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Vom Smart Home zum Haus mit Köpfchen – Intelligenz in den eigenen vier „Glas-Wänden“

Smarte Anwendungen und Produkte erobern zunehmend den privaten Wohnbereich. Die Idee dabei ist so simpel wie vielversprechend: Alarmanlagen, Zutrittssysteme oder elektrische Haushaltsgeräte lassen sich im Smart Home bequem über eine App steuern. Der technikaffine Hausbewohner kann die Einstellungen entweder über sein Smartphone unterwegs oder im WLAN zuhause steuern und findet sein Wohnzimmer nach einem langen Arbeitstag bereits angenehm vorgewärmt, während im Hintergrund die Lieblings-Playlist spielt. So richtig smart wird das Home, wenn die unterschiedlichen Einzelsysteme und Haushaltsgeräte automatisch miteinander kommunizieren und zu einem einzigen System vernetzt werden. Einzelne Apps, um etwa die Heizung, die Jalousien oder die Beleuchtung zu steuern, gehören damit der Vergangenheit an. Das mag für manchen Hausbesitzer noch nach weitentfernter Zukunftsmusik klingen. Doch die nötige Technik ist am Markt bereits erhältlich, wird immer erschwinglicher und leichter zu bedienen. Mit dem vernetzten Zuhause ist aber noch längst nicht Schluss: IBM und HUF HAUS gehen noch einen Schritt weiter und präsentieren das weltweit erste Haus mit selbstlernenden Fähigkeiten.

Vom Smart Home zu einem Haus, das „mitdenkt“ und „mitredet“

Das intelligente HUF Haus „Ausblick“ im Musterhauspark in Hartenfels versteht und lernt seine Bewohner über ihre Interaktionen kennen. Wie es das macht? Damit das traditionelle High-Tech Produkt aus Holz und Glas von HUF HAUS noch intelligenter wird, müssen die Einzelsysteme mit vernetzten Sensoren ausgestattet sein. Sie erheben kontinuierlich Daten über die täglichen Gewohnheiten des Bewohners – etwa über die morgendliche Routine nach dem Aufstehen: Wann öffnet er in der Regel die elektrischen Jalousien im Schlafzimmer, welche Temperatur bevorzugt er beim Zähneputzen im Badezimmer und wann schaltet er die Kaffeemaschine an? Diese Einstellungen können in einem vernetzten Zuhause über eine zentrale Steuerungseinheit im Haus oder bequem per Smartphone bedient werden. Soll das Haus selber mitdenken und die Einstellungen eigenständig vornehmen, ist die reine Sammlung dieser kontextbezogenen Daten allerdings nur der erste Schritt. Die Daten müssen auch verstanden werden, um unser tägliches Leben angenehmer und sicherer zu machen. Diese Mammutaufgabe übernimmt die IBM Watson KI (Künstliche Intelligenz).

Wohlfühl-Einstellungen über Deep Learning registrieren

IBM Watson analysiert die vorhandenen Daten der vernetzten Systeme und Geräte, um darin Verhaltensmuster zu erkennen und diese für zukünftige Interaktionen abzuspeichern. Registriert das System eine regelmäßige Änderung in den Wohlfühl-Einstellungen, passt es diese automatisch an. Der Hausbewohner ist dabei kein passiver Zuschauer in seinen eigenen vier Wänden: Besonders zu Anfang ist es wichtig, dass die Einstellungen im System überprüft und bestätigt werden. Nur so ist IBM Watson in der Lage, die Gewohnheiten zu erlernen und die bevorzugten Einstellungen irgendwann selber vorzunehmen. Dieser dynamische Ansatz steht im Gegensatz zu auf dem Markt verfügbaren Smart-Home-Programmierungen, die reine Befehlsketten ausführen und ein statisches Regelwerk abbilden.

Das allerdings ist einfacher gesagt als getan: Denn die Mehrheit der Daten liegt in unstrukturierter Form vor, die von Maschinen nicht analysiert werden können. Die Verarbeitung und Analyse gelingt durch Deep Learning, einer Lernmethode im Rahmen des maschinellen Lernens, zusammengefasst unter dem Oberbegriff der Künstlichen Intelligenz. Mit diesem Verfahren lässt sich zum Beispiel eine einfache Bilderkennung schneller, präziser und zuverlässiger durchführen als wir Menschen es je könnten. Künstliche neuronale Netzwerke gleichen dazu Bilder unterschiedlicher Datenbanken miteinander ab und führen komplexe Berechnungen durch. Die kognitiven Fähigkeiten eines Menschen würden aufgrund der Datendichte und des Komplexitätsgrads dabei schnell an ihre Grenzen stoßen.

Das selbstlernende Haus von HUF Haus und IBM bringt den Bewohnern mit IBM Watson Technologie optimalen Komfort.

Unsichtbare Helfer sorgen für Komfort

Bei dem filigranen HUF Haus Bungalow handelt es sich zwar derzeit um ein Bürogebäude, das innovative Konzept und der durchdachte Grundriss können aber problemlos auf ein schlüsselfertiges Einfamilienhaus ungeplant werden. In jedem Fall können unsichtbare Helfer dafür sorgen, dass sich Bewohner rundum wohlfühlen. Stellen wir uns dazu folgendes Szenario vor: Mia, unsere technikaffine Hausbewohnerin, kommt wie üblich von der Arbeit nach Hause und wird dank einer speziellen Gesichtserkennungs-Software an der Haustür direkt erkannt. Als registrierte Bewohnerin wird ihr automatisch die Tür geöffnet. Es ist ein heißer Tag, deshalb möchte Mia erst einmal etwas ausspannen. Im Wohnzimmer empfangen sie angenehme 21 Grad Celsius – genau, was sie nach der Hitze draußen jetzt braucht. Und wie es das IBM Watson KI-System über die Zeit gelernt hat. Die Jalousien sind heruntergelassen und schützen vor der Sonne. Später am Abend, wenn die Sonne langsam untergeht, werden sich die Jalousien und elektrischen Fenster automatisch öffnen, um durchzulüften und das Haus zu kühlen. Über Watson Assistant, dem digitalen Sprachassistenten von IBM, schaltet Mia den Fernseher zur abendlichen Tagesschau an. Das sprachgesteuerte Assistenzsystem ist direkt im TV-Gerät verbaut und ermöglicht eine natürliche Interaktion. Dank ihrer Sprachbefehle erlernt IBM Watson die Vorlieben und Verhaltensmuster von Mia. Schaut sie beispielsweise regelmäßig um 20 Uhr die Tagesschau, kennt der Assistent die standardmäßige Einschaltzeit des Fernsehers und wird in Zukunft selber einschalten.

Gemeinsame Kommunikation über offene Schnittstellen

Damit die Daten zur bevorzugten Raumtemperatur, der idealen Lichteinstellung oder der Einschaltzeit des Fernsehers ihren Weg in das System finden, sind offene Schnittstellen und ein gemeinsamer Protokollstandard zur Gebäudeautomation nötig. Sie sorgen dafür, dass die vernetzte Heizung, der Motor der Jalousie oder das IoT-fähige TV-Gerät miteinander kommunizieren und die erhobenen Daten auf einer gemeinsamen Plattform zusammenlaufen können. Aber keine Sorge, sollten sich die Wohlfühl-Einstellungen ändern: Der Bewohner kann die gespeicherten Befehle jederzeit über ein Touch-Display oder Sprachbefehl überschreiben oder zurücksetzen. Handelt es sich um regelmäßige Einstellungsanpassungen, registrieren dies die Algorithmen von IBM Watson und passen sie entsprechend an.

Datenschutz wird großgeschrieben

Geht es um den Umgang mit ihren Daten, können sich Hausbesitzer sicher sein: Die Daten werden in der Cloud-basierten IoT-Plattform von IBM in Frankfurt am Main gesammelt, analysiert und sicher gespeichert. Strengste EU-Sicherheitsrichtlinien verhindern darüber hinaus die Weitergabe von personenbezogenen Daten. Die erhobenen Daten bleiben damit stets im Besitz des Bewohners und werden ausschließlich zu Trainingszwecken des KI-Systems genutzt – in anonymisierter Form versteht sich.

Das Internet der Dinge revolutioniert die Art und Weise, wie wir mit Gebäuden interagieren. Die Möglichkeiten von Smart Home sind dabei praktisch unbegrenzt. Noch angenehmer ist es, wenn das Haus selber mitdenkt und Empfehlungen abgeben kann – etwa um Stromkosten zu sparen. Zeit also, sich wie Mia entspannt zurückzulehnen, das Licht wird sich schon von selbst ausschalten.

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