Home" é interesante porque as solucións intelixentes complexas para a cidade, o barrio e o fogar están pasando á primeira liña. O interesante aquí non é construír un supercomputador, senón construír un complexo informático social, introducindo un supercomputador na vida cotiá, para que a máquina cambie a vida das persoas.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., profesora titular da Universidade Sechenov)
Para a primavera de 2020, os desenvolvedores prepararán un conxunto básico de programas e equipos para montar sistemas de varios tamaños en edificios e apartamentos. Prometen que o resultado será fácil de configurar, non máis complicado que un robot aspirador. O kit básico admitirá calquera equipamento supervisado: caldeiras de calefacción, quentadores de auga, frigoríficos, bombas de auga e fosas sépticas. Despois será a quenda das vendas a pequena escala, despois a produción sen fábulas, a incorporación de novos sensores e módulos. E no futuro, todo tipo de diversificación e adaptación son posibles: unha granxa sensible, un hospital sensible, un barco sensible e ata un tanque moi sensible.
Texto:
Retrato:
Fonte: www.habr.com