.Swarm Intelligence 架構,如何解決現有建築智慧化系統問題?

Use AI to learn and predict
building behavior




3S MARKET在6月28日所分享建築壽命週期管理的核心技術— BIM 和 RFID 這篇報導,有位朋友回應,對岸 BIM 的應用已經成熟普遍,也得到他們國家的支持,只見台灣還是一些個人有志之士,在孤軍吶喊。

不過我在看了一些對岸的報導,他們也說 BIM 的應用,也才開始而已。

而提到人工智慧在各種場域的應用,相信在網路上與各媒體,都已經報導的風風火火。

可是在智慧建築領域呢?相信這議題在台灣還沒燒到,即便有,大概也是不會有太多人關注。


分享給大家,這篇前衛,但相當重要的報導:Swarm Intelligence 在智慧建築上的應用……


任何顏色車牌——都拍攝的清清楚楚!

來源:IIBE国际智能建筑展

近年來資訊技術得到快速發展和廣泛應用。群體智慧(Swarm Intelligence)系統以扁平化、無中心的系統架構,區別於傳統分層中央控制的智慧化系統,為建築、城市控制管理,提供靈活開放的平台,滿足使用者、營運者和建設者的不同使用需求。

Watch: Harvard scientists develop tiny robots that can swarm | PBS ...

群體智慧(Swarm Intelligence)到底是什麼?群體智慧技術又是如何運用到樓控系統裡的呢?

在對岸中國建築業協會智建築分會2018年會員代表大會上,中國清華大學自動化系 趙千川教授發表了題為「群體智慧和智建築前沿技術」的主題報告,探討了當物聯網、大數據和人工智慧等技術,在應用於建築領域時,為系統性能優化和安全控制,帶來的研究機會與挑戰。

圖源:图虫创意

報告中,這位趙教授重點介紹了,其團隊建立的以群體智慧的扁平化,新型建築智慧化系統 I2B 架構,和相應的系統平台技術,以並聯水泵群控,和感測器故障檢測等典型應用為例,展示該架構,如何克服傳統的集中式分層架構,存在的不足,實現樓控機電設備即插即用,樓控系統的自組織分布式協作計算和節能控制。

Swarm Intelligence

建築智慧化系統問題
1、調研現狀
1. 智慧化系統利用率不高以空調系統為例,多數系統僅實現對設備的遠端開關機;智慧化系統對設備的自動加減機控制,對設備狀態的自動調節功能未發揮出來。

2. 系統調試和維運門檻和成本高:目前的建築智慧化系統整體構架繁復,控制設備和現場設備連線過多,帶來建設週期長,調試週期長,維護門檻高,調試過程需要專業技術人員來完成該項工作;系統或者設備出現問題或故障後,建設方需要重新佈線、調試。時間成本和人員成本投入較高;由於系統整體構架原因,現階段智慧化系統,對人員自身技術水準的依賴過多。

3. 不同設備或系統整合複雜:不同子系統或設備,採用不同通訊協議,導致整個系統整合難度大,且整合完成後系統穩定性差;整合的系統基本獨立工作,各系統聯動運行較少。

4. 智慧化系統設計主體為設備廠商:目前的建築智慧化深化,主要由設備廠家配合完成,專業電氣設計師參與度不高。

5. 維運人員參與度小:空調系統的控制和調試,基本由專業廠家完成,調試完成由維運主體接管後,由於系統構架複雜,操作過程不直接,維運管理人員機電專業知識水準的限制,維運管理人員,在整個系統維運過程中的參與度小。

6.節能和便捷化不高:調研顯示,應用慧化控制系統的建築,並未體現出顯著的建築節能性,且建築用戶對建築室內環境的不滿意程度時有發生,尤其是供暖季和供冷季。

7.無行動端管理系統

8. 建築用戶參與度小:現建築智慧化系統僅供專業人員使用,無普通用戶交互接口,作為建築的實際使用者,普通用戶無法參與到整個維運過程中來。

9. 智慧化最新技術發展體現不足:基於 BIM,人工智慧的維運管理體現不足。

Swarm Intelligence – UBITECH

2、用戶期待
—極大程度降低智慧化系統設計、建設、調試成本;

—感測器和控制設備的配置及鏈接,更加簡單、穩定;

—系統和設備之間能夠透過自動辨識、免配置,實現快速整合,即插即用,投入使用;

—更加規範化、標準化、便捷的系統構架或整合方式,系統故障後,應具備快速故障自診斷功能;

—提高智慧化性能,降低使用門檻,簡化使用流程,建築維運人員及使用者,能夠簡單融入到對建築的維運和優化管理;

—能夠實現系統功能的個性化配置,如同智慧手機隨意實現系統的各項功能;

—手機端參與建築維運管理;

—智慧化發現最近技術,能夠簡單融入到建築智慧化系統中;

—將建築全生命週期的管理理念,融入建築智慧化發展中。

How Swarm Intelligence Is Making Simple Tech Much Smarter

Swarm Intelligence 群體智慧架構,如何解決問題
1、群體智慧
群體智慧到底是什麼?群體智慧這個概念,來自對自然界中昆蟲群體的觀察,群居性生物透過協作,表現出的宏觀智慧行為特徵,被稱為群體智慧,群體智慧技術屬於新一代人工智慧當中,八大研究方向中非常核心的一點。

通俗的來說,比如蜜蜂這種社會性的動物,每一隻小蜜蜂的功能非常簡單,但是這些蜜蜂透過協作,可以完成非常複雜的工作。群體智慧技術就是運用了這種仿生智慧,也叫自然計算原理,那麼這個原理,怎麼樣能夠借鑒到我們的樓控系統裡呢?

  群體智慧建築概
  
我們在整個新架構當中,引入一些邊緣計算的節點,這些邊緣計算節點,就是圖中用密封這個圖標,標的這些小的黑框,它實際上是一堆的小盒子,這些小盒子類似,你可以把它想像成我們的手機,但是他們之間是互相連通的,類似於蜜蜂之間的協作,實現相鄰物體之間互相通信,然後保持對整個樓層的幾大系統,進行協作控制。

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這其中的一大亮點在於:致力於讓建築真正實現以人為中心。我們可以把這個系統,想像為你的房間,房間裡所有的感知、執行設備,整合在這個小蜜蜂的控制之下,這就是智慧節點,學術名詞叫CPN(計算節點)。

每一個小蜜蜂管控著一個區域,不同區域間完成交互、協作,解決了一個縱向整合和分層控制中,產生的複雜通信問題,這樣就解決了調研當中的核心問題。而群體智慧架構,能夠解決現有建築智慧化系統問題。

Shake those bees back and forth: Smart swarm intelligence


2、群體智慧架構
群體智慧架構,是一種由相互協作的智慧節點,實現的扁平化、無中心建築智慧化架構。研發全新的適應大型公共建築,節能需求的扁平化、無中心建築智慧化系統平台技術,建立創新的建築智慧化技術體系,能夠推動標準化工作,確定統一的建築運行資訊標準化描述方法;

開發智慧化系統軟硬體設備,支持即插即用新型架構平台,在實際項目中應用;研發各種智慧機電設備,和不同功能的控制管理軟體,解決基於新架構的,典型建築節能控制管理功能,帶動傳統建築機電設備產業升級;透過示範工程,檢驗和示範新技術。

  群體智慧架構實驗平台
  
目前,基於群體智慧的建築智慧化系統研究工作,總體情況是:建立了支撐群體智慧建築的算法架構;確定了統一的建築運行資訊標準化描述方法;完成了群體智慧建築系統平台的操作系統 TOS ,和節點 CPN 的軟硬體開發,並透過了實驗驗證;研發了部分智慧機電設備,和節能控制管理軟體,實現了群體智慧建築的部分能量管理,和節能控制功能,並已經開展了若干工程示範。

展望建築智慧化系統未來發展,趙教授指出,建築應以人為本,利用好新技術,尤其是資訊技術,充分發揮廣大機電工程師和設備廠商,在智慧化方面的作用,在工程實踐中,推動新技術探索和應用發展,服務人民對美好健康生活的要求。

台灣區電信工程工業同業公會

.智慧家庭不再 DIY:2019 年是整合期?

2019 Trends – Smart Home Technology



來源千家网



隨著越來越多的消費者採用智慧家庭,供應商希望創建一個為消費者,提供一站式服務的生態系統。

智慧家庭市場屬於更加廣泛的物聯網(IoT)市場範疇之內,在技術上仍處於起步階段,只是在過去幾年中,才逐步受到越來越多的關注。
然而,鑒於智慧家庭是一個全新的市場,亞馬遜,三星,飛利浦,谷歌和蘋果等科技巨頭,和主要市場供應商,都紛紛看好這個未來的巨大市場大餅。結果是大量供應商和相關設備,不斷湧入這個市場「搶錢」,涵蓋了家庭的各個方面,包括智慧保全,智慧照明,智慧溫控器,智慧音箱,智慧門鈴等等。

據市場研究公司 IDC 預測,2023年美國智慧家庭市場將成長到 7.896 億台。這將是 2018 年出貨量的兩倍多。IDC 表示,這一成長大部分,將來自智慧音箱和智慧電視,其次是家庭保全設備。

市場上有如此眾多的智慧設備,而且每個都有自己的應用程式來控制它們,在短短幾年內市場已經趨於飽和,更不用說最讓消費者感到困惑的是,有時同一種設備,消費者都要面臨著幾十種不同選擇。(3S MARKET: 上一下 Amazon 購物網,搖頭機 US 30-300 都有)

但從 2019 年開始,智慧家庭市場開始發生了多項收購,如亞馬遜收購 Eero,Control 4 收購 Neeo,然後 Control 4 又被 SnapAV 收購,ADT 收購家庭安全競爭對手 LifeShield,殼牌公司收購家庭能源供應商 Sonnen 等。與此同時,由於市場競爭激烈,許多品牌正在退出智慧家庭市場,包括 Lowe 今年 2 月宣佈,關閉其 Iris 品牌智慧家庭平台。

根據 IHS Markit 智慧家庭和安全技術的首席分析師,Blake Kozak 的說法,這些舉措將標誌著,物聯網消費者細分市場,在幾個主要參與者之間進行整合。

但 Kozak 說,這可能是一件好事。因為將會更加有利於智慧家庭的普及,吸引更多的消費者,透過整合,將會形成「一些清晰的生態系統」,這將有助於擴大智慧家庭設備的普及率,提升「新的市場進入者,如保險公司和房地產投資者/建築商等等」(3S MARKET: 沒錯,這些行業確實屬於智慧家庭生態圈)。

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DIY 夢想破滅?
2019 年正在成為智慧家庭市場開始整合的一年。 其中一個關鍵因素是,消費者意識正提升到一個關鍵點,足以讓人們意識到連接設備,以及他們在家中可以做些什麼。

根據 IDC 的調查研究,目前擁有寬頻網路連接的美國家庭中,有 18% 到 20% 擁有或使用,至少一個智慧家庭設備。來自亞馬遜,谷歌,蘋果,三星,微軟和其它大型供應商的智慧助手的激增,已經提高了消費者的認知度,不僅僅是智慧音箱可以做什麼,而是整個智慧家庭。因此,消費者購買的不僅僅是家用連接設備。

智慧家庭供應商 Control 4 產品行銷高級主管 Brad Hintze 表示,隨著智慧家庭設備的增多,「DIY 幻想正在破滅」,因為房主開始發現,他們無法讓多個設備協同工作。

當消費者只負責設置單個設備時,智慧家庭的 DIY 組件是沒問題的。 然而,隨著用戶購買兩到三個設備之後,讓設備配對在一起協調工作,往往是非常困難的,由於技術標準統一等原因,這些不同品牌廠商生產智慧家庭設備彼此不相容。

現在,智慧家庭市場正開始逐步進入全面管理服務時代,Vivint,Control 4 等公司將所有這些智慧家庭相關維護和服務進行整合。其它企業也會很快效仿跟進。(3S MARKET: 更合理來說,是不是一定走上整合,涉及市場的區隔問題。)

「如果你留意亞馬遜,谷歌和三星的話,就會發現,他們將自己定位為一站式服務提供商,以便他們的所有智慧家庭設備從一開始就能協同工作,」IDC 物聯網高級研究分析師 Adam Wright 說。(3S MARKET: 據過去接觸國際市場的經驗, DIY 全球最大的市場在美國,歐洲人 DIY 模式僅佔一小部分,當然市場習慣也會改變,不過這些消費模式,都有其文化習慣的背景。)

這些企業正在著力尋找,實現系統產品組合缺口,並希望盡快填補這些空白,以免錯過任何搶佔市場的機會。

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All-in-one or none
其中許多正在進行的收購,都是為了進一步實現全面管理服務,並提供一體化智慧家庭產品解決方案,而不是零散的智慧單品。

Hintze 表示,Control 4 開始專注這種模式,他們認為一家公司,可以解決大部分家庭自動化工作,而且讓個人智慧設備更具新意。這是一種自然演變,人們已經習慣了這種技術,並且自然而然地,被吸引到這些設備整合的場景中。

Hintze 表示,Control 4 今年收購 Neeo,是為了讓 Neeo 實現進一步成長,要麼必須開設業務,要麼成為另一家公司的重要組成部分。

同樣,亞馬遜收購 Eero 背後的動機,是幫助消費者更好地,將多個設備連接在一起。

「這對我們來說非常簡單。 我們相信,對於客戶來說,智慧家庭體驗,可以而且應該更為便利,與 Eero 這樣的公司合作,可以幫助我們更接近這一願景。」亞馬遜發言人表示。

當被問及亞馬遜是否計劃,創建一個智慧家庭產品生態系統,或打造一個家庭自動化的一站式採購服務,以及是否涉及進一步的收購時,亞馬遜發言人拒絕發表評論。

收購 Eero 對亞馬遜非常有利,因為它已經與 Alexa 相容。然後可以將它與 Alexa 相關產品打包銷售,如與 Ring 智慧門鈴一起出售,而無需複雜的網路設置。

Hintze 表示,亞馬遜正試圖將所有內容整合在一起,以創建一個與 Alexa 連接的設備生態系統,但他們仍在努力實現這一目標。與此同時,蘋果和谷歌也在努力實現平台一體化,但遠遠落後於亞馬遜目前的平台。

然而問題是,這些大公司都有自己的生態系統平台,彼此間也沒有合作,如果消費者想要這些供應商中的某個特定設備,它就不能與其它相關一起工作。因此,消費者將被迫選擇選邊站,必須要在谷歌,亞馬遜,蘋果,或其他供應商之間選擇其一,並且只能選擇其所有相容設備。
A hot year
Wright 表示,今年將是智慧家庭「整合之年」,不僅僅是在設備層面,而是在軟體層面,「軟體供應商很快成為目標」。

同時,市場上也會存在很多小玩家,憑借自己獨特的定位,獲得一席之地。賴特表示,他希望看到傳統智慧家庭供應商以外的其它人,參與其中。除了傳統的電信和無線連接平台之外,智慧家庭玩家可以包括 Comcast 和 Verizon,因為他們開始打造自己的家庭組合套餐,以提供增值服務。

「這只是2019年智慧家庭收購熱潮的開始。」IHS Markit 表示。


.可以在水下用的 AR 智慧眼鏡來了

FORM: Our Story



ifanr





水下一直是 AR 眼鏡的「禁區」。

但是一家溫哥華的體育科技公司 Form 近日宣佈,他們下月將推出一款 AR 智慧眼鏡 Form Swim Goggles,讓你在水下也能同步追蹤自己的運動狀況。

它第一眼看起來就是普通游泳護目鏡的樣子。


但戴上進入水裡,護目鏡中的 AR 顯示幕,就能發揮它的作用了。

這塊螢幕能讓你在游泳時,透視資訊,即時顯示包括秒錶、游泳速度、行進距離、燃燒的卡路里在內的數據,眼鏡中的的波導光學系統,能讓資訊時刻處於眼前的焦點。

這讓游泳者解放了雙手,真正將現實和虛擬融為了一體。


更重要的是,對於專業運動員來說,這能讓他們即時掌握自己在定時比賽中的表現,瞭解當下正在發生的變化,包括準確地知道,在一次 50 米賽道中,自己已花費多少時間、離終點還有多少米等等。

游泳是世界上最大的體育項目之一,僅在美國就有超過 3000 萬活躍的游泳運動員,Form 的測略合作夥伴主任斯科特·狄更斯表示

能夠看到護目鏡中的即時資訊,絕對是一個可以改變「遊戲規則」的功能。


能夠讓我們在水下運動的資訊顯示出來,還得益於眼鏡內置了一個「超小型電腦」。這個電腦能夠透過人工智慧技術,快速處理時間距離等資訊,然後放出你需要看到的數據。

儘管內置了很多功能,但這款眼鏡能達到 16 小時的續航時間,體積小、重量輕,也是它作為一個 AR 眼鏡的優勢。


與 Form Swim Goggles 一起推出的,還有 Form Swim app,這個 app 內能夠顯示游泳者的鍛鍊記錄,並跟蹤人們近段時間的運動進程。

所以你將可以在 app 中,訂製自己每次游泳的指標、未來水下鍛鍊的「日曆」,還能指定哪些資訊在哪些位置出現,比如游泳時、轉彎時、休息時,以提醒你是否在每次運動中達到了目標。


近年來,AR 眼鏡其實已經有了很快的發展,譬如 Microsoft HoloLensMagic Leap One,都讓我們看到 AR 眼鏡給我們生活帶來的改變,它們大部分用於工業領域,比如倉庫物品辨識等,商用領域多被人們買來玩 AR 遊戲。

不過,AR 長期以來,都被視為視覺技術的未來,據美通社報,未來幾年預計 ,AR 技術在各行各業的使用率將增加 20%,到 2025 年,這塊市場的價值,將從約 35 億美元增加到超過 1980 億美元。

Magic Leap One.圖片來自:TheVerge

Form 創始人兼首席執行官 Eisenhardt 之前的公司 Recon Instruments 也是 AR 運動眼鏡領域的領軍者,這家公司在 2015 年被英特爾收購。2016 年他創立了 Form,經過 4 年研發,才設計出了這款眼鏡,最初的想法也是源於他在長達 14 年的游泳競賽生涯中,始終無法即時查看運動資訊的痛苦。

Form Swim Goggles 現在解決了這個痛點,還帶來了一些新的技術突破。可以預見到,這也將會給 AR 市場帶來一批新的消費者,包括游泳教練、游泳運動員、潛水愛好者和和戶外運動愛好者等等。


目前,這款眼鏡將於 8 月 7 日在官方網站上開放訂購,價格為 200 美元,Form Swim app 也會同一天推出,適用於 iOS 和 Android 設備。


台灣區電信工程工業同業公會