A nagy épületeknek speciálisabb igényeik vannak a lakóházakhoz, vagy kisebb társasházakhoz képest, így ezzel a területtel ebben a részben részletesen foglalkozik a szerző. Ezen túlmenően bemutatja a domotika rendszer felépítését is.
Nagy épületek specifikus szükségletei, és az MI (mesterséges intelligencia) szerepe ezek kezelésében
Nagy épületek alatt írásomban a nagy alapterületű és/vagy sok ember befogadására és ott tartózkodására alkalmas épületeket értem. A nagy alapterület alapvetően a hőszükséglet számítás, a sok ember pedig a komfort szempontjából fontos, s e kettő metszéspontjában megjelenik az MI, amelyik a nagy épületek specifikus szükségleteit próbálja kezelni.
A MI az alábbi területeken nyújthat segítséget:
- Energiagazdálkodás optimalizálása. Az MI segítségével pontosan megjósolható és kezelhető az energiafelhasználás, mely segít csökkenteni a pazarlást és növelni az épületek energiahatékonyságát.
- Automatizált hibafelismerés és javítás. Az intelligens diagnosztikai rendszerek azonnal észlelik a rendellenességeket, gyorsítják a hibaelhárítási folyamatokat és minimalizálják a leállási időket. Miközben egy családi háznál néhány órás üzemkimaradás rendszerint nem okoz komolyabb fennakadást, addig egy irodaháznál – különösen, ha nincs, vagy kevés természetes fény jut az épületbe – egy áramkimaradás tömeghisztériát is előidézhet.
- Adatvezérelt karbantartási ütemezés. Az MI elemezi az épületgépészeti adatokat, s ezek alapján karbantartási időpontokat javasol a legkevésbé zavaró időszakokra. Pl.: a bevásárlóközpontoknál, vagy irodaházaknál a napi zárást követően, vagy amikor a legkevesebben tartózkodnak az épületben.
- Környezeti komfortfeltételek szabályozása. A klímaberendezések MI által történő intelligens vezérlése hozzájárul az optimális belső hőmérséklet és páratartalom fenntartásához. Miközben egy családi háznál a tulajdonos ablakot nyit, szellőztet, s ezzel megváltoztatja a helyiség klímaviszonyait, addig nagy épületeknél – ha van is szellőztetés – ez automatizált módon, jobb esetben MI döntési mechanizmus alapján történik.
- Biztonsági rendszerek intelligens integrációja. Az MI képes felismerni a biztonsági fenyegetéseket és azokra reagálni, javítva ezzel az épület biztonságát. Megjegyzem, hogy a biztonságtudományban a biztonság fogalma kiterjesztett értelmezést kap, s a biztonságtechnikai berendezések (pl.: kamera, beléptetőrendszer, mozgásérzékelő szenzorok) mellett az üzemeltetett gépek, berendezések biztonsága is ide sorolandó.
- Költségek csökkentése és hatékonyság növelése. Miközben a családi házak üzemeltetésében a költségek másodlagos szerepet játszanak, hiszen a hangsúly az MI-élményen és a luxus szintű komforton van, addig a nagy épületeknél közös tulajdonosi és bérlői gazdasági igény, hogy az MI optimalizálja a rendszereket, hogy azok kevesebb erőforrást igényeljenek, ezzel csökkentve az üzemeltetési költségeket.
- Épületfelhasználói viselkedés elemzése. Családi házaknál a családtagok, mint felhasználók viselkedésének az elemzése az MI által nyújtott felhasználói élmény végett kiemelkedően fontos. Nagy épületek egy részénél – ahol beléptető rendszer működik (s így a viselkedés egy konkrét személyhez köthető) – nyomon követhető az egyén mozgása és viselkedése az élületben. Ahol nincs beléptetőrendszer, ott az épületben tartózkodókból csoportokat képez az MI a viselkedés alapján (s például ha sokan a karjukon hordják a kabátot, mert melegük van, akkor a fűtést lejjebb szabályozzák), illetve ugyancsak viselkedés alapján prediktív modell segítségével a humán intelligenciához képest hatékonyabban szűrhetők ki a gyanús elemek.
- Intelligens világítás és hőmérséklet-szabályozás. Az előző pont gondolatmenetét folytatva: a nagy épületek világítási és hőmérséklet-szabályozó rendszerei MI vezérléssel hatékonyabban működnek, növelve a komfortot és csökkentve az energiafelhasználást.
- Rugalmas térhasználat támogatása. Az MI képes felismerni és alkalmazkodni az épületen belüli helyiségek változó használati mintázataihoz, növelve a helykihasználás hatékonyságát. Ergonómusok és viselkedéskutatók tudására és korábbi eredményeire támaszkodva az MI képes úgy átszervezni egy meglévő nagy épület helyiségeit és a haladási irányokat, hogy az pl. több vásárlást, s a bérlőknek nagyobb bevételt jelentsen.
- Tartós infrastruktúra-ellenőrzés és menedzsment. Az MI folyamatosan monitorozza az épület infrastruktúráját, segítve a hosszú távú fenntartható üzemeltetést és az esetleges problémák korai felismerését. Ezáltal az időszakos, vagy a műkődési órához kötött karbantartások – a 3-as ponthoz hasonlóan – jobban, egységesebben, integráltabban hajthatók végre a többi menedzselt terület munkafolyamataihoz hasonlóan.
Bővebben a domotikáról
Bevezető gondolatok a domotikához
Az épített otthoni környezettel szemben az ember természetes igénye, hogy lehetőségeihez képest azt szebbé, kényelmesebbé, komfortosabbá, élhetőbbé, otthonosabbá, biztonságosabbá tegye, s a technikai fejlődés erre az igényre próbált az adott korban hatékony(nak mondható) megoldást kínálni. A digitális korban, illetve az azt folyamatában leváltó mesterséges intelligencia korában ezek a megoldások egyre integráltabb módon jelennek meg, egyre több eszköz csatlakozik az internetre, mely eszközök egy része távolról is elérhető, s összességében egy olyan rendszer körvonalazódik, amelyben a különböző informatikai, villamosenergetikai, épületgépészeti, kertészeti, biztonságtechnikai és egyéb megoldások közvetlenül, vagy egy központi egységen keresztül közvetve próbálnak egymással kommunikálni. A domotika rendszer ezt a kommunikációt könnyíti meg úgy, hogy a felsorolt területek között nem csak kapcsolatot biztosít, hanem lehetővé teszi azok egy rendszeren belüli összehangolt működését is. A domotika fogalmához hasonló fogalmak a következők: automatizált épület, domotika(i) rendszer, épületautomatizálás, intelligens ház, intelligens otthon, okosház, okosotthon, okosiroda, robotizált épület. A domotika fogalmával kapcsolatban a szakma által egységesen elfogadott definíció nem létezik, így az alábbiakban a különféle forrásokból (pl.: gyártói oldalak, tanácsadói ajánlások) származó meghatározásokat szintetizálok.
A domotika a különféle otthoni és irodai tevékenységek automatizálását jelenti a kényelem, a komfort, az energiahatékonyság és a biztonság növelése érdekében. Ehhez megannyi hálózati szolgáltatás kapcsolódik az otthon különböző elemeihez, mint például a világításhoz, az épületgépészeti rendszerekhez (fűtés, hűtés, szellőztetés, légkondicionálás), az árnyékoláshoz, háztartási gépekhez, szórakoztató eszközökhöz, biztonsági és egyéb rendszerekhez, ahogy az az 1. ábrán látható. Megjegyzem, hogy ahogy a domotika fejlődik, úgy az egyre inkább alkalmazható lesz valamennyi magán- és középületben, sőt a gyárakban is.
A domotika rendszer felépítése
A domotika rendszer felépítése a 2. ábrán látható.
A 2. ábra alapján a domotika rendszer működése az alábbiakban olvasható.
Inputok
A domotika rendszerben a környezet különböző fizikai, kémiai, biológiai jellemzőit mérő/monitorozó szenzorok azok, amelyek információval szolgálnak a rendszer számára. Ezek alapvetően nyers adatok, melyek többnyire a következő információkkal szolgálnak: léghőmérséklet (külső- és helyiség-hőmérsékletek), vízhőmérséklet (kerti medence, halastó, kád, jacuzzi), CO érték, fényerősség (külső, helyiség), hang/zaj, szakadás, víz-, gázszivárgás, nedvesség (virágföld, kert), nyitás/zárás (bejárati ajtó, kertkapu, garázskapu, ablak), áramlás (ivóvíz, öntözővíz, hűtő/fűtő közeg), villamos- fogyasztás, gázfogyasztás, vízfogyasztás.
Adattovábbítás
A szenzorok által rögzített, a környezet aktuális állapotáról szóló adatok alapvetően vezetékes, vagy vezeték nélküli hálózatokon keresztül jutnak a domotika rendszerek központi egységéhez. Kialakítás szempontjából a vezetéknélküli megoldások (pl.: WiFi, Bluetooth, Zigbee, 3G/4G/5G) előnyösebbek, különösen akkor, ha már meglevő, lakott ingatlant kell „okosítani”, azonban újépítésű ingatlanoknál, vagy olyanoknál, amelyiknél az „okosítás” együtt jár az ingatlan teljes felújításával, korszerűsítésével is, inkább a vezetékes megoldásokat részesítik előnyben. Ennek az oka az, hogy a vezeték nélküli domotika rendszerelemek – mivel nagy részük nem tartalmaz komolyabb titkosítási algoritmus futtatására is alkalmas egységet – könnyebben feltörhetők. A várakozások szerint a már létező Matter szabvány erre is megoldást kínál, de a szabvány bevezetése óta eltelt rövid idő miatt ezzel kapcsolatban megalapozott, kellő számú esettanulmányt felmutató kutatási jelentések még nem állnak rendelkezésre.
Központi egység
A központi egység integrátori szerepet tölt be, mivel a különböző alrendszerek működését optimalizálja, feldolgozza a különböző szenzorokból származó információkat, s ennek alapján avatkozik be az aktuátorokon keresztül a rendszer működésébe. A központi egység rendszerint vezetékes hálózaton keresztük csatlakozik az internetre, de egy részüknél lehetőség van részint tartalék kommunikációs-biztonsági megfontolásból vezeték nélküli csatlakozásra is. A központi egységek a szenzorokhoz képest lényegesen nagyobb számítási kapacitásra képes processzorral rendelkeznek, így az infokommunikációt komolyabb algoritmusok segítségével valósítják meg, vagyis nehezebben törhető fel a központi egység felől a domotika rendszer. A központi egység nem csak a rendszer saját – közvetlen – környezetéből származó szenzorok információit dolgozza fel, hanem kapcsolatban van külső adatbázisokkal is (pl.: időjáráselőrejelzés), valamint a jövőben az intelligens közművek bevezetését követően a közműszolgáltatókkal is, illetve a környezetében levő további domotika rendszerekkel is.
Outputok
A domotika rendszer központi egysége a környezet monitorozásából és egyéb adatforrásokból származó, feldolgozott információk alapján döntést hoz, majd e döntés alapján a rendszerhez kapcsolódó aktuátorokon keresztül szabályozza magát a rendszert. Számos aktuátor található a domotika rendszerekben, például: lámpa/berendezés ki/be kapcsolás, motorosszelep (pl.: hőmérséklet-szabályozás), mágnesszelep (pl.: öntözés, fűtés, hűtő-fűtő körök), sziréna, ablakok, ajtók, garázskapuk nyitására/zárására szolgáló motorok, redőny- és függönymozgató motorok.
Jogos lehet a felvetés, hogy a domotika rendszer működésének leírásánál az MI sehol nem szerepelt. Az alábbiakban ezt a hiányosságot szeretném orvosolni. A különböző digitális asszisztensek (pl.: Alexa), melyek az okostelefonokhoz hasonlóan képesek hang-, illetve arcfelismerésre, az okostelefonokhoz ugyancsak hasonlóan rendszerint nem rendelkeznek saját, az eszközbe integrált MI-vel, hanem az MI szolgáltatásokat internetkapcsolat lévén a felhőben érik el. A domotika rendszerek központi egységeinek egy részére is ez jellemző. Ami azonban a jövőt illeti: az okostelefonok és a domotika rendszerek hardverelemeinek a fejlődése előrevetíti, hogy tömegesen válnak majd képessé saját hardveren MI-t futtatni, s ez a saját hardveren futtatott MI tud majd a felhőben levő, az önvezető járműben levő, s a többi domotika rendszerben működő MI-hez kapcsolódni.
Funkciók és jelenetek
Az MI domotika rendszerekben történő működésének jobb megértését segíti, ha az alábbiakban néhány egyszerű példán keresztül áttekintjük a jelenetek fontosságát, illetve annak épületgépészeti érintettségét. Az eseményeket és az aktivitásokat egy mátrixban helyezzük el, melynek neve jelenetmátrix (3. ábra). Az alábbi két fiktív esettanulmányt az esemény, az alapaktivitás és az eseményhez kapcsolódó aktivitások (jelenetek) fogalmai mentén ismertetem.
1. esettanulmány
Esemény:
- Relaxálni szeretnénk a fürdőben.
Alapaktivitás:
- Google Nest aktív (ezen keresztül kommunikálok a domotika rendszerrel).
Eseményhez kapcsolódó aktivitások:
- Motoros szelepek segítségével a kád megtelik megfelelő hőmérsékletű és mennyiségű fürdővízzel.
- Az illóolaj-párologtató bekapcsol, és levendula illóolaj illata tölti be a fürdőszobát.
- Bekapcsol a házi audiórendszer, és kellemes zenét játszik a fürdőszobában.
- A fürdőben a fényforrások halványabbak lesznek.
- Az okostelefon elnémul.
- A kapucsengő elnémul.
2. esettanulmány
Esemény:
- Vihar közeleg egy szép napos délután.
Alapaktivitás:
- Kapcsolat az időjárás-előrejelző alkalmazással.
- Kapcsolat a helyi időjárás-állomással.
- Kerti öntözőrendszer.
- Riasztórendszer.
Eseményhez kapcsolódó aktivitások:
- Öntözőrendszer kikapcsolása.
- Redőnyök leengedése.
- Infrahangérzékelő szenzorok érzékenységének csökkentése, vagy kikapcsolása.
.
Dr. Kollár Csaba
Kiemelt kép: Freepik AI
A témával kapcsolatos 1. és 3. részek olvashatók:
