Умный дом. Адаптивность искусственного интеллекта к экстренным ситуациям и автономность системы без человека

1.

Проект:
Умный дом. Адаптивность
искусственного
интеллекта к экстренным
ситуациям и автономность
системы без человека.
Подготовил студент 3 курса:
Осокин Степан

2.

Проблема
:
Наш пользователь - Бизнесмен с семьей (жена, трое детей, 2 собаки и кошка)
Потребность - Путешествовать, оставлять дом на 1-2 месяца без присмотра, вместе с животными и растениями.
Требования - адаптивность ИИ к следующим ситуациям:
Уход за животными и растениями
Пожар, кража
Контроль света и тепла
Вентиляция
Протечка
Существующие решения:
Пет-ситтер для ухода за собаками и растениями
Недостатки в реальном времени:
Устаревшая система сигнализации
Учащенность пожаров в лесных зонах
Что будет в случае взлома?
Что будет в случае протечки воды?
Как без присутствия хозяина будет происходить вентиляция всего дома?
С помощью чего будет контролироваться свет и тепло в доме?
Как будут производиться отчеты по сбору данных?

3.

Предлагаемое решение:
Наши решения и преимущества:
Пропуск в дом на основе приложения
Система полива растений
Умные миски
Автоматизированный дворик для выгула собак и кошек
Датчики (лазерные, движения, дыма, температуры, света, влажности, видеонаблюдения)
Еженедельные отчеты, синхронизированные с системой
Главная функция
ИИ, автономно поддерживающий дом без человека
Существующие альтернативы:
Доверенные лица / Персонал
Путешествие по отдельности
Закупка “умного” независимого друг от друга оборудования у разных поставщиков

4.

Цель на 3 месяца интенсива:
1.
2.
3.
4.
5.
Подобрать команду
a. Аналитик по сбору и анализу данных по существующим автоматизированным
решениям и выявлению сильных и слабых аспектов
b. Программист для написания кода программ для датчиков и ИИ
c. Электрики, монтажники, строители для монтажа оборудования
d. Архитектор
e. Юристы
f. Инвесторы
Спланировать дом
Проанализировать существующие решения
Выявить сильные и слабые аспекты
Составить бюджет и найти инвесторов

5.

Концепция умного дома.
Вы до сих пор еще не знаете, что такое умный
дом и почему все больше и больше людей
старается укомплектовать им свое жилье? Тогда
знакомьтесь! Умный дом – это
автоматизированные системы по управлению
техническими устройствами, которыми
оборудуют жилые помещения. Искусственный
интеллект оптимизирует и согласовывает между
собой работу каждого из них, обеспечивая
доступность и простоту управления ими.

6.

Принцип его работы.
Идея создать интеллектуальную систему управления
помещениями первой пришла в голову военным в 50-х годах 20
века, которые стали внедрять в свои бункеры электронные
устройства. В то время и зародилась концепция умного дома,
основанная на энергосбережении, комфорте и безопасности.
На сегодняшний день она считается самой прогрессивной
моделью взаимодействия хозяина дома с пространством, в
котором он живет.
Как работает умный дом и насколько сложно им управлять?
Работа всех инженерных систем проходит в автоматизированном
режиме, а управление, с которым способен разобраться человек
любого возраста – и ребенок, и пожилой член семьи –
осуществляется с помощью универсальной системы. Ее роль, по
желанию хозяина, может взять на себя смартфон, пульт или другое
устройство. Изучение компьютерных программ для управления
умным домом не требуется.

7.

Ключевые аспекты
проблемы:
В рассматриваемой мною ситуации были выявлены два основных аспекта:
Экстренные ситуации (кража, пожар, протечка)
Автоматизация (уход за животными и растениями, система сигнализации, контроль света и
тепла
В рамках данного проекта и предлагаемых мною решений, я буду рассматривать следующие
направления:
Уход за животными и растениями
Система сигнализации

8.

Уход за животными и
растениями:
Вместо альтернативы доверенного лица для полива растений и ухода за животными, я предлагаю автоматизированные решения,
внедренные в умный дом.
Система полива растений при помощи автоматизированной подставки
растений “Флора”
Кампания Альганте в Сингапуре, производящая подставки для растений
“Флора”.
Подставка определяет влажность земли при помощи датчика, заранее
поставленного в горшок цветка. На основе полученной информации, она
синхронизируется с умным домом, который посылает команду о поливе
растения.
Эта же самая подставка распрыскивает воду в воздух для поддержания
микроклимата вокруг растения.
Источник: https://www.inceptivemind.com/flora-ai-enabled-plant-wateringsystem/6983/

9.

Умные миски
Миски, выдающие еду и воду на основе сканированной информации о
животном, заранее вбитой в систему.
Может быть использована в случае, если петситтер не пришел или же,
чтобы обезопасить дом от ненужных визитов.
На миске есть сканер, который определяет породу животного, тип еды и
порцию. Полученная информация синхронизируется с умным домом,
который посылает команду о кормлении животного.
Существующего автоматизированного решения для данной проблемы не
было найдено. Моя идея - разработать алгоритм в Python на основе
модели машинного обучения.
За ее основу берется существующая база данных изображений пород
собак и кошек:
https://www.kaggle.com/datasets/jessicali9530/stanford-dogs-dataset
https://www.kaggle.com/datasets/zippyz/cats-and-dogs-breeds-classificationoxford-dataset

10.

Автоматизированный дворик для выгула собак.
Двери, открывающиеся по расписанию для собак.
Самоочищающиеся дворики и коробки для кошек.
Хозяин сам определяет расписание выгула собак и вводит его в систему. После синхронизации расписания с
умным домом, система будет посылать команду для открытия дверей и очищения дворика и коробок для
кошек.
Существующего автоматизированного решения для данной проблемы не было найдено. Моя идея разработать робота-уборщика на основе программы робота-пылесоса, который автоматизировано по
расписанию будет проводить уборку, и после проведенной работы будет сам возвращаться на подзарядку.
Вся информация синхронизируется с умным домом. Данные хранятся в еженедельных отчетах во
вкладках полив растений, кормление и выгул животных.

11.

Система сигнализации:
1. “Приложение” Aurora – это система аутентификации, дополнительный уровень защиты дома.
Первый уровень безопасности: логин и пароль, указанные при регистрации в системе дома. Второй
дополнительный уровень – это настраивание системы аутентификации.
Пропуск в дом производится на основе приложения, установленного на смартфон, которое
комбинирует новый пароль раз в 30 секунд.
Источник:
https://rspectr.com/articles/zakodirovannyj-vyhod-iz-doma
https://www.openpath.com/
2. Общее количество попыток ввода пароля - 3. При неправильно набранном пароле будет
производиться предупреждение. После нарушения представленных попыток, хозяину дома будет
направлено звуковое оповещение, с дальнейшим выбором действий. На решение предоставляется 5
минут, в случае бездействия система направляет запрос в полицию и СОБР. Данное действие можно
отменить в течение 15 минут.

12.

3. При нарушение целостности двери (определение по датчикам
и видеонаблюдению) будут вызываться автоматически
специальные службы (СОБР) и наряд полиции.
4. Для гостей, друзей и знакомых можно назначить парковочное
место и пропуск в дом на основе цифрового пропуска
(комбинированный пароль и номер автомобиля), который
вносится в отчет. При нарушении данной позиции, мы
возвращаемся к пункту 2.
Вся информация синхронизируется с умным домом. Данные
хранятся в еженедельных отчетах во вкладках посещения,
парковка и гостевой список.

13.

Обучение ИИ (machine learning algorithms):
Convolutional Neural Network (CNN)
Сверточная нейронная сеть - на основе
полученного изображения, данный алгоритм
находит совпадения с уже имеющимися
изображениями в базе данных.
Результат - совпадение или несовпадение с
породой животного.

14.

Пример кода:
Данный пример кода генерирует тестовые
изображения из поступающей информации
(фотография домашнего животного) и редактирует его
в соответствии с рекомендациями кода.
После модель сравнивает эти изображениями с базой
данных и ищет совпадения.
Преимущество сверточной нейронной сети в том, что
при каждом следующем тестировании модели, она
само-улучшается, т.е. точность предсказания и
совпадения изображения повышается.

15.

Что будет делать ИИ сам полгода?
В рамках данного проекта и предлагаемых мною решений, я рассмотрел адаптивность ИИ без
человека в течении полугода:
1.
1.
-
Уход за животными и растениями
Автоматизированное распознавание породы животного
Определение суточной нормы питания
Выгул собак в соответствии с расписанием
Автоматизированный полив растений
Поддержание микроклимата
Система сигнализации
Приложение с использованием цифровых пропусков
Легкий контроль с помощью системы ИИ
Вызов специальных служб в экстренных ситуациях
Отчетность посещения

16.

Минутка ИИ юмора:

17.

Спасибо за внимание!