ハードウェアのスタートアップにソフトウェア ハッカソンが必要な理由は何ですか?

昨年 20 月、私たちは他の XNUMX つのスコルコボ企業とともに独自のスタートアップハッカソンを開催しました。 企業スポンサーや外部からの支援は一切受けず、プログラミング コミュニティの努力により、ロシアの XNUMX 都市から XNUMX 名の参加者を集めました。 以下に、私たちがどのように成功したか、その過程で遭遇した落とし穴、そしてなぜすぐに勝利チームの XNUMX つと協力し始めたのかについて説明します。

トラック「Wet Hair」のファイナリストの Watts Battery モジュールを制御するアプリケーションのインターフェイス

会社

私たちの会社 Watts Battery はモジュール式ポータブル発電所を開発しています。 この製品は46x36x11cmのポータブル発電所で、1,5時間あたり15～XNUMXキロワットの電力を供給できます。 このようなモジュール XNUMX つで、小さなカントリーハウスの XNUMX 日間分のエネルギー消費量を賄うことができます。

昨年から量産サンプルの出荷を開始しましたが、どう見ても Watts Battery は新興企業です。 同社は 2016 年に設立され、同年からスコルコボのエネルギー効率化技術クラスターの一員となっています。現在、従業員は 15 名で、いつかやりたいと考えている膨大な未処理の作業が残っていますが、今のところはありません。そのための時間です。

これには純粋にソフトウェア タスクも含まれます。 なぜ？

モジュールの主なタスクは、最適なコストで中断のないバランスの取れたエネルギー供給を提供することです。 制御不能な理由により停電が発生した場合は、停電の間必要なネットワーク負荷に完全に電力を供給できるように、常に予備を用意しておく必要があります。 電力供給が良好な場合は、太陽エネルギーを使用してコストを節約できます。

最も簡単なオプションは、日中に太陽光でバッテリーを充電し、夕方に使用することですが、停電の場合に電気がない状態にならないように、必要なレベルに正確に充電することです。 そのため、夜間ずっとバッテリーから照明の電源を供給していたのに（安いから）、夜になると電気が消えて冷蔵庫の霜が解けてしまった、という状況に陥ることはありません。

人間が必要な電力量を高い精度で予測できることはほとんどありませんが、予測モデルを備えたシステムならそれが可能であることは明らかです。 したがって、機械学習自体が私たちの優先分野の XNUMX つです。 ただ、私たちは現在ハードウェア開発に集中しており、これらのタスクに十分なリソースを割り当てることができないため、スタートアップ ハッカソンに参加することになりました。

準備、データ、インフラストラクチャ

その結果、私たちはデータ分析と管理システムの XNUMX つの方針を採用しました。 私たちのものに加えて、同僚からのトラックがさらに XNUMX 曲ありました。

ハッカソンの形式は決まっていませんが、難しそうで面白そうなことを参加者がやってポイントをもらうというポイント制で、「自分たちらしい雰囲気」を作ろうと考えていました。 たくさんのタスクがありました。 しかし、私たちがハッカソンの構造を構築する際に、他の主催者からすべてを共通の形式にするよう求められ、私たちはそれを実行しました。

そして、次のスキームにたどり着きました。彼らはデータに基づいてモデルを作成し、その後、モデルがこれまで見たことのないデータを受け取り、学習して予測を開始します。 これらすべてを 48 時間で完了できると想定されていましたが、私たちにとってこれはデータに関する初めてのハッカソンであり、時間リソースやデータの準備の程度を過大評価していた可能性があります。 機械学習に特化したハッカソンでは、このようなタイムラインが一般的ですが、私たちの場合はそうではありませんでした。

私たちはモジュールのソフトウェアとハ​​ードウェアを可能な限りアンロードし、開発者なら誰でもサポートできる非常にシンプルでわかりやすい内部インターフェイスを備えた、ハッカソン専用のバージョンのデバイスを作成しました。

制御システムに基づくトラックの場合、モバイル アプリケーションを作成するオプションがありました。 参加者がどのように見えるべきかについて頭を悩ませて余分な時間を無駄にしないように、私たちはアプリケーションの設計レイアウトを超軽量に提供し、必要な人が必要な機能をその上に簡単に「拡張」できるようにしました。 。 正直に言うと、ここで道徳的なジレンマが生じるとは予想していませんでしたが、チームの XNUMX つが、私たちが空想を制限しているように受け止め、テストではなく、既製のソリューションを無料で入手したかったのです。実際には。 そして彼らは出発した。

別のチームは、まったく異なるアプリケーションを最初から作成することを選択し、すべてがうまくいきました。 私たちはアプリケーションがこれと全く同じであることを主張したわけではなく、ソリューションの技術レベルを示すいくつかの要素 (グラフ、分析など) をアプリケーションに含める必要があるだけでした。 完成したデザインレイアウトもヒントになりました。

ハッカソンでライブ Watts Battery モジュールを分析するには時間がかかりすぎるため、クライアントの実際のモジュールから取得した XNUMX か月分の既製のデータ スライスを参加者に提供しました (事前に慎重に匿名化しました)。 XNUMX 月だったので、分析に季節の変化を組み込むものは何もありませんでした。 しかし将来的には、季節や気候の特徴などの外部データを追加する予定です (現在、これは業界標準です)。

私たちは参加者に非現実的な期待を与えたくなかったので、ハッカソンの発表で直接こう言いました。作業は現場での作業に可能な限り近いものになります。つまり、誰も特別に準備したわけではない、ノイズの多い汚いデータです。 しかし、これには良い面もありました。アジャイルの精神に基づいて、私たちは参加者と常に連絡を取り合い、タスクや入場条件を即座に変更しました (詳細は下記を参照)。

さらに、参加者に Amazon AWS へのアクセスを許可しました (非常に積極的に Amazon が XNUMX つのリージョンをブロックしたため、それについてどうするかを考えます)。 そこでは、モノのインターネット用のインフラストラクチャを展開し、単純な Amazon テンプレートに基づいて、本格的なソリューションを XNUMX 日以内に作成できます。 しかし最終的には、誰もが自分の道を歩み、すべてを自分で最大限に実行しました。 同時に、制限時間を守ることができた人もいれば、間に合わなかった人もいます。 あるチーム、Nubble は Yandex.cloud を使用し、誰かがホスティングでそれを上げました。 ドメインを与える準備もできていました（登録済みです）が、役に立ちませんでした。

分析トラックの勝者を決定するために、結果を比較することを計画し、その結果について数値指標を準備しました。 しかし、さまざまな理由でXNUMX人の参加者のうちXNUMX人が決勝に到達できなかったため、最終的にはこれを行う必要はありませんでした。

家庭インフラに関しては、スコルコボ テクノパークが、プレゼンテーション用のビデオ ウォールを備えた居心地の良いモジュール式の部屋の XNUMX つと、レクリエーション エリアとケータリングの手配用の小さな部屋を XNUMX つ (無料で) 提供してくれました。

分析論

タスク: 制御データに基づいて消費およびモジュール動作の異常を識別する自己学習システム。 参加者が利用可能なデータに基づいて何ができるかを一緒に考えられるように、意図的にできるだけ一般的な表現にしました。

特異性: 500 つのトラックのうち、より複雑なトラック。 産業データには、クローズド システム (デジタル マーケティングなど) のデータとはいくつかの違いがあります。 ここでは、分析しようとしているパラメータの物理的性質を理解する必要があります。すべてを抽象的な数列として見ることは機能しません。 たとえば、3,5 日を通しての電力消費量の分布です。 平日は午前中に電気カミソリのスイッチを入れ、週末にはミキサーのスイッチを入れるという儀式のようなものです。 次に、異常そのものの本質。 また、ワッツ バッテリーは個人使用を目的としているため、各クライアントには独自の習慣があり、XNUMX つの汎用モデルでは機能しないことを忘れないでください。 データ内の既知の異常を見つけることは簡単な作業ではありませんが、ラベルのない異常を自律的に検索するシステムを作成することは別の問題です。 結局のところ、潜伏性の人的要因を含め、あらゆるものが異常となる可能性があります。 たとえば、私たちのテストデータでは、システムがユーザーによって強制的にバッテリーモードになったケースがありました。 理由もなく、ユーザーがこれを行うことがあります (このユーザーは私たちのためにモジュールをテストしており、この理由からモードの手動制御にアクセスできることを留保します。他のユーザーの場合、制御は完全に自動です)。 容易に予想できることですが、このような状況ではバッテリーの放電が非常に活発になり、負荷が大きい場合は日が昇る前、または別のエネルギー源が現れる前に充電が終了してしまいます。 このような場合、システムの動作が通常の動作から逸脱していることを示す何らかの通知が表示されることが期待されます。 あるいは、その人がオーブンを消し忘れて立ち去った場合もあります。 システムは通常、この時間帯の消費電力が XNUMX ワットであることを認識しますが、今日の消費電力は XNUMX 千ワットであり、異常です。 飛行機に乗っていたデニス・マツーエフのように、「飛行機のエンジンのことは何も分かりませんが、飛行機に向かう途中でエンジンの音がいつもと違っていました。」

オープンソース ニューラル ネットワーク Yandex CatBoost の予測モデルのグラフ

企業が本当に必要としているものは何でしょうか？: デバイス内の自己診断システム、ネットワーク インフラストラクチャを使用しない場合を含む予測分析 (実践が示すように、すべてのクライアントが急いでバッテリーをインターネットに接続しているわけではありません。ほとんどの場合、すべてが確実に動作するだけで十分です)、その性質はまだわかっていない異常の特定、教師なしの自己学習システム、クラスタリング、ニューラルネットワーク、そして最新の分析手法のすべての武器。 正確に何が変わったのかは分からないとしても、システムが異なる動作をし始めたことを理解する必要があります。 ハカソン自体では、産業分析に足を踏み入れる準備ができている、またはすでに取り組んでいる人々がいて、彼らが自分の能力を適用するための新しい分野を探していることを確認することが非常に重要でした。 最初は応募者が多すぎて驚きました。やはり、これは非常に特殊な料理なのですが、徐々に参加者 XNUMX 人のうち XNUMX 人を除いて全員が脱落し、ある程度の状況は整いました。

なぜ現段階では実現不可能なのでしょうか？: データ マイニング タスクの主な問題は、データが足りないことです。 現在、世界中で数十台の Watts Battery デバイスが稼働していますが、その多くはネットワークに接続されていないため、データはまだそれほど多様ではありません。 私たちは XNUMX つの異常をかろうじてかき集めましたが、それらはプロトタイプで発生し、産業用ワット バッテリーは非常に安定して動作しました。 社内に機械学習エンジニアがいて、「はい、これはこのデータから絞り出すことができますが、より高品質の予測を取得したい」とわかっていたとしたら、それは一つの話になるでしょう。 しかし、この時点まで、私たちはこのデータに対して何もしていません。 さらに、これには参加者が当社の製品がどのように機能するかの詳細に深く没頭する必要があり、これには XNUMX 日半では十分ではありません。

どうやって決めたんですか？：彼らはすぐに正確な最終タスクを設定しませんでした。 その代わりに、48時間を通して、私たちは参加者と対話し、何が得られ、何が得られなかったのかを即座に見つけ出しました。 これに基づいて、妥協の精神でタスクが最終決定されました。

その結果、何が得られましたか?: トラックの勝者はデータをクリーンアップすることができました (同時に、一部のデータを問題の解決に使用しなかったため、私たち自身もこれまで気付かなかったいくつかのパラメーターを計算する「機能」を発見しました) 、ワットバッテリーモジュールの予想される動作からの逸脱を強調表示し、エネルギー消費を高精度で予測できる予測モデルを設定します。 はい、これは産業ソリューション開発の実現可能性段階にすぎません。その後、数週間にわたる骨の折れる技術作業が必要になりますが、ハッカソン中に直接作成されたこのプロトタイプでさえ、実際の産業ソリューションの基礎を形成できることはまれです。

主な結論: 私たちが持っているデータに基づいて、予測分析を設定することが可能であると想定していましたが、確認するためのリソースがありませんでした。 ハッカソンの参加者は私たちの仮説をテストして確認してくれました。私たちは今後もトラックの優勝者と協力してこの課題に取り組んでいきます。

オープンソース ニューラル ネットワーク Facebook Prophet の予測モデルのグラフ

今後へのアドバイス: タスクを作成するときは、制作ロードマップだけでなく、参加者の関心にも目を向ける必要があります。 私たちのハッカソンには賞金はありませんので、データサイエンティストの自然な好奇心と、誰もまだ何も示していない、または既存の結果よりも優れていることを示すことができる新しくて興味深い問題を解決したいという欲求に基づいています。 関心のある要素をすぐに考慮に入れれば、途中で焦点を変える必要はありません。

Управление

タスク: 個人アカウント、クラウドでのデータ ストレージ、ステータス監視を使用して、Watts Battery モジュールのネットワークを管理する (アプリケーション)。

特異性: このトラックでは、新しい技術的ソリューションを探していませんでした; もちろん、独自の消費者向けインターフェイスを持っています。 私たちがハッカソンに彼を選んだのは、システムの機能をデモンストレーションし、それに没頭し、コミュニティがスマート システムと代替エネルギーの開発というテーマに興味があるかどうかを確認するためでした。 モバイル アプリケーションはオプションとして位置づけており、ユーザーの判断で行うか行わないかが可能です。 しかし、私たちの意見では、これは人々が複数の異なるソースから一度にアクセスして、クラウド内のデータ ストレージをどのように整理できたかをよく示しています。

企業が本当に必要としているものは何でしょうか？: ビジネスのアイデアを考え出し、仮説をテストし、その実装のための実用的なツールを作成する開発者のコ​​ミュニティ。

なぜ現段階では実現不可能なのでしょうか？: このようなコミュニティを有機的に形成するには市場規模がまだ小さすぎます。

どうやって決めたんですか？：ハッカソンの一環として、私たちは、機能だけでなく、非常に特殊な製品を中心とした本格的なビジネス モデルを考え出すことが可能かどうかを確認するために、一種の物理的研究を実施しました。 さらに、プロトタイプを実装できる人がこれを行うには、結局のところ、ここで - 誰も怒らせたくないのですが - これは、Arduino で点滅する LED をプログラムするレベルではありません (ただし、これはイノベーションで実行できます)。ここでは、バックエンドおよびフロントエンド システムの開発、スケーラブルなモノのインターネット システムの構築原理の理解など、かなり特殊なスキルが必要です。

＊第２トラック優勝者によるスピーチ＊

その結果、何が得られましたか?: XNUMX つのチームが自分たちの仕事のための本格的なビジネス アイデアを提案しました。XNUMX つはロシア部門に重点を置き、もう XNUMX つは外国部門に重点を置きました。 つまり、フィナーレでは、彼らはどのようにしてアプリケーションを思いついたのかを語っただけでなく、本質的にワッツを中心にビジネスを行うようになったということです。 彼らは、いくつかのビジネスモデルにおけるワットの使用をどのように見ているかを概説し、統計を提供し、どの地域にどのような問題があるのか​​、どこでどのような法律が採用されているのかを示し、世界的な傾向を概説しました。ビットコインをマイニングするのは流行遅れで、キロワットをマイニングするのが流行です。 彼らは意図的に代替エネルギーに到達しました。私たちはそれがとても気に入りました。 これに加えて、参加者が実用的な技術ソリューションを作成できたという事実は、参加者が独立してスタートアップを立ち上げることができることを示唆しています。

主な結論: Watts Battery をビジネス モデルの基礎として採用し、それを開発し、会社のパートナー/仲間になる準備ができているチームがあります。 彼らの中には、ビジネスアイデアの MVP を特定し、最初にそれに取り組む方法を知っている人もいますが、これは今日の業界のどこにも欠けています。 人々は、いつ停止すべきか、早期ではあるものの機能しているソリューションをいつ市場にリリースすべきかを理解していません。 実際、ソリューションを磨き上げる段階は終了しないことがよくあり、技術的にはソリューションが合理的な複雑さの限界を超え、過負荷状態で市場に参入し、元のアイデアが何であったのか、顧客ターゲットが何なのか、ビジネス モデルが何なのかがもはや明確ではなくなります。含まれています。 誰かのために前の本に署名している間に別の本を書いたアクニンについてのジョークのように。 しかし、ここではそれが最も純粋な形で行われています。ここにチャート、ここにカウンター、ここにインジケーター、ここに予測があります。それだけで、実行するために他に何も必要ありません。 これを使って投資家のところに行き、お金を受け取って事業を始めることができます。 このバランスを見つけた人が勝者としてトラックから出てきました。

今後へのアドバイス: 次回のハッカソンで (計画中です) 今年のXNUMX月に）、ハードウェアを試してみるのは理にかなっているかもしれません。 当社は独自のハードウェア開発を行っており (Watts の利点の XNUMX つ)、すべての作業の生産とテストを完全に管理していますが、一部の「ハードウェア」仮説をテストするのに十分なリソースがありません。 システムおよび低レベルのプログラマやハードウェア開発者のコ​​ミュニティには、この点で私たちを助けてくれる人がいるかもしれませんし、将来的にはこの分野で私たちのパートナーになってくれるでしょう。

人

ハッカソンでは、このような開発を専門とする人ではなく、新しい分野に挑戦したい人（例えば、各種プログラミングスクールの卒業生など）を期待していました。 しかしそれでも、私たちはハッカソンの前に彼らが少しの準備作業をし、エネルギー消費が一般的にどのように予測されるか、そしてモノのインターネットシステムがどのように機能するかについて読んでくれるだろうと期待していました。 そのため、誰もが興味深いデータやタスクを探して楽しむためだけでなく、対象分野に予備的に没頭するためにも参加します。 私たちの側としては、このために利用可能なデータ、その説明、結果に対するより正確な要件を事前に公開し、API モジュールを公開するなどの必要があることを理解しています。

誰もがほぼ同じ技術レベルを持っており、プラスまたはマイナスで同じ能力を持っていました。 このような背景から、調和のレベルが最後の要素ではありませんでした。 多くのチームは、自分たちの作業領域を明確に分けることができなかったため、射撃をしませんでした。 XNUMX 人がすべての開発を担当し、残りのメンバーがプレゼンテーションの準備で忙しい場合もあれば、誰かがおそらく人生で初めて行うタスクを与えられた場合もありました。

参加者のほとんどは若者でしたが、その中に強力な機械学習エンジニアや開発者がいなかったわけではありません。 ほとんどがチームで参加しており、個人で参加する人はほとんどいませんでした。 誰もが勝利を夢見ており、将来仕事を見つけたいと考えている人もおり、約20％はすでに仕事を見つけており、この数字はさらに増えると思います。

ハードウェアマニアの数が足りませんでしたが、第 XNUMX 回ハッカソンで補いたいと思っています。

ハッカソンの進捗状況

上で書いたように、私たちはハッカソンの 48 時間のほとんどを参加者と一緒に過ごし、チェックポイントでの成功を監視しながら、最初の分析トラックを受け入れるためのタスクと条件を調整しようとしました。参加者は残り時間内で完成させることができ、一方で私たちにとっても興味深かったです。

タスクに対する最後の説明は、土曜日の午後、最終チェックポイント付近のどこかで行われました（決勝は日曜日の夕方に予定されていました）。 すべてをもう少し簡素化しました。新しいデータに基づいてモデルを再計算する要件を削除し、チームがすでに作業していたデータはそのまま残しました。 指標を比較しても何も得られなくなり、利用可能なデータに基づいて既製の結果がすでに得られ、XNUMX日目にはメンバーはすでに疲れていました。 したがって、私たちは彼らを拷問することを減らすことにしました。

しかし、参加者XNUMX人中XNUMX人が決勝に進めなかった。 XNUMX つのチームは開始時にすでに同僚のトラックに興味があることに気づいていましたが、もう XNUMX つのチームは決勝戦の直前に、処理プロセス中に事前に必要なデータを除外していたことに気づき、自分たちの作品を発表することを拒否しました。

「21（Wet Hair Effect）」チームは両曲とも最後まで参加していただきました。 彼らは、機械学習、開発、アプリケーション、Web サイトなど、すべてを一度にカバーしたいと考えていました。 私たちが土壇場で撤退すると脅すまで、彼らは自分たちが時間内にすべてをやっていると信じていましたが、すでに第 XNUMX チェックポイントの時点で、主要なものである機械学習については大きな進歩を遂げることができないことは明らかでした。 XNUMX番目のブロックは準備ができていませんでしたが、電力消費を予測できませんでした。 その結果、第 XNUMX トラックの出場資格を得るための最低限のタスクを決定したとき、彼らは依然として第 XNUMX トラックを選択しました。

Fit-predict はデータ分析に合わせてバランスのとれた構成になっていたため、すべてを克服することができました。 彼らが実際の産業データに「触れる」ことに興味を持っていることは注目に値しました。 彼らはすぐに、データの分析、クリーニング、あらゆる異常への対処という主要な作業に集中しました。 ハッカソン中に実用的なモデルを構築できたことは大きな成果です。 実際の実務では、データをクリーニングしたり、データを詳しく調査したりするのに、通常は数週間かかります。 したがって、私たちは間違いなく彼らと協力します。

XNUMX 番目のトラック (管理) では、全員が半日ですべてを完了することを期待し、タスクをより難しくするように依頼しに来ました。 実際には、基本的なタスクを完了するのにほとんど時間がありませんでした。 私たちは業界の現状を反映する JS と Python に取り組みました。

ここでも、分業が構築され、誰が何をしているのかが明確で、よく調整されたチームによって結果が達成されました。

XNUMX 番目のチームである FSociety は解決策を持っているように見えましたが、最終的には開発を公開しないことに決め、それがうまくいくとは考えていないと述べました。 私たちはこれを尊重し、議論しませんでした。

勝者は「バクーのストリッパーズ」チームで、「装身具」を追いかけるのではなく、自分自身を止めることができ、見せても恥ずかしくない、さらに発展させて規模を拡大できることが明らかなMVPを作成することができました。 私たちはすぐに、追加の機会にはあまり興味がないことを伝えました。 QR コードや顔認識による登録を希望する場合は、まずアプリケーションでグラフを作成してから、オプションのグラフを作成してもらいます。

この曲では「Wet Hair」が堂々と決勝進出を果たし、彼らと「ハスラーズ」との更なる連携について話し合いました。 私たちは新年にすでに後者に会っています。

すべてがうまくいくことを願っています。XNUMX 月の第 XNUMX 回ハッカソンで皆さんにお会いできるのを楽しみにしています。

出所： habr.com