संवेदनशील घरांची जागा स्मार्ट घरे घेत आहेत

नोव्हेंबरच्या शेवटच्या आठवड्यात पेरेस्लाव्हल-झालेस्की येथे नॅशनल सुपर कॉम्प्युटर फोरम आयोजित करण्यात आला होता. तीन दिवस लोकांनी रशियामध्ये सुपरकॉम्प्युटरच्या विकासासोबत गोष्टी कशा घडत आहेत आणि सुपरकॉम्प्युटरवर चाचणी केलेल्या तंत्रज्ञानाचे वस्तूंमध्ये रूपांतर कसे होते हे सांगितले आणि दाखवले.

इन्स्टिट्यूट ऑफ सॉफ्टवेअर सिस्टम्स आरएएस
(इगोर शेलापुटिन, विकिमीडिया कॉमन्स, सीसी-बाय)

रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसचे संबंधित सदस्य सर्गेई अब्रामोव्ह यांनी “संवेदनशील घर” प्रकल्पाबद्दल (27 नोव्हेंबर) सांगितले. "स्मार्ट होम" ची संकल्पना विकसित करताना, तो घरातील उपकरणांचे निरीक्षण करणे, त्याच्या वागणुकीचे नमुने तयार करणे आणि लक्षात ठेवणे, त्याच्या चुकांमधून शिकणे आणि त्याच्या स्थितीचा आणि समस्यांचा आगाऊ अंदाज घेणे सुचवतो.

सर्गेई अब्रामोव्ह यांच्या नेतृत्वाखाली रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसच्या सॉफ्टवेअर सिस्टम्स संस्थेने 2014 मध्ये “संवेदनशील घरे” तयार करण्यास सुरुवात केली, जेव्हा विज्ञान अकादमीच्या सुधारणेसाठी शैक्षणिक प्रकल्प व्यावसायिक बाजारात आणणे आवश्यक होते. यावेळेपर्यंत, IPS RAS मध्ये सेन्सर नेटवर्क आणि उपकरणे नियंत्रणात चांगली प्रगती झाली होती आणि क्लाउड तंत्रज्ञान आणि मशीन लर्निंग विकसित करत होते.

सर्गेई अब्रामोव्हच्या मते, निवासी आणि औद्योगिक इमारती उपकरणांनी भरलेल्या आहेत ज्यावर घराचे कल्याण आणि लोकांचे शांत कार्य अवलंबून आहे. हे "स्मार्ट" उपकरणे "स्मार्ट होम" मध्ये विकसित होत असले तरी, त्यावर स्वयंचलित नियंत्रण नाही. मालकांना डिव्हाइसेसची स्थिती माहित नाही आणि ते सोयीस्करपणे त्यांचे निरीक्षण करू शकत नाहीत. एवढ्या मोठ्या तामागोचीप्रमाणे संपूर्ण पायाभूत सुविधांची मॅन्युअली काळजी घेणे, नियमितपणे मशीन्स तपासणे आणि समायोजित करणे एवढेच बाकी आहे.

संवेदनशील सॉकेट इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्स मोजतो आणि सर्व्हरला अहवाल देतो
(“संवेदनशील घर”, विकिमीडिया कॉमन्स, CC-BY)

स्मार्ट होम बरोबर काम करत आहे का? की हस्तक्षेप करण्याची वेळ आली आहे? लवकरच अपघात होईल का? स्वतःहून, कोणतीही "स्मार्ट होम" ही समस्या सोडवत नाही; अशा प्रश्नांची उत्तरे देण्यासाठी, स्वयंचलित पर्यवेक्षण आणि विश्लेषण आवश्यक आहे. त्यामुळे संस्थेत तयार करण्यात आलेली संगणक प्रणाली सेन्सर्सवरून आकडेवारी गोळा करते, घरगुती मशीन्सच्या वर्तनाचे नमुने तयार करते आणि हे नमुने ओळखायला शिकते. समस्याग्रस्त वर्तनापासून सामान्य वर्तन वेगळे करून आणि असामान्य ऑपरेशन शोधून, कृत्रिम बुद्धिमत्ता घरमालकाला संभाव्य धोक्याबद्दल वेळीच सावध करेल.

"संवेदनशील घर" हे एक "स्मार्ट होम" आहे, ज्यामध्ये संवेदनशीलता, स्वत: ची शिकण्याची क्षमता, योग्य वर्तनाचा नमुना जमा करण्याची क्षमता, अंदाज आणि प्रतिक्रिया देण्याची क्षमता जोडली गेली आहे.
(सर्गेई अब्रामोव्ह, रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसचे संबंधित सदस्य)

"स्मार्ट होम" त्याचे पॅरामीटर्स ज्या प्रकारे राखते: सेट तापमान आणि प्रदीपन, हवेतील स्थिर आर्द्रता, स्थिर मुख्य व्होल्टेज याची आम्हाला सवय आहे. "स्मार्ट होम" दिवसाच्या किंवा कार्यक्रमाच्या वेळेनुसार स्क्रिप्टनुसार कार्य करू शकते (उदाहरणार्थ, ते गॅस विश्लेषक कडून आलेल्या कमांडवर गॅस टॅप बंद करेल). “संवेदनशील घर” पुढची पायरी घेते - संवेदी डेटाचे विश्लेषण करते आणि वर्गीकरणासाठी नवीन परिस्थिती तयार करते: सर्व काही पूर्वीसारखे चालले आहे किंवा आश्चर्यचकित आहेत. हे बाह्य वातावरणातील बदलांवर प्रतिक्रिया देते आणि विविध उपकरणांच्या एकाचवेळी क्रियांमध्ये विसंगतींचा अंदाज घेऊन संभाव्य अपयशांचा अंदाज लावते. "संवेदनशील घर" त्याच्या कामाच्या परिणामांवर लक्ष ठेवते, समस्यांबद्दल चेतावणी देते आणि परिस्थिती बदलते, मालकाला इशारे देते आणि मालकास सदोष उपकरणे बंद करण्याची परवानगी देते.

आम्ही उपकरणांच्या असामान्य वर्तनाची समस्या सोडवतो.
(सर्गेई अब्रामोव्ह, रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसचे संबंधित सदस्य)

प्रस्तावित प्रणाली सेन्सर नेटवर्कवर अवलंबून आहे जी वेळ-आधारित मोजमाप प्रदान करते. उदाहरणार्थ, डिझेल बॉयलर अधूनमधून चालू करतो आणि पाणी गरम करतो, एक अभिसरण पंप हीटिंग पाईप्समधून गरम पाणी चालवतो आणि प्राथमिक सेन्सर हे उपकरण वीज कसे वापरतात याचा अहवाल देतात. वाचनांच्या मालिकेवर आधारित, दुय्यम सेन्सर (प्रोग्राम) त्यांची सामान्य प्रोफाइलशी तुलना करतो आणि अपयशाचे निदान करतो. तृतीयक सेन्सर (प्रोग्राम) बाहेरील हवेचे तापमान प्राप्त करतो आणि सिस्टमच्या भविष्यातील ऑपरेशनचा अंदाज लावतो, त्याचे लोड आणि कार्यक्षमतेचे मूल्यांकन करतो - बॉयलरचे गरम करणे आणि हवामान कसे संबंधित आहे. कदाचित खिडक्या उघड्या आहेत आणि बॉयलर रस्त्यावर गरम करत आहे किंवा कदाचित कार्यक्षमता कमी झाली आहे आणि प्रतिबंधात्मक दुरुस्तीची वेळ आली आहे. व्युत्पन्न पॅरामीटर्सच्या प्रवाहावर आधारित, ते कोणत्या वेळी सर्वसामान्य प्रमाणाबाहेर जातील याचा अंदाज लावता येतो.

संवेदनशील सॉकेटमध्ये स्वतंत्र मॉड्यूल-बार असतात
(“संवेदनशील घर”, विकिमीडिया कॉमन्स, CC-BY)

सेन्सर्सच्या एकाच वेळी वाचनांचे मूल्यांकन करून, "संवेदनशील घर" हे लक्षात घेण्यास सक्षम आहे की पाण्याचा पंप बंद होत नाही कारण ते पाणी परत विहिरीत (दोषयुक्त व्हॉल्व्हद्वारे) किंवा थेट जमिनीवर टाकत आहे. पाईप). जर मोशन सेन्सर्स शांत असतील आणि पंप रिकाम्या घरात पाणी टाकत असेल तर निदान अधिक विश्वासार्ह असेल.

सेन्सर नेटवर्क स्मार्ट घरांमध्ये देखील आढळतात. स्मार्ट घरांमध्ये क्लाउड इन्फ्रास्ट्रक्चर देखील उपलब्ध आहे. परंतु "स्मार्ट होम्स" मध्ये जे नसते ते म्हणजे कृत्रिम बुद्धिमत्ता, मशीन लर्निंग, योग्य वर्तनाचे नमुने जमा करणे, वर्गीकरण आणि अंदाज.
(सर्गेई अब्रामोव्ह, रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसचे संबंधित सदस्य)

"संवेदनशील घर" चा क्लाउड भाग NoSQL डेटाबेस Riak किंवा Akumuli डेटाबेसवर आधारित आहे, जिथे वाचनांची वेळ मालिका संग्रहित केली जाते. डेटा प्राप्त करणे आणि जारी करणे एर्लांग/ओटीपी प्लॅटफॉर्मवर केले जाते, ते तुम्हाला अनेक नोड्सवर डेटाबेस तैनात करण्याची परवानगी देते. मोबाईल ऍप्लिकेशन्ससाठी एक प्रोग्राम आणि एक वेब इंटरफेस इंटरनेट आणि टेलिफोनद्वारे ग्राहकांना माहिती देण्यासाठी त्याच्या वर तैनात केला आहे आणि त्याच्या पुढे डेटा विश्लेषण आणि वर्तणूक नियंत्रणासाठी एक प्रोग्राम आहे. तुम्‍ही येथे स्‍नायुसंख्‍येच्‍या नेटवर्कवर आधारित टाइम सिरीज विश्‍लेषण कनेक्‍ट करू शकता. अशा प्रकारे, "संवेदनशील घर" प्रणालीवरील सर्व नियंत्रण एका वेगळ्या व्यवस्थापन स्तरावर ठेवले जाते. क्लाउड सेवेमध्ये आपल्या वैयक्तिक खात्याद्वारे त्यात प्रवेश प्रदान केला जातो.

संवेदनशील नियंत्रक सेन्सर्स आणि थर्मामीटरमधून सिग्नल गोळा करतो
(“संवेदनशील घर”, विकिमीडिया कॉमन्स, CC-BY)

एर्लांग कार्यात्मक दृष्टिकोनाचे सर्व फायदे प्रदान करते. यात वितरित ऑपरेशनसाठी यंत्रणा आहे आणि समांतर वितरित प्रोग्राम बनवण्याचा सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे एर्लांग वापरणे. आमच्या आर्किटेक्चरमध्ये सॉफ्टवेअर "सेकंडरी सेन्सर" आहे; प्रत्येक फिजिकल सेन्सरमध्ये त्यापैकी अनेक असू शकतात आणि जर आम्ही डझनभर डिव्हाइसेससह हजारो क्लायंटवर विश्वास ठेवला, तर आम्हाला डेटाच्या प्रचंड प्रवाहावर प्रक्रिया करावी लागेल. त्यांना हलक्या वजनाच्या प्रक्रियेची आवश्यकता आहे ज्या मोठ्या संख्येने लॉन्च केल्या जाऊ शकतात. एर्लांग तुम्हाला एकाच कोरवर हजारो प्रक्रिया चालवण्याची परवानगी देतो; ही प्रणाली चांगली स्केल करते.
(सर्गेई अब्रामोव्ह, रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसचे संबंधित सदस्य)

विकसकाच्या मते, एर्लांग प्रोग्रामरच्या विविध संघाचे आयोजन करणे सोपे आहे, ज्यामध्ये विद्यार्थी आणि दिग्गज एक प्रणाली तयार करतात. सॉफ्टवेअर सिस्टमचे वैयक्तिक तुकडे त्रुटीसह क्रॅश होतात, परंतु संपूर्ण सिस्टम कार्य करणे सुरू ठेवते, जे आपल्याला फ्लायवर चुकीचे क्षेत्र सुधारण्याची परवानगी देते.

संवेदनशील नियंत्रक WiFi किंवा RS-485 द्वारे डेटा प्रसारित करतो
(“संवेदनशील घर”, विकिमीडिया कॉमन्स, CC-BY)

"संवेदनशील घर" प्रणाली सर्व तंत्रज्ञान वापरते जी IPS RAS ने सुपर कॉम्प्युटर नियंत्रित करण्यासाठी वापरली. यामध्ये इलेक्ट्रॉनिक सेन्सर्स, मॉनिटरिंग आणि रिमोट कंट्रोल सिस्टीमचा समावेश आहे. सध्या, संवेदनशील कार्यक्रम स्वतःच्या सेन्सर्सवर चालतो आणि अग्निशमन विभागाच्या लूपशी कनेक्ट होऊ शकतो, परंतु कोणत्याही “स्मार्ट होम्स” च्या सेन्सरमधून डेटा गोळा करण्याची योजना आहे.

"संवेदनशील घर" मनोरंजक आहे कारण शहर, परिसर आणि घरासाठी जटिल बुद्धिमान उपाय समोर येत आहेत. येथे मनोरंजक गोष्ट म्हणजे सुपर कॉम्प्युटर तयार करणे नाही तर सामाजिक-संगणक कॉम्प्लेक्स तयार करणे, सुपर कॉम्प्युटरचा दैनंदिन जीवनात परिचय करून देणे, जेणेकरून मशीन लोकांचे जीवन बदलेल.
(ओल्गा कोलेस्निचेन्को, पीएच.डी., सेचेनोव्ह विद्यापीठातील वरिष्ठ व्याख्याता)

2020 च्या वसंत ऋतूपर्यंत, विकासक इमारती आणि अपार्टमेंटमध्ये विविध आकारांच्या प्रणाली एकत्र करण्यासाठी प्रोग्राम आणि उपकरणांचा मूलभूत संच तयार करतील. ते वचन देतात की परिणाम सेट करणे सोपे होईल, रोबोट व्हॅक्यूम क्लिनरपेक्षा अधिक क्लिष्ट नाही. मूलभूत किट कोणत्याही पर्यवेक्षित उपकरणांना समर्थन देईल: हीटिंग बॉयलर, वॉटर हीटर्स, रेफ्रिजरेटर, पाण्याचे पंप आणि सेप्टिक टाक्या. मग लहान-मोठ्या विक्रीची, नंतर फॅबलेस उत्पादनाची, नवीन सेन्सर्स आणि मॉड्यूल्सची भर घालण्याची पाळी असेल. आणि भविष्यात, सर्व प्रकारचे वैविध्य आणि अनुकूलन शक्य आहे - एक संवेदनशील शेत, एक संवेदनशील रुग्णालय, एक संवेदनशील जहाज आणि अगदी एक अतिशय संवेदनशील टाकी.

मजकूर: CC-BY 4.0.
पोर्ट्रेट: CC-बाय-SA 3.0.

स्त्रोत: www.habr.com