IoT + AI, или как да намалим разходите за енергия в компанията | AI в бизнеса #88

Какво е Интернет на нещата? (IoT)

Интернет на нещата, известен също като IoT, е технология, която позволява свързването и обмена на данни между различни устройства, свързани с интернет. Това е мрежа от физически обекти – “неща” – оборудвани със сензори, софтуер и технологии, които им позволяват да обменят данни с други устройства и системи през интернет. Но защо да свързваме всички устройства с интернет – от принтери и хладилници до климатици, камиони и индустриални машини?

Изследвания, проведени от Transforma Insights, показват, че производството на нови IoT устройства ще увеличи глобалното потребление на електрическа енергия с 34 тераватчаса (TWh) до 2030 г. Междувременно обучението и използването на големи езикови модели, като ChatGPT, може да доведе до това центровете за данни да изразходват до 21% от световното търсене на електрическа енергия.

Въпреки това, решенията на Интернет на нещата също ще намалят потреблението на електрическа енергия в сравнение с използването на същия тип устройства без сензори с над 1.6 петаватчаса (PWh). За илюстрация на мащаба – това е количеството електрическа енергия, необходимо за покриване на потреблението на над 136.5 милиона домакинства за една година. Въпреки това, бизнесите не могат да процъфтяват без все по-нови устройства, а изкуственият интелект може значително да помогне за допълнително минимизиране на енергията, която консумират.

Източник: Transforma Insights (https://www.6gworld.com/)

Каква е връзката между IoT и AI?

Изкуственият интелект анализира данни от устройства на Интернет на нещата, идентифицирайки тенденции и стратегии за спестяване на енергия. Благодарение на това, IoT и AI отварят нови възможности за ефективно управление на потреблението на енергия. Например, AI може да регулира системите за отопление, вентилация и климатизация (HVAC) на базата на:

• модели на използване на помещения – например, понижаване на температурата в незаето помещение в определен ден,
• метеорологични условия – намаляване на мощността на климатика в облачен или ветровит ден,
• качество на вътрешния въздух – увеличаване на ефективността на вентилацията само по време на среща с много хора.

Допълнително, AI, подкрепен от IoT, позволява създаването на цифрови близнаци за оптимизиране на производствените процеси, като предсказване на потреблението на части от машини или анализиране на честотата и причините за повреди, водещи до престой.

IoT AI технологиите са полезни за цялата верига за доставка на електрическа енергия – потребители, дистрибутори и електрически станции. Интернет на нещата позволява автоматизация на различни процеси, като събиране на данни за енергия за измервания и анализ. Прилагането на ограничения на мощността на хардуера и оптимизацията на времето за обучение на AI моделите може да намали потреблението на енергия с приблизително 12% до 15% с минимално влияние върху производителността на модела.

Как IoT и AI могат да намалят разходите за енергия във вашата компания?

IoT сензорите в сградите изпращат данни за потреблението на енергия в реално време за анализ, ускорявайки ремонтите и намалявайки загубите на енергия поради дефектно оборудване. Ето примери за сензори, които могат да бъдат инсталирани в сградите:

• температурни сензори – следят промените в температурата в помещенията и позволяват оптимизиране на потреблението на енергия за отопление или охлаждане,
• сензори за светлина – откриват нивото на естествена светлина и автоматично регулират интензивността на изкуственото осветление,
• сензори за движение – позволяват активиране на системата само когато хората са присъствали в помещението, намалявайки ненужното потребление на енергия,
• умни измервателни уреди – събират данни за потреблението на енергия, позволявайки подробен анализ и оптимизация,
• сензори за качество на въздуха – регулират работата на вентилационните системи, осигурявайки правилно качество на въздуха с минимално потребление на енергия.

Умните термостати и осветителни системи могат да се адаптират към моделите на използване на помещенията, намалявайки разходите за енергия. IoT устройствата могат да намалят потреблението на електрическа енергия и разходите в сградите по време на пикови часове чрез програми за отговор на търсенето и планиране. Прилагането на решения, базирани на IoT и AI, може да доведе до спестявания на енергия до 40%. Освен това, решенията за съхранение на енергия, контролирани от AI, оптимизират нейното използване, управлявайки съхранението и разпределението.

Източник: DALL·E 3, prompt: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Ползи от използването на IoT и AI

Внедряването на интелигентни IoT и AI технологии носи много ползи. Това не е само начин за намаляване на сметките, но и за повишаване на комфорта при използването на офиси, основно:

• по-добър контрол на температурата и спестяване на енергия благодарение на умни термостати,
• контрол на яркостта на осветлението, което означава значително намаляване на потреблението на електрическа енергия, особено през есенно-зимния период,
• управление на влажността на въздуха – особено важно при съхранение на документи или чувствително, специализирано оборудване.

IoT устройствата също стават все по-сложни, а в отговор на нарастващото търсене цените на сензорите намаляват. Пример за това е Flex2X, решение, създадено от британската компания Grid Edge (https://gridedge.ai/). Тази система интегрира информация от вече инсталирани сензори в сградите, като температурни или влажностни детектори, с допълнителни данни, като метеорологични условия. След това ги анализира с помощта на AI алгоритми, непрекъснато оптимизирайки използването на енергия в сградата.

Източник: DALL·E 3, prompt: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Недостатъци на IoT – колко енергия изисква AI?

За съжаление, комбинацията от Интернет на нещата и AI идва с недостатъци. Използването на IoT и AI е предимно свързано с необходимостта от значително потребление на енергия. Подробна информация за количеството енергия, необходимо за обучението на най-мощния и известен модел GPT-4, който се използва в търговската версия на ChatGPT и BingChat, не е била публично разкрита. Въпреки това, на базата на наличните данни, можем да очертаем мащаба на това начинание.

Моделът GPT-4 има над 175 милиарда параметри и е обучен на набор от данни, надвишаващ 45 TB. Това изисква интензивен процес на анализ на данни и настройка на параметрите на модела, водещ до значително търсене на изчислителна мощ и в резултат на това високо потребление на енергия.

За обучението на модела GPT-4 са използвани напреднали графични процесори (GPU) и тензорни процесори (TPU), известни със своето интензивно потребление на енергия.

Резюме

IoT и AI могат да имат значително влияние не само върху финансовите резултати на компанията, но и върху околната среда, подобрявайки енергийната ефективност. Средно голяма сграда консумира приблизително 230,000 kWh електрическа енергия годишно, което се превръща в разход от около $25,000. Внедряването на Интернет на нещата може да допринесе за намаляване на потреблението на енергия с 10% до 15%. Интеграцията на IoT и AI също е от съществено значение за пълното оползотворяване на потенциала на умните фабрики по отношение на устойчивото развитие и спестяванията.

Ако харесвате нашето съдържание, присъединете се към нашата общност на активните пчели в Facebook, Twitter, LinkedIn, Instagram, YouTube, Pinterest, TikTok.