संवेदनशील घरले स्मार्ट घरहरू प्रतिस्थापन गर्दैछ

नोभेम्बरको अन्तिम हप्तामा, राष्ट्रिय सुपर कम्प्युटर फोरम पेरेस्लाभ-जालेस्कीमा आयोजित भएको थियो। तीन दिनसम्म मानिसहरूले रूसमा सुपर कम्प्युटरको विकाससँगै कसरी चीजहरू भइरहेका छन् र कसरी सुपर कम्प्युटरहरूमा परीक्षण गरिएका प्रविधिहरू सामानमा परिणत हुन्छन् भनेर बताए र देखाए।

सफ्टवेयर प्रणाली संस्थान RAS
(इगोर शेलापुटिन, विकिमीडिया कमन्स, CC-BY)

रूसी एकेडेमी अफ साइन्सेसका सम्बन्धित सदस्य सर्गेई अब्रामोभले "संवेदनशील घर" परियोजना (नोभेम्बर 27) को बारेमा कुरा गरे। "स्मार्ट होम" को अवधारणाको विकास गर्दै उनले घरका उपकरणहरू अवलोकन गर्ने, यसको व्यवहारको ढाँचा निर्माण गर्ने र सम्झने, यसका गल्तीहरूबाट सिक्ने, र यसको अवस्था र समस्याहरू पहिल्यै भविष्यवाणी गर्ने सुझाव दिन्छन्।

सर्गेई अब्रामोभको नेतृत्वमा रूसी एकेडेमी अफ साइन्सेसको सफ्टवेयर प्रणाली संस्थानले 2014 मा "संवेदनशील घरहरू" बनाउन थाल्यो, जब एकेडेमी अफ साइन्सेसको सुधारले व्यावसायिक बजारमा शैक्षिक परियोजनाहरू ल्याउन आवश्यक थियो। यस समय सम्म, IPS RAS ले सेन्सर नेटवर्क र उपकरण नियन्त्रणमा राम्रो विकास गरेको थियो, र क्लाउड टेक्नोलोजी र मेसिन लर्निङको विकास गरिरहेको थियो।

सर्गेई अब्रामोभका अनुसार, आवासीय र औद्योगिक भवनहरू उपकरणहरूले भरिएका छन् जसमा घरको कल्याण र मानिसहरूको शान्त काम निर्भर हुन्छ। यद्यपि यो "स्मार्ट" उपकरण "स्मार्ट होम" मा विकसित हुन्छ, यसमा स्वचालित नियन्त्रण छैन। मालिकहरूलाई यन्त्रहरूको स्थिति थाहा छैन र तिनीहरूलाई सजिलै निगरानी गर्न सक्दैन। बाँकी रहेको सम्पूर्ण पूर्वाधारको म्यानुअल रूपमा हेरचाह गर्नु हो, जस्तै विशाल तामागोची, नियमित रूपमा मेसिनहरू जाँच गर्ने र समायोजन गर्ने।

संवेदनशील सकेटले विद्युतीय मापदण्डहरू मापन गर्छ र तिनीहरूलाई सर्भरमा रिपोर्ट गर्छ
("संवेदनशील घर", विकिमीडिया कमन्स, CC-BY)

के स्मार्ट घरले सही काम गरिरहेको छ? वा यो हस्तक्षेप गर्ने समय हो? छिट्टै दुर्घटना होला कि ? आफैंमा, कुनै पनि "स्मार्ट घर" ले यो समस्या समाधान गर्दैन; त्यस्ता प्रश्नहरूको जवाफ दिन, स्वचालित पर्यवेक्षण र विश्लेषण आवश्यक छ। तसर्थ, संस्थानमा सिर्जना गरिएको कम्प्युटर प्रणालीले सेन्सरहरूबाट तथ्याङ्क सङ्कलन गर्छ, घरायसी मेसिनहरूको व्यवहार ढाँचाहरू बनाउँछ र यी ढाँचाहरू पहिचान गर्न सिक्छ। सामान्य व्यवहारलाई समस्याग्रस्त व्यवहारबाट छुट्याएर र असामान्य अपरेशन पत्ता लगाएर, कृत्रिम बुद्धिमत्ताले घरमालिकलाई सम्भावित खतरामा समयमै सचेत गराउनेछ।

"संवेदनशील घर" भनेको "स्मार्ट घर" हो, जसमा संवेदनशीलता, आत्म-सिक्ने क्षमता, सही व्यवहारको ढाँचा जम्मा गर्ने क्षमता, भविष्यवाणी गर्ने र प्रतिक्रिया गर्ने क्षमता थपिएको छ।
(सर्गेई अब्रामोभ, रुसी एकेडेमी अफ साइन्सेसका सम्बन्धित सदस्य)

हामी "स्मार्ट घर" ले यसको मापदण्डहरू कायम राख्ने तरिकामा अभ्यस्त छौं: तापमान र रोशनी, स्थिर हावाको आर्द्रता, स्थिर मुख्य भोल्टेज। एक "स्मार्ट होम" ले दिन वा घटनाको समयको आधारमा लिपि अनुसार काम गर्न सक्छ (उदाहरणका लागि, यसले ग्यास विश्लेषकबाट आदेशमा ग्यासको ट्याप बन्द गर्नेछ)। "संवेदनशील घर" ले अर्को चरण लिन्छ - संवेदी डेटाको विश्लेषण गर्दछ र वर्गीकरणको लागि नयाँ परिदृश्यहरू बनाउँछ: सबै कुरा पहिले जस्तै चलिरहेको छ वा त्यहाँ आश्चर्यहरू छन्। यसले बाह्य वातावरणमा हुने परिवर्तनहरूमा प्रतिक्रिया दिन्छ र सम्भावित विफलताहरूको भविष्यवाणी गर्दछ, विभिन्न उपकरणहरूको एकै साथ कार्यहरूमा विसंगतिहरू अनुमान गर्दै। "संवेदनशील घर" ले यसको कामको नतिजाहरू अनुगमन गर्दछ, समस्याहरूको चेतावनी दिन्छ र परिदृश्य परिवर्तन गर्दछ, मालिकलाई संकेत दिन्छ र मालिकलाई दोषपूर्ण उपकरणहरू बन्द गर्न अनुमति दिन्छ।

हामी उपकरणको असामान्य व्यवहारको समस्या समाधान गर्छौं।
(सर्गेई अब्रामोभ, रुसी एकेडेमी अफ साइन्सेसका सम्बन्धित सदस्य)

प्रस्तावित प्रणाली समय-आधारित मापन प्रदान गर्ने सेन्सर नेटवर्कमा निर्भर गर्दछ। उदाहरणका लागि, डिजेल बॉयलरले कहिलेकाहीं खोल्छ र पानी तताउँछ, एक परिसंचरण पम्पले तताउने पाइपहरू मार्फत तातो पानी चलाउँछ, र प्राथमिक सेन्सरहरूले यी यन्त्रहरूले कसरी बिजुली खपत गर्छन् भनेर रिपोर्ट गर्छन्। पढाइको श्रृंखलामा आधारित, माध्यमिक सेन्सर (कार्यक्रम) ले तिनीहरूलाई सामान्य प्रोफाइलसँग तुलना गर्छ र विफलताहरूको निदान गर्दछ। तृतीयक सेन्सर (कार्यक्रम) ले बाहिरी हावाको तापक्रम प्राप्त गर्दछ र प्रणालीको भविष्यको सञ्चालनको भविष्यवाणी गर्दछ, यसको भार र दक्षता मूल्याङ्कन गर्दछ - कसरी बॉयलरको ताप र मौसम सम्बन्धित छ। हुनसक्छ झ्यालहरू खुल्ला छन् र बॉयलरले सडक तताउँदैछ, वा हुनसक्छ दक्षता घटेको छ र यो निवारक मर्मतको लागि समय हो। व्युत्पन्न प्यारामिटरहरूको बहावको आधारमा, कुन समयमा तिनीहरू सामान्यभन्दा बाहिर जानेछन् भनेर अनुमान गर्न सकिन्छ।

संवेदनशील सकेटमा छुट्टै मोड्युल-बारहरू हुन्छन्
("संवेदनशील घर", विकिमीडिया कमन्स, CC-BY)

सेन्सरहरूको एकसाथ पढाइको मूल्याङ्कन गरेर, "संवेदनशील घर" ले पानीको पम्प बन्द नभएको देख्न सक्षम छ किनभने यसले पानीलाई कुवामा (दोषी भल्भ मार्फत) वा सिधै भुइँमा खन्याइरहेको छ। पाइप)। यदि गति सेन्सरहरू मौन छन् र पम्पले खाली घरमा पानी पम्प गर्छ भने निदान अझ भरपर्दो हुनेछ।

सेन्सर नेटवर्कहरू स्मार्ट घरहरूमा पनि पाइन्छ। क्लाउड पूर्वाधार स्मार्ट घरहरूमा पनि उपलब्ध छ। तर "स्मार्ट घरहरू" मा कृत्रिम बुद्धिमत्ता, मेशिन लर्निङ, सही व्यवहारको ढाँचाको संग्रह, वर्गीकरण र पूर्वानुमान छैन।
(सर्गेई अब्रामोभ, रुसी एकेडेमी अफ साइन्सेसका सम्बन्धित सदस्य)

"संवेदनशील घर" को क्लाउड भाग NoSQL डाटाबेस Riak वा Akumuli डाटाबेसमा आधारित छ, जहाँ पढ्ने समय श्रृंखला भण्डारण गरिन्छ। डेटा प्राप्त गर्ने र जारी गर्ने कार्य Erlang/OTP प्लेटफर्ममा गरिन्छ, यसले तपाईंलाई धेरै नोडहरूमा डाटाबेस डिप्लोय गर्न अनुमति दिन्छ। मोबाइल अनुप्रयोगहरू र वेब इन्टरफेसको लागि एउटा कार्यक्रम इन्टरनेट र टेलिफोन मार्फत ग्राहकलाई सूचित गर्न यसको माथि तैनाथ गरिएको छ, र यसको छेउमा डाटा विश्लेषण र व्यवहार नियन्त्रणको लागि एउटा कार्यक्रम छ। तपाईं यहाँ कुनै पनि समय श्रृंखला विश्लेषण जडान गर्न सक्नुहुन्छ, न्यूरल नेटवर्कहरूमा आधारित ती सहित। यसरी, "संवेदनशील घर" प्रणालीहरूमा सबै नियन्त्रणहरू छुट्टै व्यवस्थापन तहमा राखिएको छ। यसमा पहुँच क्लाउड सेवामा तपाईंको व्यक्तिगत खाता मार्फत प्रदान गरिएको छ।

संवेदनशील नियन्त्रकले सेन्सर र थर्मोमिटरबाट संकेतहरू सङ्कलन गर्दछ
("संवेदनशील घर", विकिमीडिया कमन्स, CC-BY)

Erlang एक कार्यात्मक दृष्टिकोण को सबै लाभ प्रदान गर्दछ। यसमा वितरित सञ्चालनका लागि संयन्त्रहरू छन्, र समानान्तर वितरित कार्यक्रम बनाउने सबैभन्दा सजिलो तरिका Erlang प्रयोग गर्नु हो। हाम्रो आर्किटेक्चरले सफ्टवेयर "सेकेन्डरी सेन्सरहरू" समावेश गर्दछ; त्यहाँ प्रति भौतिक सेन्सरमध्ये धेरै हुन सक्छ, र यदि हामीले दर्जनौं यन्त्रहरू भएका हजारौं ग्राहकहरूमा गणना गर्छौं भने, हामीले डेटाको ठूलो प्रवाहलाई प्रशोधन गर्नुपर्नेछ। तिनीहरूलाई हल्का प्रक्रियाहरू चाहिन्छ जुन ठूलो मात्रामा सुरू गर्न सकिन्छ। Erlang ले तपाईंलाई एकल कोरमा हजारौं प्रक्रियाहरू चलाउन अनुमति दिन्छ; यो प्रणाली राम्रोसँग मापन गर्दछ।
(सर्गेई अब्रामोभ, रुसी एकेडेमी अफ साइन्सेसका सम्बन्धित सदस्य)

विकासकर्ताका अनुसार, एर्लाङ्ग प्रोग्रामरहरूको विविध टोलीलाई व्यवस्थित गर्न सजिलो छ, जसमा विद्यार्थी र प्रकाशकहरूले एउटा प्रणाली सिर्जना गर्छन्। सफ्टवेयर प्रणालीको व्यक्तिगत टुक्राहरू त्रुटिको साथ क्र्यास हुन्छन्, तर सम्पूर्ण प्रणालीले काम गर्न जारी राख्छ, जसले तपाईंलाई उडानमा त्रुटिपूर्ण क्षेत्रहरू सच्याउन अनुमति दिन्छ।

संवेदनशील नियन्त्रकले WiFi वा RS-485 मार्फत डाटा पठाउँछ
("संवेदनशील घर", विकिमीडिया कमन्स, CC-BY)

"संवेदनशील घर" प्रणालीले IPS RAS ले सुपर कम्प्युटरहरू नियन्त्रण गर्न प्रयोग गर्ने सबै प्रविधिहरू प्रयोग गर्दछ। यसमा इलेक्ट्रोनिक सेन्सरहरू, निगरानी र रिमोट कन्ट्रोल प्रणालीहरू समावेश छन्। हाल, संवेदनशील कार्यक्रम आफ्नै सेन्सरहरूमा चल्छ र फायर डिपार्टमेन्ट लूपहरूमा जडान गर्न सक्छ, तर कुनै पनि "स्मार्ट घरहरू" को सेन्सरहरूबाट डेटा सङ्कलन गर्ने योजना छ।

"संवेदनशील घर" चाखलाग्दो छ किनभने शहर, छिमेक र घरको लागि जटिल बौद्धिक समाधानहरू अगाडि आउँदैछन्। यहाँ चाखलाग्दो कुरा सुपर कम्प्युटर निर्माण गर्नु होइन, तर सामाजिक-कम्प्युटर कम्प्लेक्स निर्माण गर्नु हो, सुपर कम्प्युटरलाई दैनिक जीवनमा परिचय गराउनु हो, जसले गर्दा मेसिनले मानिसहरूको जीवन परिवर्तन गर्छ।
(ओल्गा कोलेस्निचेन्को, पीएचडी, सेचेनोभ विश्वविद्यालयका वरिष्ठ व्याख्याता)

2020 को वसन्त सम्म, विकासकर्ताहरूले भवन र अपार्टमेन्टहरूमा विभिन्न आकारका प्रणालीहरू भेला गर्न कार्यक्रमहरू र उपकरणहरूको आधारभूत सेट तयार गर्नेछन्। तिनीहरू प्रतिज्ञा गर्छन् कि परिणाम सेटअप गर्न सजिलो हुनेछ, रोबोट भ्याकुम क्लीनर भन्दा बढी जटिल छैन। आधारभूत किटले कुनै पनि पर्यवेक्षित उपकरणहरूलाई समर्थन गर्नेछ: तताउने बॉयलर, वाटर हिटर, फ्रिज, पानी पम्प र सेप्टिक ट्याङ्कीहरू। त्यसपछि यो सानो स्तरको बिक्रीको पालो हुनेछ, त्यसपछि फैबलेस उत्पादन, नयाँ सेन्सर र मोड्युलहरूको थप। र भविष्यमा, सबै प्रकारका विविधीकरण र अनुकूलन सम्भव छ - एक संवेदनशील खेत, एक संवेदनशील अस्पताल, एक संवेदनशील जहाज, र एक धेरै संवेदनशील ट्यांक पनि।

पाठ: CC-BY 4.0।
पोर्ट्रेट: CC-BY-SA 3.0.

स्रोत: www.habr.com