Posledný novembrový týždeň sa v Pereslavli-Zalessky konalo Národné superpočítačové fórum. Ľudia tri dni rozprávali a ukazovali, ako to ide s vývojom superpočítačov v Rusku a ako sa technológie testované na superpočítačoch menia na tovar.
Člen korešpondent Ruskej akadémie vied Sergej Abramov hovoril o projekte „Citlivý dom“ (27. novembra). Pri rozvíjaní konceptu „inteligentného domu“ navrhuje pozorovať domáce zariadenie, vytvárať a pamätať si vzorce jeho správania, učiť sa z jeho chýb a vopred predvídať jeho stav a problémy.
Ústav softvérových systémov Ruskej akadémie vied pod vedením Sergeja Abramova začal vytvárať „citlivé domy“ v roku 2014, keď si reforma Akadémie vied vyžiadala uvedenie akademických projektov na komerčný trh. V tom čase mal IPS RAS dobrý vývoj v senzorových sieťach a riadení zariadení a vyvíjal cloudové technológie a strojové učenie.
Podľa Sergeja Abramova sú obytné a priemyselné budovy plné zariadení, od ktorých závisí pohoda domova a tichá práca ľudí. Aj keď sa toto „inteligentné“ zariadenie vyvinie do „inteligentného domu“, nemá automatické ovládanie. Majitelia nepoznajú stav zariadení a nemôžu ich pohodlne sledovať. Zostáva len manuálne sa starať o celú infraštruktúru, ako obrovské Tamagotchi, pravidelne kontrolovať a nastavovať stroje.
Funguje inteligentná domácnosť správne? Alebo je čas zasiahnuť? Stane sa čoskoro nehoda? Žiadna „inteligentná domácnosť“ sama o sebe tento problém nerieši, na zodpovedanie takýchto otázok je potrebný automatický dohľad a analýza. Počítačový systém vytvorený v ústave preto zbiera štatistiky zo senzorov, vytvára vzorce správania domácich strojov a učí sa tieto vzorce rozpoznávať. Odlíšením bežného správania od problematického správania a detekciou abnormálnej prevádzky umelá inteligencia včas upozorní majiteľa domu na potenciálnu hrozbu.
„Citlivý dom“ je „inteligentný dom“, ku ktorému sa pridala citlivosť, schopnosť samoučenia, schopnosť akumulovať vzorec správneho správania, schopnosť predvídať a reagovať.
(Sergej Abramov, člen korešpondenta Ruskej akadémie vied)
Sme zvyknutí na spôsob, akým si „inteligentný dom“ udržiava svoje parametre: nastavenú teplotu a osvetlenie, stálu vlhkosť vzduchu, stabilné sieťové napätie. „Inteligentný dom“ môže fungovať podľa skriptu v závislosti od času dňa alebo udalosti (napríklad zatvorí plynový kohútik na príkaz z analyzátora plynu). „Sensitive Home“ robí ďalší krok – analyzuje senzorické údaje a vytvára nové scenáre pre klasifikáciu: všetko ide ako predtým alebo sú prekvapenia. Reaguje na zmeny vo vonkajšom prostredí a predpovedá možné poruchy, odhaduje anomálie v súčasných činnostiach rôznych zariadení. „Sensitive House“ monitoruje výsledky svojej práce, varuje pred problémami a mení scenár, dáva majiteľovi rady a umožňuje mu vypnúť chybné spotrebiče.
Riešime problém atypického správania zariadení.
(Sergej Abramov, člen korešpondenta Ruskej akadémie vied)
Navrhovaný systém sa spolieha na sieť senzorov, ktorá poskytuje merania založené na čase. Napríklad dieselový kotol občas zapne a ohreje vodu, obehové čerpadlo poháňa teplú vodu cez vykurovacie potrubia a primárne senzory hlásia, ako tieto zariadenia spotrebúvajú elektrinu. Na základe série odčítaní ich sekundárny senzor (program) porovnáva s normálnym profilom a diagnostikuje poruchy. Terciálny snímač (program) prijíma vonkajšiu teplotu vzduchu a predpovedá budúcu prevádzku systému, posúdi jeho zaťaženie a účinnosť - ako súvisí vykurovanie kotla a počasie. Možno sú okná otvorené a kotol ohrieva ulicu, alebo možno účinnosť klesla a je čas na preventívne opravy. Na základe driftu odvodených parametrov možno predpovedať, v akom čase prekročia normu.
Posúdením simultánnych hodnôt snímačov si „citlivý dom“ dokáže všimnúť, že vodné čerpadlo sa nevypne, pretože leje vodu späť do studne (cez chybný ventil) alebo priamo na podlahu (cez prasknutie rúra). Diagnóza bude ešte spoľahlivejšia, ak sú pohybové senzory tiché a čerpadlo pumpuje vodu do prázdneho domu.
Senzorové siete nájdeme aj v inteligentných domácnostiach. Cloudová infraštruktúra je dostupná aj v inteligentných domácnostiach. Čo však „inteligentné domácnosti“ nemajú, je umelá inteligencia, strojové učenie, hromadenie vzorcov správneho správania, klasifikácia a predpovedanie.
(Sergej Abramov, člen korešpondenta Ruskej akadémie vied)
Cloudová časť „citlivého domu“ je založená na NoSQL databáze Riak alebo databáze Akumuli, kde sú uložené časové rady odpočtov. Prijímanie a vydávanie údajov prebieha na platforme Erlang/OTP, umožňuje vám nasadiť databázu na mnohých uzloch. Nad ním je nasadený program pre mobilné aplikácie a webové rozhranie na informovanie zákazníka cez internet a telefón a vedľa neho program na analýzu dát a kontrolu správania. Sem môžete pripojiť akúkoľvek analýzu časových radov, vrátane analýzy založenej na neurónových sieťach. Všetka kontrola nad „citlivými domácimi“ systémami je teda umiestnená v samostatnej riadiacej vrstve. Prístup k nemu je zabezpečený prostredníctvom vášho osobného účtu v cloudovej službe.
Erlang poskytuje všetky výhody funkčného prístupu. Má mechanizmy pre distribuovanú prevádzku a najjednoduchší spôsob, ako vytvoriť paralelný distribuovaný program, je použiť Erlang. Naša architektúra obsahuje softvérové „sekundárne senzory“, na jeden fyzický senzor ich môže byť niekoľko a ak počítame s desiatkami tisíc klientov s desiatkami zariadení, budeme musieť spracovať obrovský tok dát. Potrebujú ľahké procesy, ktoré možno spustiť vo veľkých množstvách. Erlang vám umožňuje spúšťať desiatky tisíc procesov na jednom jadre; tento systém je dobre škálovateľný.
(Sergej Abramov, člen korešpondenta Ruskej akadémie vied)
Podľa vývojára je Erlang ľahké zorganizovať rôznorodý tím programátorov, v ktorom študenti a osobnosti vytvárajú jeden systém. Jednotlivé fragmenty softvérového systému sa zrútia s chybou, ale celý systém naďalej funguje, čo vám umožňuje opraviť chybné oblasti za behu.
Systém „citlivej domácnosti“ využíva všetky technológie, ktoré IPS RAS používal na ovládanie superpočítačov. To zahŕňa elektronické senzory, monitorovacie a diaľkové riadiace systémy. V súčasnosti citlivý program beží na vlastných senzoroch a môže sa pripojiť k slučkám hasičského zboru, ale existuje plán zhromažďovania údajov zo senzorov akýchkoľvek „inteligentných domácností“.
„Citlivý dom“ je zaujímavý, pretože do popredia sa dostávajú komplexné inteligentné riešenia pre mesto, štvrť a domácnosť. Tu nie je zaujímavé postaviť superpočítač, ale postaviť sociálny počítačový komplex, ktorý zavedie superpočítač do každodenného života, aby stroj zmenil životy ľudí.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., docentka na Sechenovskej univerzite)
Do jari 2020 vývojári pripravia základnú sadu programov a zariadení na montáž systémov rôznych veľkostí v budovách a bytoch. Sľubujú, že nastavenie bude jednoduché, nie komplikovanejšie ako robotický vysávač. Základná súprava bude podporovať akékoľvek kontrolované zariadenia: vykurovacie kotly, ohrievače vody, chladničky, vodné čerpadlá a septiky. Potom príde na rad drobný predaj, potom bajková výroba, doplnenie nových snímačov a modulov. A v budúcnosti sú možné všetky druhy diverzifikácie a prispôsobenia - citlivá farma, citlivá nemocnica, citlivá loď a dokonca aj veľmi citlivá nádrž.
text:
Portrét:
Zdroj: hab.com