Na última semana de novembro, o Fórum Nacional de Supercomputadores foi realizado em Pereslavl-Zalessky. Durante três dias as pessoas contaram e mostraram como estão as coisas com o desenvolvimento dos supercomputadores na Rússia e como as tecnologias testadas nos supercomputadores são transformadas em mercadorias.
O membro correspondente da Academia Russa de Ciências, Sergei Abramov, falou sobre o projeto “Casa Sensível” (27 de novembro). Desenvolvendo o conceito de “casa inteligente”, ele sugere observar os equipamentos domésticos, construir e lembrar padrões de seu comportamento, aprender com seus erros e prever antecipadamente suas condições e problemas.
O Instituto de Sistemas de Software da Academia Russa de Ciências, sob a liderança de Sergei Abramov, começou a criar “casas sensíveis” em 2014, quando a reforma da Academia de Ciências exigiu trazer projetos académicos para o mercado comercial. Nessa época, o IPS RAS apresentava bons desenvolvimentos em redes de sensores e controle de equipamentos, e estava desenvolvendo tecnologias de nuvem e aprendizado de máquina.
Segundo Sergei Abramov, os edifícios residenciais e industriais estão repletos de equipamentos dos quais dependem o bem-estar do lar e o trabalho tranquilo das pessoas. Embora este equipamento “inteligente” se transforme numa “casa inteligente”, não possui controlo automático. Os proprietários não sabem o status dos dispositivos e não podem monitorá-los de maneira conveniente. Resta cuidar manualmente de toda a infraestrutura, como um enorme Tamagotchi, verificando e ajustando regularmente as máquinas.
A casa inteligente está funcionando corretamente? Ou é hora de intervir? Haverá um acidente em breve? Por si só, nenhuma “casa inteligente” resolve este problema; para responder a tais questões, é necessária supervisão e análise automáticas. Portanto, o sistema computacional criado no Instituto coleta estatísticas de sensores, constrói padrões de comportamento de máquinas domésticas e aprende a reconhecer esses padrões. Ao distinguir o comportamento normal do comportamento problemático e detectar operações anormais, a inteligência artificial alertará o proprietário a tempo sobre uma ameaça potencial.
Uma “casa sensível” é uma “casa inteligente”, à qual se somaram a sensibilidade, a capacidade de autoaprendizagem, a capacidade de acumular um padrão de comportamento correto, a capacidade de prever e reagir.
(Sergey Abramov, membro correspondente da Academia Russa de Ciências)
Estamos habituados à forma como uma “casa inteligente” mantém os seus parâmetros: temperatura e iluminação definidas, humidade do ar constante, tensão de rede estável. Uma “casa inteligente” pode funcionar de acordo com um script dependendo da hora do dia ou do evento (por exemplo, fechará uma torneira de gás a um comando de um analisador de gás). “Sensitive Home” dá o próximo passo – analisa dados sensoriais e constrói novos cenários para classificação: tudo corre como antes ou há surpresas. Reage às mudanças no ambiente externo e prevê possíveis falhas, adivinhando anomalias nas ações simultâneas de diferentes dispositivos. A “Casa Sensível” monitora o resultado do seu trabalho, alerta sobre problemas e muda o cenário, dando dicas ao proprietário e permitindo que ele desligue aparelhos com defeito.
Resolvemos o problema do comportamento atípico dos equipamentos.
(Sergey Abramov, membro correspondente da Academia Russa de Ciências)
O sistema proposto depende de uma rede de sensores que fornece medições baseadas no tempo. Por exemplo, uma caldeira a diesel liga ocasionalmente e aquece a água, uma bomba de circulação conduz água quente através de tubos de aquecimento e sensores primários informam como esses dispositivos consomem eletricidade. Com base em uma série de leituras, o sensor secundário (programa) as compara com o perfil normal e diagnostica falhas. O sensor terciário (programa) recebe a temperatura do ar exterior e prevê o futuro funcionamento do sistema, avalia a sua carga e eficiência - como o aquecimento da caldeira e o clima se relacionam. Talvez as janelas estejam abertas e a caldeira esteja aquecendo a rua, ou talvez a eficiência tenha caído e seja hora de fazer reparos preventivos. Com base no desvio dos parâmetros derivados, pode-se prever em que momento eles ultrapassarão a norma.
Ao avaliar as leituras simultâneas dos sensores, a “casa sensível” consegue perceber que a bomba d’água não desliga porque está despejando água de volta no poço (através de uma válvula com defeito) ou diretamente no chão (através de um estouro). cano). O diagnóstico será ainda mais confiável se os sensores de movimento estiverem silenciosos e a bomba bombear água para uma casa vazia.
Redes de sensores também são encontradas em casas inteligentes. A infraestrutura em nuvem também está disponível em casas inteligentes. Mas o que as “casas inteligentes” não têm é inteligência artificial, aprendizado de máquina, acúmulo de padrões de comportamento correto, classificação e previsão.
(Sergey Abramov, membro correspondente da Academia Russa de Ciências)
A parte nuvem da “casa sensível” é baseada no banco de dados NoSQL Riak ou no banco de dados Akumuli, onde são armazenadas séries temporais de leituras. O recebimento e emissão de dados é feito na plataforma Erlang/OTP, o que permite implantar o banco de dados em vários nós. Acima dele está implantado um programa de aplicativos móveis e uma interface web para informar o cliente via internet e telefone, e ao lado está um programa de análise de dados e controle comportamental. Você pode conectar qualquer análise de série temporal aqui, incluindo aquelas baseadas em redes neurais. Assim, todo o controle sobre os sistemas “domésticos sensíveis” é colocado em uma camada de gerenciamento separada. O acesso é feito por meio de sua conta pessoal no serviço de nuvem.
Erlang oferece todos os benefícios de uma abordagem funcional. Possui mecanismos para operação distribuída, e a maneira mais fácil de fazer um programa distribuído paralelo é usar Erlang. Nossa arquitetura contém “sensores secundários” de software; podem haver vários deles por sensor físico, e se contarmos com dezenas de milhares de clientes com dezenas de dispositivos, teremos que processar um enorme fluxo de dados. Eles precisam de processos leves que possam ser lançados em grandes quantidades. Erlang permite executar dezenas de milhares de processos em um único núcleo; este sistema é bem escalável.
(Sergey Abramov, membro correspondente da Academia Russa de Ciências)
Segundo o desenvolvedor, é fácil para Erlang organizar uma equipe diversificada de programadores, na qual estudantes e luminares criam um sistema. Fragmentos individuais do sistema de software travam com um erro, mas todo o sistema continua funcionando, o que permite corrigir áreas erradas instantaneamente.
O sistema “casa sensível” utiliza todas as tecnologias que o IPS RAS utilizou para controlar supercomputadores. Isso inclui sensores eletrônicos, sistemas de monitoramento e controle remoto. Atualmente, o programa sensível funciona com seus próprios sensores e pode se conectar a loops do corpo de bombeiros, mas há um plano para coletar dados dos sensores de quaisquer “casas inteligentes”.
“Casa Sensível” é interessante porque soluções inteligentes complexas para a cidade, bairro e casa estão ganhando destaque. O que é interessante aqui não é construir um supercomputador, mas construir um complexo social-computador, introduzindo um supercomputador na vida quotidiana, para que a máquina mude a vida das pessoas.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., professora sênior da Universidade Sechenov)
Até a primavera de 2020, os desenvolvedores prepararão um conjunto básico de programas e equipamentos para montar sistemas de diversos tamanhos em edifícios e apartamentos. Eles prometem que o resultado será fácil de configurar, não mais complicado do que um aspirador robô. O kit básico irá suportar qualquer equipamento supervisionado: caldeiras de aquecimento, esquentadores, frigoríficos, bombas de água e fossas sépticas. Depois será a vez das vendas em pequena escala, depois da produção fabless, adição de novos sensores e módulos. E no futuro, todos os tipos de diversificação e adaptação serão possíveis - uma fazenda sensível, um hospital sensível, um navio sensível e até um tanque muito sensível.
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Fonte: habr.com