IoT + AI, alebo ako znížiť náklady na energiu vo firme | AI v podnikaní #88

Čo je Internet vecí? (IoT)

Internet vecí, známy aj ako IoT, je technológia, ktorá umožňuje pripojenie a výmenu údajov medzi rôznymi zariadeniami pripojenými na internet. Je to sieť fyzických objektov – “veci” – vybavených senzormi, softvérom a technológiami, ktoré im umožňujú vymieňať si údaje s inými zariadeniami a systémami cez internet. Ale prečo pripojiť všetky zariadenia na internet – od tlačiarní a chladničiek po klimatizácie, nákladné autá a priemyselné stroje?

Výskum vykonaný spoločnosťou Transforma Insights naznačuje, že výroba nových IoT zariadení zvýši globálnu spotrebu elektriny o 34 terawatthodín (TWh) do roku 2030. Medzitým tréning a používanie veľkých jazykových modelov, ako je ChatGPT, môže spôsobiť, že dátové centrá budú čerpať až 21% svetovej spotreby elektriny.

Avšak riešenia Internetu vecí tiež znížia spotrebu elektriny v porovnaní s používaním rovnakého typu zariadení bez senzorov o viac ako 1,6 petawatthodín (PWh). Na ilustráciu rozsahu – to je množstvo elektriny potrebné na pokrytie spotreby viac ako 136,5 milióna domácností na jeden rok. Firmy však nemôžu prosperovať bez stále nových zariadení a umelá inteligencia môže výrazne pomôcť pri ďalšom minimalizovaní energie, ktorú spotrebúvajú.

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

Aký je vzťah medzi IoT a AI?

Umelá inteligencia analyzuje údaje z zariadení Internetu vecí, identifikuje trendy a stratégie na úsporu energie. Vďaka tomu IoT a AI otvárajú nové možnosti pre efektívne riadenie spotreby energie. Napríklad, AI môže prispôsobiť systémy vykurovania, vetrania a klimatizácie (HVAC) na základe:

• vzorcov používania miestností – napríklad zníženie teploty v neobsadenej miestnosti v daný deň,
• počasových podmienok – zníženie výkonu klimatizácie v zamračený alebo veterný deň,
• kvality vnútorného vzduchu – zvýšenie účinnosti vetrania iba počas stretnutia s mnohými ľuďmi.

Okrem toho, AI podporovaná IoT umožňuje vytváranie digitálnych dvojčiat na optimalizáciu výrobných procesov, ako je predpovedanie spotreby strojových dielov alebo analýza frekvencie a príčin porúch vedúcich k prestojom.

Technológie IoT AI sú prospešné pre celý dodávateľský reťazec elektriny – spotrebiteľov, distribútorov a elektrárne. Internet vecí umožňuje automatizáciu rôznych procesov, ako je zber údajov o energii na merania a analýzu. Aplikácia hardvérových obmedzení výkonu a optimalizácia času tréningu AI modelov môžu znížiť spotrebu energie o približne 12% až 15% s minimálnym dopadom na výkon modelu.

Ako môžu IoT a AI znížiť náklady na energiu vo vašej spoločnosti?

Senzory IoT v budovách posielajú údaje o spotrebe energie v reálnom čase na analýzu, urýchľujú opravy a znižujú energetické straty spôsobené chybným zariadením. Tu sú príklady senzorov, ktoré môžu byť nainštalované v budovách:

• senzory teploty – monitorujú zmeny teploty v miestnostiach a umožňujú optimalizáciu spotreby energie na vykurovanie alebo chladenie,
• senzory svetla – detekujú úroveň prirodzeného svetla a automaticky prispôsobujú intenzitu umelého osvetlenia,
• senzory pohybu – umožňujú aktiváciu systému iba vtedy, keď sú v miestnosti prítomní ľudia, čím znižujú zbytočnú spotrebu energie,
• inteligentné meracie prístroje – zbierajú údaje o spotrebe energie, čo umožňuje podrobnú analýzu a optimalizáciu,
• senzory kvality vzduchu – regulujú prevádzku ventilačných systémov, zabezpečujúc správnu kvalitu vzduchu s minimálnou spotrebou energie.

Inteligentné termostaty a osvetľovacie systémy sa môžu prispôsobiť vzorcom používania miestností, čím znižujú náklady na energiu. Zariadenia IoT môžu znížiť spotrebu elektriny a náklady v budovách počas špičkových hodín prostredníctvom programov reakcie na dopyt a plánovania. Implementácia riešení založených na IoT a AI môže viesť k úsporám energie až 40%. Okrem toho, riešenia na skladovanie energie riadené AI optimalizujú jej využitie riadením skladovania a distribúcie.

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

Výhody používania IoT a AI

Zavedenie inteligentných technológií IoT a AI prináša mnoho výhod. Nie je to len spôsob, ako znížiť účty, ale aj ako zvýšiť komfort používania kancelárie, predovšetkým:

• lepšia kontrola teploty a úspora energie vďaka inteligentným termostatom,
• kontrola jasu osvetlenia, čo znamená významné zníženie spotreby elektriny, najmä počas jesennej a zimnej sezóny,
• riadenie vlhkosti vzduchu – obzvlášť dôležité pri skladovaní dokumentov alebo citlivého, špecializovaného vybavenia.

Zariadenia IoT sa tiež stávajú čoraz sofistikovanejšími a v reakcii na rastúci dopyt ceny senzorov klesajú. Príkladom je Flex2X, riešenie vytvorené britskou spoločnosťou Grid Edge (https://gridedge.ai/). Tento systém integruje informácie z už nainštalovaných senzorov v budovách, ako sú detektory teploty alebo vlhkosti, s ďalšími údajmi, ako sú poveternostné podmienky. Potom ich analyzuje pomocou AI algoritmov, neustále optimalizujúc využitie energie v budove.

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

Nevýhody IoT – koľko energie vyžaduje AI?

Žiaľ, kombinácia Internetu vecí a AI má aj svoje nevýhody. Používanie IoT a AI je predovšetkým spojené s potrebou významnej spotreby energie. Podrobné informácie o množstve energie potrebnej na tréning najvýkonnejšieho a najznámejšieho modelu GPT-4, ktorý sa používa v komerčnej verzii ChatGPT a BingChat, neboli verejne zverejnené. Avšak na základe dostupných údajov môžeme načrtnúť rozsah tohto podniku.

Model GPT-4 má viac ako 175 miliárd parametrov a bol trénovaný na dátovom súbore presahujúcom 45 TB. To si vyžaduje intenzívny proces analýzy údajov a ladenia parametrov modelu, čo vedie k významnému dopytu po výpočtovej sile a výsledkom je vysoká spotreba energie.

Na tréning modelu GPT-4 boli použité pokročilé grafické procesory (GPU) a jednotky pre spracovanie tenzorov (TPU), známe svojou intenzívnou spotrebou energie.

Zhrnutie

IoT a AI môžu mať významný dopad nielen na finančné výsledky spoločnosti, ale aj na životné prostredie zlepšením energetickej efektívnosti. Priemerná veľká budova spotrebuje približne 230 000 kWh elektriny ročne, čo sa premieta do nákladov okolo 25 000 dolárov. Implementácia Internetu vecí môže prispieť k zníženiu spotreby energie o 10% až 15%. Integrácia IoT a AI je tiež kľúčová pre plné využitie potenciálu inteligentných fabrík z hľadiska udržateľného rozvoja a úspor nákladov.

Ak sa vám náš obsah páči, pridajte sa k našej komunite usilovných včiel na Facebooku, Twitteri, LinkedIn, Instagrame, YouTube, Pinterest, TikTok.