OpenLicht: ИИ‑управляемый прототип умного освещения трансформирует освещение помещений

Немецкая исследовательская инициатива OpenLicht доставила инновационное решение умного освещения, использующее открытое ПО, библиотеки машинного обучения и доступное железо для автономной адаптации освещения помещения под деятельность ocupанта.

Текущие умные освещения вроде Philips Hue и Osram Lightify предлагают ограниченную автоматизацию, обычно требуя от пользователей ручной настройки расписаний или управления через приложение смартфона. Хотя программируемые, эти системы все еще зависят от пред‑конфигурированных правил и не адаптируются к поведению пользователя в реальном времени.

Современные умные системы освещения все еще должны настраиваться пользователем вручную. Проект OpenLicht
разработал прототип более интеллектуальной системы освещения (Изображение: Infineon Technologies/OpenLicht)

Проект OpenLicht, запущенный в сентябре 2016, нацелился сдвинуть эту парадигму, интегрируя искусственный интеллект и машинное обучение в умное освещение. «Наши двойные цели — продвинуть ИИ‑базированное исследование умного освещения и демократизировать передовую технологию для стартапов и мейкеров», — сказал координатор проекта Хуан Мена‑Каррильо, R&D менеджер по умному освещению в Infineon Technologies.

Недавно завершенный проект финансировался немецким Министерством образования и исследований (BMBF) с участниками Infineon, Bernitz Electronics, Deggendorf Institute of Technology и Technical University of Dresden. Infineon и TU Dresden разработали ML‑приложение и алгоритмы. Deggendorf разработал графический интерфейс/приложение для проекта, а Bernitz отвечал за шлюз и коммуникации между сенсорами и актуаторами системы.

Умный прототип

Флагманский исход проекта — полностью функциональный прототип, включающий ИИ‑драйвенный адаптивный софт‑стек, пользователь‑дружественный графический интерфейс и центральный шлюз на базе Raspberry Pi, оркестрирующий обработку данных и задачи управления. Прототип автоматически модулирует освещение на основе позиции и активности ocupанта — например, отдельные настройки для просмотра ТВ против чтения — и учит индивидуальные предпочтения со временем. Он также может обобщать на новые сценарии, с которыми не встречался ранее.

Открытый аппаратный шлюз основан на Raspberry Pi с платой расширения. Есть также миниатюрная версия, на микроконтроллерной архитектуре, но она требует подключения к шлюзу OpenLicht (Изображение: Infineon Technologies/OpenLicht)

Ядром прототипа является открытый смарт‑хом middleware на базе openHAB, vendor‑агностичной платформы. Исследователи создали кастомные openHAB биндинги для набора сенсоров — включая датчики давления и радара — детектирующих присутствие и движение. Данные сенсоров текут через эти биндинги в виртуальные «items», затем передаются в машинно‑обучающий фреймворк Encog.

Первая нейросеть, обученная на потоках сенсоров, инферит текущую активность ocupанта. Ее выход сливается с реальными данными освещения и подается во вторую, самообучающуюся нейросеть, которая непрерывно адаптируется к предпочтениям пользователя. Результирующая конфигурация ламп переводится в команды актуаторов через openHAB биндинги.

Команда настроила демо‑комнату для оценки прототипа и сбора сенсорных данных для обучения нейросети (Изображение: Infineon Technologies/OpenLicht)

«Пользователи все еще могут вручную регулировать цвет и интенсивность ламп через UI, переключатель, диммер или пульт. При ручном переопределении система записывает новую настройку, маппит ее на детектированную активность и окружение, и переобучает нейросеть — приоритизируя свежие данные — для уточнения будущих предсказаний», — сказал Мена‑Каррильо.

Проблема приватности

Безопасность и приватность были ключевыми вызовами. Команда включила Trusted Platform Module (TPM) от Infineon для защиты критических данных и защиты от التلاعب. После обширных пользовательских интервью команда выявила проблемы приватности как главный барьер принятия умного дома. Следовательно, OpenLicht использует edge AI, обрабатывая все чувствительные данные локально, тем самым сохраняя приватность, ускоряя отклик и снижая зависимость от интернет‑связности.

Открытый исходный код

Амбиция OpenLicht демократизировать технологию отражена в зависимости от открытых компонентов. Софт расширяет openHAB, интегрирует открытую библиотеку Encog и строится на экономичном железе. Весь код — включая ML‑модули, базу знаний и openHAB биндинги — скоро будет доступен на GitHub, позволяя индустрии и мейкер‑сообществу расширять и обогащать платформу.

«Наш открытый релиз уполномочит пользователей вводить новые ИИ‑возможности в их openHAB установки», — сказал Мена‑Каррильо. «Эти результаты теперь позволяют пользователям добавлять такие новые ИИ‑функции и фичи в их openHAB системы».

Пока проект выполнил основные цели, команда признает, что требуется дальнейшая доработка для надежной операции во всех сценариях. Открытая природа OpenLicht приглашает продолженную коллаборацию и эволюцию от шире сообщества.

>> Эта статья изначально публиковалась на нашем сестринском сайте, EE Times Europe.