Дворецкий для «умного» дома

Опубликовано в номере:
PDF версия
Уже более полутора лет я веду робототехническую рубрику в Control Engineering Russia и наконец решил рассказать о том, чем занимается компания «Икстурион», сооснователем и генеральным директором которой я являюсь. Благо и отраслевая тема номера подходящая. Наши дома «умнеют». С развитием технологий в них появляются «слуги» нового поколения, которые берут на себя массу рутинной работы по дому и делают жизнь комфортнее и безопаснее. Это всевозможные датчики, «умные» лампы, розетки, замки, термостаты, жалюзи, интеллектуальная бытовая техника и мультимедийные системы. Очевидно, что таким «слугам» нужен и свой «дворецкий».
Сергей Калюбин

Сергей Калюбин. к.т.н., Генеральный директор ООО «Икстурион», руководитель студенческого КБ по робототехнике НИУ ИТМО kolyubin@x-turion.com

Технологии «умного» дома, наравне с концепцией «Интернета вещей», являются одним из самых мощных «железных» трендов 2015 г. наряду с носимой электроникой (wearables), виртуальной и дополненной реальностью (VR/AR) и 3D-печатью.

Коммерческим подтверждением этого тезиса являются сверхприбыльные сделки по поглощению перспективных проектов IT-гигантами, совершенные в прошлом году. Как тут не вспомнить «матрешку» Google–NEST–Dropcam–Revolv или покупку Samsung компании SmartThings. Я уверен, что свое место под солнцем на этом бурно растущем рынке должна занять и робототехника. Предпосылки для этого есть.

Например, на прошедшей недавно конференции Skolkovo Robotics 2015, партнером которой была и компания «Икстурион», был представлен ряд проектов, находящихся на стыке робототехники и «умного» дома (рис. 1). А на выставку TechTrendsExpo, которая пройдет в апреле в Санкт-Петербурге и соберет на одной площадке самые модные гаджеты и новейшие технологии, «Икстурион» пригласили специально для того, чтобы рассказать о роли роботов в эпоху «Интернета вещей».

На самом деле, роботы уже давно вошли в наши дома и сделали это украдкой от скептиков, предрекающих, что роботы, по сценарию многих фантастических фильмов, захватят и погубят человечество. И речь даже не о роботах-пылесосах, газонокосилках или мойщиках окон, которые все теснее входят в наш быт. Оказывается, мы уже давно мирно уживаемся и даже счастливы соседству со стиральными машинами-автоматами, посудомоечными машинами или пароварками. С формальной точки зрения, настоящие роботы, а для нас — обыкновенные бытовые приборы.

Skolkovo Robotics,

Рис. 1. Илья Григорьев (директор по развитию ООО «Икстурион») и Сергей Колюбин (генеральный директор ООО «Икстурион») на выставке Skolkovo Robotics, март 2015 г.

Наш проект начался с простой идеи сделать робота-охранника. Но, изучив рынок и технологические тренды, мы переосмыслили создаваемый продукт и сформулировали его концепцию как «умный дом из коробки». Предлагаю проследить ход наших размышлений.

Что должен уметь делать дворецкий в «умном» доме? Основные мотиваторы при покупке подобных систем среднего ценового сегмента — обеспечение безопасности и сохранности имущества, а также экономия на коммунальных платежах (в частности, за электричество). Соответственно, и применяются они для защиты от краж, пожаров, протечек и для управления освещением и климатом. Кстати, по статистике страховых компаний, на затопления водой приходится более 90% страховых случаев, а сумма наносимого ими ущерба в три раза превышает потери от квартирных краж. Рвется там, где тонко, но где это «тонко»: у стиральной или посудомоечной машины, в трубах в ванной или у батареи в комнате — заранее не угадать.

По этим соображениям мы установили на робота видеокамеру и комплект датчиков: температуры, влажности, наличия вредных газов в воздухе и протечки воды. Получилась мультисенсорная платформа, которая собирает и анализирует необходимую информацию по всему дому. А чтобы наш «дворецкий» мог не только просигнализировать о неприятности, но и предотвратить ее последствия, мы наделили его способностью включать и отключать электричество или вообще вводной автомат, управлять клапанами на водопроводных трубах и т. д. По тому же принципу можно, например, регулировать жалюзи или яркость освещения, кондиционер или теплый пол, отключаемые, пока хозяев нет дома, и включаемые, чтобы прогреть все к их приезду. Происходит это не с помощью физического воздействия, тем более что оснастить мобильного робота манипулятором — дорогое и малоэффективное удовольствие, а практически «силой мысли» за счет интеграции с конечными устройствами по беспроводной связи.

Обычно центр управления «умным» домом — это неприглядная пластиковая коробочка, к которой тянется пучок проводов. Ряд компаний старается сделать дизайн таких контроллеров более современным, симпатичным, эргономичным, но преобразования должны быть более радикальными. «Хабы» для «умного» дома должны стать активными и персонифицированными. Причин для этого две: утилитарная и психологическая.

Согласитесь, несколько нелепо отдавать команды коробке, висящей на стене. И совсем другое дело — симпатичный интеллектуальный техно-мажордом. Исследования показывают, что многие люди гораздо охотнее взаимодействуют с удаленно управляемым роботом и даже склонны доверять ему больше, чем обыкновенному экрану с видео-конференц-связью. Кроме того, роботу-дворецкому проще поручить не только наблюдение за вещами, но и присмотр за ребенком или пожилыми родителями.Вероятно, в самом движении есть «магия», вызывающая ассоциации с одушевленностью. Заметьте, кстати, что мы охотно даем имена своим автомобилям и даже можем заподозрить у них проявления характера, а вот та же история с холодильником или телевизором — редкость.

Размышления о психологии потребителя вовсе не праздные. В принятии решений о покупке, помимо осознанной потребности,есть изрядная доля иррационального. Нам хочется воспринимать свой дом как живой организм, а не как бетонную коробку, напичканную пусть высокотехнологичным, но все-таки «железом».

С утилитарной же точки зрения, мобильная система имеет ряд преимуществ перед стационарной.

Во-первых, если в ответственных задачах мониторинга опасных объектов или мест большого скопления людей «гарантированное покрытие», когда отдельные участки должны контролироваться 24 часа в сутки, оправданно, то в большинстве бытовых применений оно является избыточным. Способность мобильной платформы покрывать весь дом, регулярно патрулируя помещения, позволяет преодолеть эту аппаратную избыточность.

Во-вторых, если на складах прямые пустые проходы между стеллажами и кабели в лотках под потолком, то понятно, что камеры надо устанавливать повыше для большего поля зрения и так, чтобы они смотрели четко в проход. А дома, помимо эстетических соображений, на выбор места для установки камеры могут влиять нетривиальные обстоятельства. То от ближайшей розетки далеко, то обзор перекрывает мебель. Не говоря уже о том, что часто с одной точки обзора адекватно оценить ситуацию невозможно из-за обмана зрения. В то время как к камере мобильной платформы и провода тянуть не надо, и рассмотреть при необходимости все можно с разных сторон.

И, что немаловажно, мобильное решение гораздо легче забрать с собой в случае переезда.

Получается, чтобы успешно справляться со своими обязанностями, робот-дворецкий должен обладать такими качествами, как интеллект, развитый интерфейс и хорошие организаторские или интеграционные способности.

Рис. 2. Визуализация работы системы автономной навигации робота

Интеллектуальные возможности мы воплотили в системе автономной навигации (рис. 2). Робот способен самостоятельно патрулировать дом, объезжая неожиданно появившийся не на своем месте стул или игрушку, находить свою зарядную станцию или, например, перемещаться к месту срабатывания внешнего сенсора. Закладывается в робота и простейшая логика типа «если то, то это» (IFTTT): например, почувствовал протечку — закрой клапан на водопроводной трубе, случился пожар – обесточь дом. Однако в ответственных решениях мы пока предпочитаем не полагаться на искусственный интеллект. Поэтому робот оперативно уведомляет о происшествии хозяина дома и дает ему возможность оценить ситуацию по транслируемому с бортовой камеры видео.

xTurion

Рис. 3. Интерфейс мобильного приложения xTurion: экран видео

Что касается интерфейса, то мы разделяем его на два уровня: удаленное взаимодействие и непосредственное. Для удаленного в «Икстурионе» было разработано мобильное приложение (рис. 3, 4), которое позволяет подключаться к роботу по шифрованному каналу. А непосредственное взаимодействие осуществляется через аудио- и визуальный каналы. Распознавание естественного языка и синтез речи или распознавание эмоций по видео пока не входят в круг наших задач. Это, скорее, предмет дальнейшей работы или технологического партнерства. Сейчас наш «дворецкий» ограничивается набором подходящих фраз и красочными «эмоджис» (emojis) на дисплее.

xTurion

Рис. 4. Интерфейс мобильного приложения xTurion: задание маршрута патрулирования

Что касается интеграции, то в этой области еще не установлены стандарты. Есть гаджеты, которые сами выходят в Интернет, есть технологии BLE (Bluetooth low Energy) и конкурирующие альянсы, продвигающие протоколы ZigBee и z-Wave. У каждого есть свои достоинства, но по ряду причин на данном этапе мы остановились на z-Wave.

Таким образом, именно так мы воплотили концепцию «умный дом из коробки». С одной стороны, это самодостаточное решение, с которого легко и приятно начать создание своего «умного» дома. С другой, это может быть базовый элемент, к которому можно добавлять интеллектуальные «кирпичики» для построения более продвинутых систем. В результате переосмысления своего продукта и совместной работы с молодыми и талантливыми выпускниками Scuola Politecnica di Design в Милане мы разработали дизайн-концепцию для продукта, с которым компания «Икстурион» планирует выйти в этом году на международный рынок (рис. 5).

робот-дворецкий

Рис. 5. Дизайн-концепция робота-дворецкого
от компании «Икстурион»

Итак, если раньше личный дворецкий был роскошью, доступной только богатым аристократам и купцам, то «Икстурион» работает над тем, чтобы обзавестись смышленым «дворецким» в эпоху Интернета вещей стало по карману как минимум состоятельным представителям среднего класса. И я верю, что, избавившись от рутины и окружив себя домашним комфортом, люди получат свободное время и мотивацию развивать свои лучшие проявления.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *