CC BY
0УДК 721.001
Муратова Д.
архитектор проектировщик, магистр гражданского строительств Чешский технический университет (г. Прага, Чехия)
РАЗРАБОТКА «УМНЫХ» ДОМОВ, КОТОРЫЕ МОГУТ РЕАГИРОВАТЬ НА ПОТРЕБНОСТИ СВОИХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
Аннотация: умные дома становятся все более важной частью современной жизни, предоставляя уникальные возможности для автоматизации и оптимизации домашней среды. В данной статье исследуются современные адаптивные системы, предназначенные для умных домов, и их влияние на комфорт, эффективность и безопасность проживания. Рассмотрены ключевые аспекты адаптивных систем, включая их технологическое оснащение, функциональные возможности и интеграцию с другими устройствами и системами умных домов. Подчеркивается роль адаптивных систем в создании комфортного и эффективного пространства для жизни, их способность экономить энергию, упрощать управление и повышать безопасность в зависимости от контекста и потребностей. Актуальность этой темы делает её интересной для исследователей и практиков в области умных домов, демонстрируя значительный потенциал для улучшения качества жизни.
Ключевые слова: адаптивные системы, умный дом, голосовые интерфейсы, экономия ресурсов, энергоэффективность, совместимость приложений, смарт-технологии, искусственный интеллект.
Выбор темы обусловлен растущей популярностью умных домов, повышенной потребностью в эффективном использовании ресурсов, быстрым технологическим прогрессом в области сенсорных устройств, искусственного интеллекта (ИИ) и Интернета вещей (1оТ), а также стремлением улучшить комфорт и безопасность жизни. Адаптивные системы предоставляют персонализированные решения для жителей, обеспечивая контроль и
безопасность, а также обладают значительным экономическим потенциалом. Эти аспекты делают тему актуальной для исследований и разработок, способствуя инновациям в сфере умных домов.
Целью данного исследования является изучение современных адаптивных систем в умных домах для понимания их роли, функциональных возможностей и влияния на комфорт, эффективность и безопасность жизни.
Задачи исследования:
• Исследовать технологии, методологии и инструменты, используемые для создания адаптивных систем в умных домах.
• Оценить эффективность адаптивных систем в снижении энергопотребления и ресурсных затрат.
• Рассмотреть этические и юридические аспекты использования адаптивных систем в домашних условиях.
• Проанализировать вызовы и проблемы, с которыми сталкиваются разработчики и пользователи адаптивных систем.
• Исследование направлено на более глубокое понимание роли адаптивных систем в умных домах и их потенциала для улучшения качества жизни, энергоэффективности и безопасности.
В контексте данной статьи умный дом представляет собой жилое помещение, оснащенное современными информационными технологиями и системами автоматизации. Адаптивные системы в умных домах включают программные и аппаратные компоненты, способные изменять свое поведение в зависимости от условий и потребностей. Эти системы принимают решения на основе данных, собранных с различных датчиков, предоставляя пользователю более комфортную и эффективную домашнюю среду. Эффективность энергопотребления определяется способностью систем управления оптимизировать использование ресурсов, включая освещение, отопление и охлаждение, с целью снижения энергозатрат.
Ключевые аспекты адаптивных систем в умных домах и служит важным фундаментом для дальнейших исследований и разработок.
Рассмотрим современные технологии и методологии, используемые в умных домах. На рисунке 1 приведен пример экосистемы умного дома (ВОТ).
Рисунок 1. Пример экосистемы умного дома.
Основой работы умного дома являются различные датчики, такие как датчики движения, температуры, влажности и качества воздуха. Эти датчики собирают данные о домашней среде, которые затем используются адаптивными системами для принятия решений на основе изменяющихся условий. Собранные данные являются источниками для последующих технологий.
Важной технологией является управление энергопотреблением. Применение смарт-термостатов и умных систем освещения позволяет регулировать потребление энергии в зависимости от присутствия пользователей и внешних условий. Это способствует снижению расходов на энергию и повышению экологической устойчивости умного дома.
Интернет вещей является основой для работы умных домов. Устройства, такие как смарт-термостаты, смарт-замки и умные системы освещения, подключаются к Интернету, что позволяет им взаимодействовать между собой и с удаленными управляющими системами. Данные, собираемые с этих устройств, часто хранятся и обрабатываются на облачных серверах, что позволяет собирать
и анализировать информацию из различных источников, обеспечивая возможность мониторинга и управления всеми аспектами домашней среды.
Современные системы IoT часто работают совместно с модулями искусственного интеллекта (ИИ). ИИ включает алгоритмы и машинное обучение, которые используют данные от устройств IoT для анализа поведения и предоставления более интеллектуальных решений. Например, системы могут обучаться на предпочтениях пользователей и предлагать оптимальные настройки для повышения комфорта и эффективности.
Многие производители систем умного дома предоставляют мобильные приложения, которые позволяют пользователям управлять системами и мониторить свой дом, даже находясь вдали от него. Голосовые ассистенты, такие как Amazon Alexa, Google Assistant, Apple Siri и Яндекс Алиса, интегрируются в умные дома, позволяя пользователям управлять устройствами голосом. Это добавляет удобства и облегчает контроль над системами.
Использование роботизированного процесса автоматизации (RPA) в адаптивных системах умного дома представляет собой ключевое направление современных технологий, способствующее повышению уровня автоматизации и управления домашней средой. RPA позволяет автоматизировать рутинные задачи, такие как управление устройствами, регулирование температуры, освещения и обеспечения безопасности. Программирование RPA позволяет выполнять различные сценарии в зависимости от контекста. RPA-роботы могут играть важную роль в обеспечении безопасности дома, мониторя системы, такие как камеры и сигнализации, и контролируя работу датчиков. Эта технология также имеет потенциал для снижения энергопотребления и расходов, делая умные дома более эффективными и экологически устойчивыми. Адаптивные системы в умных домах становятся чрезвычайно важными, так как они способствуют повышению комфорта, снижению затрат и улучшению безопасности, а также обеспечивают более эффективное использование ресурсов. Эти системы способны регулировать отопление, кондиционирование воздуха и освещение в зависимости от присутствия пользователей, времени
суток и внешних климатических условий, что значительно снижает энергозатраты и расходы на коммунальные услуги. Также системы могут адаптировать домашнюю среду к потребностям и предпочтениям каждого пользователя, например, обеспечивая идеальную температуру или уровень освещенности в определенной комнате. Среда умного дома может изменяться под воздействием множества факторов, включая погоду, время суток, присутствие пользователей и даже энергоснабжение. Адаптивные системы проектируются для реагирования на эти изменения и предоставления наилучших решений для оптимизации комфорта и эффективности. В условиях растущей проблемы изменения климата, динамически обучаемые системы в умных домах могут способствовать экологической устойчивости, оптимизируя энергопотребление и ресурсы и снижая негативное воздействие на окружающую среду.
На начальном этапе проектирования систем управления информация об объекте управления всегда является неполной. В идеале система должна автоматически получать информацию об объекте управления и на основе этой информации изменять параметры регулятора, чтобы поддерживать необходимое качество управления. Такие системы называют адаптивными.
Адаптация - это процесс изменения параметров или структуры регулятора, или управляющего воздействия на основе текущей информации с целью сохранения постоянного заданного показателя качества управления при начальной неопределенности описания объекта и условий внешней среды.
Адаптивные системы в умных домах представляют собой инновационные решения, которые позволяют домам автоматически адаптироваться к потребностям и предпочтениям пользователей, повышая комфорт, безопасность и эффективность проживания. Технические аспекты включают развитие искусственного интеллекта, машинного обучения, интернета вещей и голосовых интерфейсов. Эти технологии обеспечивают адаптацию систем к изменяющимся условиям и предоставление персонализированного опыта.
Перспективы развития указывают на возможности для дальнейших исследований в области улучшения алгоритмов адаптации, методов обучения искусственного интеллекта, создания более удобных интерфейсов, повышения энергоэффективности и интеграции умных устройств.
В целом, адаптивные системы в умных домах предоставляют значительные выгоды для конечных пользователей, повышая комфорт, безопасность и эффективность. Однако существует необходимость в дополнительных исследованиях для достижения более совершенных технических, этических и юридических решений и обеспечения устойчивого развития этой области. Понимание и учет этих аспектов позволят продолжать инновации в области адаптивных систем, делая умные дома более доступными и удобными для пользователей, обеспечивая им более комфортную и эффективную жизнь.
Адаптивные системы играют ключевую роль в современных умных домах и являются неотъемлемой частью их инфраструктуры. Их важность можно подчеркнуть с нескольких ключевых позиций, таких как:
• комфорт и удобство,
• экономия ресурсов,
• безопасность,
• персонализация,
• удаленное управление,
• совместимость и расширяемость,
• автоматизация рутинных задач,
• снижение воздействия на окружающую среду.
Все эти аспекты подчеркивают важность адаптивных систем в создании умных домов, которые предоставляют выгоды как с точки зрения комфорта и безопасности, так и с экономической и экологической точек зрения. Адаптивные системы не только улучшают качество жизни, но и оказывают положительное воздействие на общество и окружающую среду.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Николенко С.И., Тулупьев А.Л. Самообучающиеся системы. — Москва: Litres, 2022. — 287 с;
2. Кузяшев А.Н. Интернет вещей, умный дом и умные города // Эпоха науки.
— 2021. — № 25. — С. 174-176;
3. Мустафина А.Ф. Технология искусственного интеллекта в контексте бизнес-среды // Стратегии бизнеса. — 2019. — № 7 (63). — С. 8-14;
4. Орлов М.О., Шаткин М.А. Приватность в условиях цифровизации: правовые и экономические аспекты // Социологические исследования. — 2019.
— № 4. — С. 15-26;
5. Никитин К.А. Перспективы и инновации в электротехнике: энергетика будущего // Фундаментальные научно-практические исследования: актуальные тенденции и инновации. — 2023. — № 9. — С. 52-57;
6. Гальперова Е.В. Анализ перспектив применения цифровых технологий в секторах экономики и их влияния на энергопотребление // Информационные и математические технологии в науке и управлении. — 2019. — № 4 (16). — С. 2030;
7. Львович И.Я. Проблемы использования технологий интернет вещей // Вестник Воронежского института высоких технологий. — 2019. — № 1. — С. 73-75;
8. Tulshan A.S., Dhage S.N. Survey on Virtual Assistant: Google Assistant, Siri, Cortana, Alexa // Advances in Signal Processing and Intelligent Recognition Systems: 4th International Symposium SIRS. — 2019. — № 4. — P. 190-201;
9. Дубельщиков А.А., Тутова Н.В. Навыки Яндекс. Алиса: от идеи до реализации // Телекоммуникации и информационные технологии. — 2020. — № 2. — С. 92-97
Muratova D.
Czech Technical University (Prague, Czech Republic)
DEVELOPMENT OF SMART HOUSES, WHO MAY REACT FOCUSED ON THE NEEDS OF ITS USERS
Abstract: smart homes are becoming an increasingly important part of modern life, providing unique opportunities to automate and optimize the home environment. This article examines modern adaptive systems designedfor smart homes and their impact on comfort, efficiency and safety of living. Key aspects of adaptive systems are considered, including their technological equipment, functionality and integration with other devices and systems of smart homes. The role of adaptive systems in creating a comfortable and efficient living space is emphasized, their ability to save energy, simplify management and increase safety depending on the context and needs. The relevance of this topic makes it of interest to researchers andpractitioners in the field of smart homes, demonstrating significant potential for improving the quality of life.
Keywords: adaptive systems, smart home, voice interfaces, resource saving, energy efficiency, applications compatibility, smart technologies, artificial intelligence.
