Интеллект «умного дома»

Предыдущая статья об искусственном интеллекте и его очеловечивании могла произвести на вас несколько лирическое впечатление жанра фэнтези. Тогда сегодня поговорим о практическом насущном применении ИИ. Речь пойдет о так называемом «умном доме», который неоднократно описывал в своих произведениях еще Рэй Бредбери, -- самостоятельном организме, обслуживающем потребности и привычки человека без его участия.

Как и принято в нашей серии публикаций, в центре внимания будут именно украинские разработки. А если даже не разработки, то свои усовершенствования.

Возможность дистанционно управлять одними приборами с помощью других приборов некоторые уже назвали использованием искусственного интеллекта. В таком случае пульт от телевизора я не считаю присутствием ИИ в доме. Если ваша в свое время "продвинутая" двухэтажная квартира оборудована достаточно ранней моделью пульта дистанционного управления электроприборами — это не совсем интеллект. Я бы его назвала управляемым функционалом.

Начало подобию ИИ в помещениях положил бум автоматизации. В 1978 году сотрудники американского Института знания придумали термин «умный дом» и начали реализовывать на рынке Америки километры электрических проводов, по которым проходили сигналы активации. Надо было разрушать весь существующий ремонт, чтобы проводить кабели, чтобы соединить все приборы для управления ими дистанционно. Но даже при сложности практического оснащения помещения такая проводная система и относительно дистанционное управление уже давали практический результат: уменьшение (через контроль) расхода электричества и тепла, оповещение о проникновении в помещение и экономия личного времени.

Настоящий прорыв произошел при совершенствовании компьютеров и расширении сети Интернет. Но и тут провода были необходимы. В этом случае сигнал идет от управляющего устройства к исполнительному устройству, а от него уже к светильнику, теплому полу, шторам, кофеварке и другим устройствам. Сейчас, заключая контракт с обслуживающей фирмой, вы управляете домом почти так, как пользуетесь услугами интернет-провайдера. Вам подключают нужные приборы к единому датчику, вы загружаете специальную программу, которая и есть мозгом умного дома, и за абонентскую плату поддерживаете его функционирование. И управляете дистанционно, через интернет-платформу конкретного разработчика. Конечно, и такие проводные системы совершенствуются. Многие составляющие помещения начали регулироваться одним компьютером, который совмещал их разумное взаимодействие. Это было уже не управлением по отдельности, а комплексным.

В таком случае алгоритм взаимодействия задавался для всех подключенных систем дома. Такой вариант уже можно было бы назвать ИИ. К примеру, если в доме холодно, активируется система отопления. Доходя до определенного температурного уровня, отопление балансирует система кондиционирования, доводя климатический фон в доме до установленного вами комфортабельного. Даже само включение отопления можно запрограммировать в зависимости от многих внутренних и внешних факторов: прогноза погоды, температуры воздуха и ветрености.

Чем больше систем и приборов включалось во взаимодействие с центральным компьютером, тем скорее необходимость пользоваться или управлять несколькими пультами даже удаленно отпадала. Еще одним прорывом стала саморегулируемость всех задействованных систем. И появление пока что последнего достижения для умного дома — множественных камер наблюдения -- позволило дистанционно присматривать за жилищем. Чем больше камер вы установите и чем большим будет угол их охвата, тем больше вы будете знать и лучше видеть.

За время выхода на рынок новых технологий проводные системы умных домов освоили многие фирмы. Плюсы этих кабельных интеллектов заключались в надежности и изолированности от возможных повреждений. Кроме того, спектр их применения неопределенно широк: ведь проводок можно подвести к любому электрическому устройству, но опять же... надо долбить стену.

Мучения закончились в конце 2000-х, когда датская компания-разработчик Zensys внедрила новые технологии беспроводного радиоуправления под названием Z-Wave. В отличие от Интернета, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth она несет на себе небольшую энергонагрузку -- передачу простых управляющих команд: включить, выключить, громче, тише, ярче... Эта радиотехнология подходит для простейшей электроники, что находится в наших домах и офисах. На сегодня важнейшие элементы умного дома — это датчики: температуры, дыма, влажности, движения, яркости и т. п. Они взаимодействуют с радиосигналом и контролируют протечки, проникновение в дом или пожар. Их можно установить везде, где могут проявиться самые важные проблемы, грозящие авариями при вашем отсутствии. Получив такой сигнал от радиодатчика на свое мобильное устройство, вы сможете принять соответствующие меры даже удаленно. Хотя бы вызвать пожарных. Но по-настоящему умный дом запрограммирован так, что сам сможет "аннулировать" возникшую проблему. Опять же — по заданному алгоритму. У специалистов это называется прописывание индивидуального сценария вашего дома. Кроме того, последние разработки вписали в платформу умного дома не только электрические приборы, но и инженерные системы — водоснабжения, канализации, вентиляции, отопления (подсоединив их к электросети).

Чтобы добавить новые возможности электрике, даже не надо менять обычные выключатели. Достаточно поставить специальный блок под существующий выключатель и добавить исполнительный модуль к светильнику, чтобы система стала беспроводной. Все датчики связаны между собой. Если между двумя связанными узлами радиосвязи возникнет преграда, сигнал пойдет в обход, через ближайший датчик.

Специалисты, которые заинтересовались, смогут разобраться в сути действия радиосигналов в системе «умный дом». Но в том-то и совершенство любой популярной модели, что она проста в управлении, т. е. не нуждается в дополнительных знаниях пользователя. Потому рыночная цена на беспроводные сенсоры в умных домах снижается в мире из года в год. По состоянию на 2014 год, Z-Wave поддерживается более чем 250 производителями по всему миру и раскупается потребителями как для дома, так для офиса в США, Европе и Азии.

А как же Украина? Почему даже состоятельные люди у нас не применяют у себя такие системы? «Умный дом» у них — это нянечки и домохозяйки. Ответ очень прост: система «умный дом» — что проводная, что беспроводная — предназначена не для богатых, а для экономных. А именно для контроля своих энерго- и теплозатрат и конечной финансовой выгоды. И основными потребителями таких систем в мире становятся семьи среднего достатка и производственные компании среднего и малого бизнеса.

Теперь, при галопирующем росте тарифов, некоторые только начинают ставить индивидуальные теплосчетчики. Не те, что на весь многоквартирный дом, а на свою квартиру. Это окупается, никто не накинет лишние расходы. Но такой счетчик — лишь контроль. В наших реалиях, сколько счетчиков ни ставь, регулировать их надо вручную. Тем более при поломкепротечке; да и воду, и свет надо за собой не забывать выключать. Конечно, более выгодным и результативным был бы вариант умного дома последнего поколения на радиосенсорах, управляемый дистанционно. Сегодня это формат действительно сенсорного реагирования на ваше присутствиеотсутствие. Если вы встали с кресла, где читали новости в планшете (или районную газетку), то свет торшера погаснет, а в соседнем помещении, куда вы движетесь, включится.

Если молоко на плите сбежало, сенсор задымления подает сигнал сенсору вентиляции и открытия окон. "Умный дом" сможет даже плиту самостоятельно выключить в нужный момент. Если датчик протечки в ванной даст сигнал, его необязательно получите вы, а специальный клапан, подключенный к электросети, выполняющий команды перекрытия. Именно это уже можно назвать «искусственным интеллектом умного дома». И все это ради экономии денег! Итак, реальная фокусная группа для "умного дома" — это средний класс и малый бизнес, которому еще есть что экономить. Но на рынке Украины работают представители и дилеры иностранных разработчиков "умных домов". И потому их продукт, услуги и обслуживание стоят дорого, как любой импортный товар. Так что же делать, если я обещала вам именно украинские новости науки и новаций?

Кстати, именно украинский проект Petcube (того же профиля, что "умный дом", только по контролю за животными, оставленными дома) набрал больше всего инвестиций на международном рынке и попал в лучший бизнес-инкубатор мира — «Y Combinator». До этого на Kickstarter, платформе по сбору средств (краудфандинг), он поставил рекорд среди стартапов и потом вышел на венчурные инвестиции до 4 $ млн. Все началось, когда украинец Александр Нескин, уходя на работу, переживал за свою собаку. Он соединил камеру, два сервомотора, чтобы вращать ее, и лазерную указку для игры с собакой. Сделал веб-интерфейс. Потом давал дистанционно поиграть со своей собакой друзьям с ФБ через интерфейс нового устройства. Потом запустил соцсеть владельцев животных, подвязанную к платформе. Для массового производства набора по связи с животными Petcube группе украинских новаторов пришлось уехать из страны. Сегодня это популярный и недорогой в США и Европе продукт, он также продается в Гонконге и вот в этом году уже появился на украинском рынке — к сожалению, через дилеров, а потому — дороже.

Но в нашей стране начали появляться новаторы, из доступных комплектующих собирающие, по сути, отечественный продукт формата «умного дома», который намного дешевле импортного. Это еще небольшие фирмы, работающие на заказ. Обычно их находит тот, кто ищет. Так вот, в поисках хоть какой-то возможности экономии электроэнергии в google я нащупала интернет-калькулятор, позволяющий увидеть самостоятельно, как ты тратишь электричество.

А можно ли, пользуясь этим калькулятором, внося туда показатели за день, высчитать и сравнить с платежкой и использовать потом как доказательство, если платежка не соответствует тому, что мы посчитали? — спросила я у лидера одной из отечественных фирм, которые решили выйти непосредственно к украинскому потребителю с украинской новацией.

— Если поставить соответствующий беспроводной сенсор на ваш счетчик + датчик на каждое устройство и вносить все данные на сервер нашего сайта, тогда -- да, — говорит Денис Белозор, руководитель "умного дома" Рlugmee (http://plugmee.com/ru/home), разработанного в Украине. — Но либо программа должна быть  сертифицирована, либо заключено какое-то партнерство с коммунальными службами. Если все данные вносятся на сервер сайта и сразу попадают к коммунальным службам. Они и вы видите, что и сколько потребляет, и уже в таком открытом режиме можно что-то доказывать. С теперешним положением что-то доказать в суде на основании калькулятора будет сложно. Так как вы не сможете подтвердить тот факт, что чайник работал два или три часа в день.

В чем же практичность вашего калькулятора сейчас?

— Наш калькулятор дает понять, какое устройство сколько потребляет. Ведь в платежке мы видим сумму и не знаем, в какой день мы наибольшее количество приборов использовали, что могло затянуть на 50, а то и 100 грн. У людей нет каких-то отчетов за каждый день потребления и отчетов по каждому устройству.

На данный момент у нас есть свой беспроводной сенсор, который работает по радиоканалу с основным контроллером. Сенсор вставляется в счетчик, после чего каждые 2 секунды снимает показания со счетчика. В реальном времени все данные вносятся на серверы сайта. Так как все записывается, можно видеть потребление квартирой электроэнергии не только за день, но и за час, и даже за минуту. На сайте кВт/ч показателей сразу переводится в денежный эквивалент по тарифам региона, в котором живет пользователь. Вы можете видеть свое потребление даже по минутам. Не дожидаясь конца месяца, система вас уведомляет, что вы потребляете больше, чем обычно. Погрешность показателей калькулятора относительно показателейи в платежке составляет до 5%. Так как и человек не всегда точно может сказать, какой прибор сколько часов у него работал, и сам прибор не всегда потребляет столько, сколько написано в инструкции.

Ночные тарифы и тарифы по регионам на данный момент не учитываются. Но мы как раз работаем над этим, чтобы можно было действительно сделать гибкую систему подсчета для каждого жителя Украины. Ведь, как говорится, предупрежден -- значит, вооружен. В дальнейшем мы думаем вживлять датчики в розетки, чтобы без погрешностей можно было определять показатели по каждому отдельному устройству.

Можно сказать, что этим калькулятором вы учитываете потребности именно отечественного потребителя.

— Конечно. Первым пользователем этой системы стал я и шел от того, чего бы мне хотелось. Потом тестировал рынок, общался со многими лично. Людям важны удаленное отключение, экономия, безопасность и управление. Их интересует оповещение на телефон о превышении лимитов, то есть люди интересуются энергопотреблением. И, отталкиваясь от запроса, мы начали работу над системой. Что касается пользователей, сейчас это владельцы частных домов, реже — квартир, в основном это мужчины от 30 лет. Также интересуются компании, к примеру, магазины, которые хотят в реальном времени следить за потреблением энергии или иметь отчетность за день со всех объектов. Пока людей беспокоит только экономия, к комфорту они еще не привыкли. В Украине рынок очень тяжкий. Многие советуют начинать бизнес сразу за рубежом. Но все же сейчас все усилия я направил на правильное понимание потенциального покупателя о продукте и чем он ему полезен.

Чем пытаетесь завоевать?

— На конференциях я встречал множество разработчиков, которые делают свои «дома» -- как проводные решения, так и беспроводные. Мы все развиваем рынок "умных домов" или подобных систем на территории Украины. Но большинство чаще всего идет от "железа", а не от потребителей. Они более увлечены элементами роскоши таких систем и не уделяют внимания насущным потребностям людей в нашей стране. Мы четко показываем наши пакеты «умного дома» и их фиксированные цены. У них же цена часто не указана, а только телефон или адрес. А мы сотрудничаем со всеми, кто старается как-то самостоятельно обустроить свой дом контролем. Например, свой датчик, который перекрывает воду, мы не разрабатывали. Есть решения других производителей, которые интегрированы в нашу систему. У нас есть открытое API — это такой программный интерфейс, с помощью которого люди, даже самостоятельно сделав какое-то устройство, могут подключиться к нашей системе, чтобы она работала еще более комфортно. Только нужно подавать электричество на устройство, которое перекрывает воду, так как оно работает не на батарейках.

Что именно разработали вы?

— Мы предоставляем платформу для управления и мониторинга вашим домом или офисом. И собираем все необходимые составляющие. Это комплексное готовое решение коробочного вида. Его можно приобрести в Интернете. В дальнейшем же он будет представлен в обычных магазинах электроники. Из трех пакетов можно выбрать комплект, который более интересен: экономия, управление, безопасность. В каждой коробке есть центральный контроллер. Разнятся комплекты лишь набором датчиков. Все они беспроводные. В комплектующих делается упор на то, для чего они предназначены.

Наши наборы — это как конструктор для взрослых. Вы все можете сделать даже сами. Подключаете основной контроллер к сети Интернет. Далее сенсоры расставляете, они легко крепятся. Камеры, розетки. Скачиваете наше приложение, и все у вас работает. Установка не займет более получаса. Можно купить комплект, а потом докупить необходимые датчики и устройства отдельно.

Также у нас есть свой датчик электроэнергии, который устанавливается рядом со счетчиком. Для его установки необходимо воспользоваться услугами электрика. Это устройство сертифицировано, поэтому для его подключения не требуется никаких дополнительных разрешений  официальных структур. Резервного питания у нас в системе нет. Пропало освещение -- система не работает. Пока так, но в дальнейшем, возможно, появится решение.

А центральные блоки, на которых завязана вся система радиодатчиков, -- это ваши наработки?

— У нас есть два центральных блока. Один из них дешевле, он работает с недорогими китайскими датчиками (от 3 долларов). Если датчик сломался, проще новый купить. Но там, собственно, и нечему ломаться.

Что же касается, датчиков, которые производим мы, например, электроэнергии, то у нас есть отдел, который занимается электроникой, разработкой и монтажом. Там все это исправляется. Если датчик уже интегрирован в домашнюю систему, к вам приезжает мастер и ремонтирует его на месте, либо забирает или новый предоставляет, если гарантийный срок не истек. Главное наше достижение — разработка удобного для отечественного потребителя продукта и удобной интернет-платформы. Я сам разработчик. С 18 лет писал программы на языке С++. Но программист может написать много интересных программ, но этим будут пользоваться только он и, может быть, еще пару человек. А мы пошли навстречу потребителю во всем.

Так у вас проводное или беспроводное решение?

— Два в одном: датчики с главным блоком, установленным в квартире, взаимодействуют по радиоканалу. А от самого контроллера информация передается по Интернету, который проведен в вашем доме.

Как вы начинали?

— Как стартап в Украине и первые средства собирали по системе краудфандинга. На данный момент мы только выходим на рынок и делаем это самостоятельно. У нас есть дома, где установлена наша система. Большую часть времени мы разрабатывали собственное программное обеспечение. Но есть идеи и с сенсорами, которые помогут квартиру сделать более комфортной для человека. Или усовершенствовать уже имеющиеся мировые идеи. Например, упоминаемый вами проект по контролю за животными в доме. Нам интереснее сделать интеграцию автоматического питания, чтобы кормушка открывалась в заданное время или в камере наблюдения был экран, чтобы животные вас видели и слышали. Сейчас мы работаем над системой Plugmee, которая позволяет не только напрямую включать и выключать данное устройство через мобильный телефон или сайт. Потому что то — автоматизация, а мы хотим выходить на уровень интеллекта. Наша система сомообучается. Она уже это делает: собирает и сохраняет данные с датчиков и на основе их может предугадывать поведение человека. Это интеллект.

А обычные квартиры-хрущевки доступны для вашего обслуживания?

— Конечно. Нужен только Интернет и 220 Вт.

Но, дорогой читатель, если думать о будущем, то обратить внимание следует не только на практическое применение ИИ дома. Это может быть связано с геополитикой или «геонаукой». Еще одним открытием стала следующая новость: японцы, учитывая свои специфические погодные и географические условия, создали умный дом «Торнадо». Ориентируясь на метиотропность животных, такой дом будет уходить под землю заранее, до приближения урагана или землетрясения. «Питаться» под землей он будет за счет накопленной от солнечных батарей энергии. По моему личному мнению, архитектурная студия «10 Design» создает ИИ такого уровня, когда можно будет экономить не только электричество, но и бюджет отдельно взятой страны, чтобы не отстраивать заново целые кварталы. Мне вспомнились наши карпатские потопы. Я уверена, что "седлать" дома, уходящие вверх от воды по каким-то рельсам или тросам", тоже реально. Такая себе избушка на курьих ножках. Но вопрос в другом: кто их будет конструировать — украинцы или японцы? И кто, соответственно, будет в них жить?