XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Умный дом, роль Алисы в современной системе
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Тема моего проекта: Умный дом, роль Алисы в современной системе.
Актуальность темы - современный мир невозможно представить без автоматизации. Наше жилище не исключение, мне стало интересно- какие возможности сегодня человек может использовать, какова себестоимость использования этих возможностей, как они помогают улучшить качество жизни человека в его самом важном месте - в доме, где он живет.
Цель проекта:
- изучить, что такое умный дом;
- история появления Алисы, каковы были ее предки?
- роль Алисы в системе умного дома;
- получить понятие об алгоритме, при помощи которого происходит
управление в умном доме;
- создать буклет об умном доме, поделиться своими выводами о плюсах и
минусах использования Алисы в системе умный дом, попробовать
построить простой алгоритм для управления одной из систем.
Введение.
Умный дом – жилой дом или квартира, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Умный дом - это система, позволяющая обеспечить ресурсосбережение удобство и безопасность. Такая система способна распознавать различные ситуации и реагировать на них.
Возможности системы умный дом многогранны, например, чтобы предотвратить вероятность ограбления, когда в доме никого нет, система имитирует присутствие хозяина путем раздвигания жалюзи, включения и выключения света и т. д. Если же злоумышленники все же проникают в дом, то система молниеносно оповещает хозяина.
К вашему пробуждению система нагреет полы в ванной комнате, включит музыкальный центр, настроит работу кондиционера, отрегулирует оптимальную влажность в помещении. Все множество выключателей может заменить один пульт или настенный выключатель.
Основа системы умный дом - это алгоритмы.
Алгоритм – этоточно определённая инструкция, последовательно применяя которую к исходным данным, можно получить решение задачи.
Главное для алгоритма – он должен быть правильно составлен, чтобы не возникло конфликта между различными видами систем. Умный дом должен учитывать температуру воздуха за окном, ветер, время суток. Здесь просто идеальной является возможность управлять различными системами в доме удаленно.
Управление климатом: подключивфункцию управления климатической техникой с помощью голосового помощника «Алиса», можно с легкостью настроить водонагреватель, кондиционер или отрегулировать температуру. Он может попросить Алису сделать в комнате потеплее и перевести вентиляцию в ночной режим. Огромный плюс в экономии электроэнергии, правильно настроенная система позволяет сэкономить до 30% на коммунальных платежах. Работает автономно по расписанию или согласно датчикам.
Управление освещением: комфортное управление осветительными приборами, шторами и жалюзи. С помощью этой функции, можно легко, включать и выключать освещение. Обеспечивает бесперебойное питание. Автоматически отключается при аварии.
Защита от протечек: срабатывает в случае обнаружения протечки, а также фиксирует температуру и влажность. Установка возможна в любом месте , что помогает вовремя предотвратить аварийные ситуации.
Управление розетками: Одно из самых часто подключаемых устройств к комплексу – смарт розетка. Её функционал ограничен только двумя действиями – подключить и отключить.
Видеонаблюдение: Позволяет постоянно контролировать территорию возле дома и в самом помещении. Активируется при движении объектов. Возможна интеграция с охранной и пожарной сигнализацией.
Удаленное управление: возможность хозяина контролировать и управлять системами дома находясь на большом расстоянии
«Умные» датчики или контроллеры: управляют устройствами, настраивает систему «умного дома», позволяет создать сценарии, обеспечивает удаленный доступ и организует работу в мобильном приложении. Могут взаимодействовать одновременно со многими устройствами (датчик протечки, датчик открывания, датчик движения, датчик дыма).
Пожарная сигнализация: срабатывает при задымлении помещения, оповещая людей об опасности.
Охрана: устанавливается в помещениях, чтобы предотвратить кражи имущества. Срабатывает сигнализация, на пульт охранного предприятия приходит вызов и патруль выезжает на место.
Мультирум: интеграция с системой мультирум и домашним кинотеатром, управление AV- техникой с единого пульта ДУ или сенсорной панели.
Автоматизация приводов:
1.Теоретическая часть
1.1История появления Алисы
Несколько лет назад вышла голосовая помощница от компании Яндекс – Алиса. Ее выпуск можно было сравнить с громом среди ясного неба, так как она обладала довольно уникальными навыками, которыми Siri и Alexa не могли похвастаться.
Голосовой помощник Алиса в первую очередь нацелен на то, чтобы облегчить процесс поиска информации. Во многих случаях это стало возможным сделать без помощи рук. Кроме того, большинство результатов можно прослушать. И именно эти функции следует расценивать как действительно полезные.
Алиса — это виртуальный голосовой помощник, созданный компанией «Яндекс». Она распознаёт естественную речь, имитирует живой диалог, даёт ответы на вопросы пользователя и, благодаря запрограммированным навыкам, решает прикладные задачи. «Алиса» работает на смартфонах и компьютерах, в автомобилях и в «Яндекс Станции».
Давайте поговорим о том, что же это за умения и по какому принципу работает голосовой помощник Алиса. Алиса – а что это за робот...
Алиса – это, как вы уже поняли, виртуальный голосовой помощник Яндекса. Она управляет устройством, отвечает на вопросы и выполняет некоторые задания. В то же время ассистент обладает некоторыми чертами «личности» – Алиса любит шутить, иронизировать по какому-нибудь поводу и жаловаться на «одиночество в тесной коробке».
Виртуального помощника официально анонсировали еще в 2017 году. На данный момент он может распознавать естественную речь и незаконченные фразы, отвечать с интонацией, учитывать контекст разговора. На этом ее функционал не ограничивается – Алиса постоянно и интенсивно развивается, в основном за счет навыка самостоятельного обучения.
Алиса говорит голосом Татьяны Шировой, официального дублера Скарлет Йоханссон в России. Из-за привязки к женскому имени функцию переключения пола разработчики не предусмотрели.
Алиса – это не просто голосовой помощник, который подскажет рецепт или прочитает сказку ребенку. С её помощью, возможно, управлять бытовой техникой, лампочками и розетками в доме.
1.2 Где живёт Алиса?
Алиса «живет» практически во всех приложениях Яндекса. На некоторых устройствах голосовой ассистент установлен по умолчанию.
-
Смартфон. Алиса предусмотрена в приложении Яндекс и Яндекс. Браузер.
-
Компьютер.
-
Умные устройства. Это может быть Яндекс. Станция, колонки или смарт-часы. В них виртуальный ассистент заранее встроен, управление функциями осуществляется именно с помощью Алисы.
-
Автомобиль. Алиса живет в Яндекс Навигаторе и помогает прокладывать маршруты, оповещает о пробках или штрафах и предоставляет информацию о погоде.
-
Умный дом. Яндекс продвигает концепцию умного дома, центром которого является именно Алиса. В экосистему объединены все устройства, поддерживающие работу с виртуальным ассистентом.
Есть один очевидный нюанс – без интернета голосовой помощник не работает.
1.3 Умный дом с Алисой
Умный дом с Алисой - это просто и удобно! Наполните дом умными устройствами и управляйте ими с помощью голоса. Тысячи разных устройств работают вместе, упрощают домашние дела и делают дом ярче и интереснее. ...
Wi-Fi нужен, чтобы подключить устройства к умному дому с Алисой. Приложение Дом с Алисой само подскажет и покажет все шаги. Яндекс Станция, чтобы управлять всем домом с помощью голоса. Умная лампочка, и другие устройства, которые вы выберете.
Ещё удобнее — с технологией Zigbee. Это технология передачи данных в беспроводных сетях, она отличается низким энергопотреблением и предназначена для многоканальных систем управления, в системах сигнализации, управления освещением и иных применениях автоматизации дома. В Яндекс Станции есть хаб управления устройствами Zigbee - они проще подключатся к умному дому с Алисой и быстрее реагируют на ваши команды.
Умная колонка – центральное звено в системе умного дома с Алисой. Она расскажет о погоде перед выходом из дома, подскажет, что приготовить на ужин. А еще будет начальником над всеми умными устройствами в квартире. Свяжите её с другими гаджетами в единую систему в приложении Яндекса – и просите, о чем угодно: уменьшить яркость света, переключить кондиционер, включить мультиварку.
Умный пульт Yandex Smart Control нужен, чтобы управлять приборами с ИК- портами, например, кондиционером или телевизором. Причем, даже дистанционно. По пути на кухню говорите колонке: «Включи телевизор». Она слышит вас и передает команду пульту, который включает телевизор.
Умная лампа «Digma», в отличие от привычной в умной лампе есть микросхема с приемником сигналов, специальными датчиками и сенсорами, поэтому ей можно управлять с помощью голоса.
Смарт телевизор: Одно из важных отличий умного телевизора от обычного, это возможность управлять голосом. Телевизор можно объединить в сценарий с другими гаджетами и лампой.
Датчик движения реагирует на любые шаги и движение. С помощью этого элемента, можно следить за безопасностью в квартире. Еще с помощью такого датчика можно
управлять умным освещением – например, настроить так, чтобы лампочка включалась автоматически, когда вы возвращаетесь домой. А также возможна экономия электричества. Если в комнате в течение минуты нет движения, лампочка выключается.
Умная розетка «Digma», нужна ,чтобы включать и выключать устройства которые в нее подключены. Например, запустить кондиционер, или отложить включение какого либо прибора.
Робот пылесос: нужная вещь для любой хозяйки, можно задать сценарий и время уборки.
Мульти варка, чайник, увлажнитель воздуха – этими устройствами можно управлять.
1.4 Характеристика наиболее популярных голосовых помощников
Алиса. Одна из самых популярных отечественных разработок, обладающая высоким уровнем человечности и впечатляющим функционалом. Голосовой помощник подходит для любых операционных систем. Стоит отметить, что в первую очередь Алиса рассчитана на российских пользователей. Во многом схожа с такими системами как Google и Amazon. Ключевая особенность в том, что Алиса способна поддерживать разговор с владельцем техники. Ассистент способен рассказывать анекдоты, различные истории и даже петь песни. Кроме того, Алиса дает различные рекомендации. Обладает высокой скоростью поиска данных. Может запускать приложения, включать музыку и мониторить погоду.
Плюсы: Очень большой набор возможностей;
Удобное управление;
Алиса способна поддерживать беседу;
Разработана специально для отечественного пользователя.
Минусы: Урезанный функционал на мобильных оперативных системах.
Siri. Самая лучшая локализация
Одна из самых качественных систем для упрощения управления различной техникой. Стоит отметить, что Siri разработана специально для устройств компании Apple. Ключевой особенностью является максимально качественно внедренный русский язык. Благодаря этому считается одним из лучших решений для отечественных пользователей. Еще одно достоинство заключается в том, что Siri по умолчанию встраивается в транспортные средства с функцией CarPlay. Виртуальный ассистент обладает достаточно высоким уровнем человечности. Может набирать и отвечать на звонки, писать и отправлять сообщения, а также искать информации в браузере.
Плюсы: Лучшая локализация;
Может подсказывать произношение;
Простота управления;
Воспринимает короткие команды;
Отвечает на звонки.
Минусы: Только для Apple техники.
Googleassistant. Самый отзывчивый помощник
Один из первых виртуальных помощников на международном рынке, обладающий продвинутым интеллектом. Многие пользователи очень довольны скоростью работы ассистента. Особенно когда речь касается поиска и выдачи информации. Главное достоинство заключается в постоянном обучении. При этом разработчики регулярно выпускают обновления. К функциональным особенностям можно отнести прослушивание вставок автоответчика. Помощник может заказывать билеты, осуществлять покупки в интернет - магазинах, отвечать на звонки. Также есть возможность поиска различных адресов. Для этого ассистент используется Google Карты. Еще одна приятная особенность – управление календарем с помощью голоса. Благодаря этому пользователь не забудет о важных встречах.
Плюсы: Множество уникальных функций;
Может прослушивать автоответчик и отвечать на звонки;
Есть возможность беседы;
Постоянное самообучение;
Управление календарем голосом.
Минусы: Есть проблемы с человечностью.
Amazon Alexa. Самый функциональный ассистент
Один из самых развитых виртуальных помощников, отличающийся огромнейшим набором функций. Изначально голосовой помощник был разработан для портативных колонок. Однако позже перешел на использование в мобильные устройства. В первую очередь следует отметить передовой искусственный интеллект, способный постоянно самосовершенствоваться. Еще одно достоинство заключается в том, что ассистент может свободно управлять любой техникой. Кроме того, есть возможность настройки системы кондиционирования, открытия ворот гаража или включения света в помещении. Виртуальный помощник может планировать день, проводить тренировки, включать музыку, рассказывать новости, читать аудиокниги, ставить будильники и даже вызывать такси. Вишенкой на торте является максимально простое управление.
Плюсы: Широчайший набор функций;
Постоянное самосовершенствование;
Высокий уровень человечности;
Подходит для мобильных устройств;
Может управлять любой техникой.
Минусы: не обнаружены
2. Практическая часть
Разрабатывая алгоритм использования работы системы, необходимо учитывать, что алгоритм – это выполняющие, действия, на основании полученных данных, и набора правил. Это как сценарии, который работают самостоятельно.
-
Включить и настроить колонку (необходимо наличие интернета, Wi-Fi)
-
Дождитесь приветствия Алисы
-
Открыть приложение дом с Алисой (на экране появится информация, что найдена станция).
-
Подключаемся.
-
В приложении настраиваем необходимые нам функции.
-
В 6:30 утра включить свет в моей комнате.
-
В 6:40 подключиться к мультируму (музыка под которую можно сделать зарядку и продолжить собираться в школу)
-
В 7:00 уже вскипячен чайник.
-
Перед выходом в школу, управляя голосом, отключить свет.
-
В 13:00 запустить робот пылесос.
-
К 17:00 охладить комнату до +20 градусов.
Существует много других функций, которые можно подключить и сделать жизнь в своем доме более интересной, современной и удобной.
2.1. Анкетирование
В ходе работы над проектом был проведён опрос среди моих знакомых взрослых и моих сверстников с целью исследования использования голосовых помощников в их жизни.
К анкетированию было привлечено 50 человек разного возраста и всем предложено ответить на пять вопросов.
Анкета.
1.Знаете ли вы о голосовых помощниках? Да Нет
2.Можете назвать несколько голосовых помощников? Да Нет
3. Знаете ли вы о голосовой помощнице Алиса? Да Нет
4. Ваши знания о существовании Умного дома с Алисой? Да Нет
5. Можете назвать известные вам элементы умного дома? Да Нет
Таким образом по результатам анкетирования была составлена таблица.
|
Вопрос |
Ответили -да |
Ответили-нет |
% положит. ответ |
% отриц. ответ |
|
1. |
48 |
2 |
96 |
4 |
|
2. |
45 |
5 |
90 |
10 |
|
3. |
50 |
0 |
100 |
0 |
|
4. |
40 |
10 |
80 |
20 |
|
5. |
37 |
13 |
74 |
26 |
И сделаны следующие выводы: о существовании Алисы знают все опрошенные, но 4 % опрошенных не имеет представления, что Алису называют голосовым помощником. Так как Алиса есть в смартфонах, ноутбуках, компьютерах люди не очень озадачиваются в поиске других помощников, но показатель 90% говорит, что большая часть опрошенных могут назвать и других голосовых помощников. Очень много людей знают о существовании Умного дома, 80 процентов. К сожалению, не многие могут назвать элементы Умного дома, хотя вне сомнения пользуются этими полезными преимуществами. Это говорит о том, что недалеко то время, когда голосовые помощники с элементами умного дома войдут в жизнь наших людей повсеместно.
Выводы:
В своем проекте я изучила понятие о системе Умный дом, принцип ее действия.
- изучила возможности системы умный дом
- изучила возможности Алисы в системе умный дом
- создала алгоритм управления в умном доме, на примере одного дня.
- отразила свои выводы в брошюре в виде рекомендаций для своих сверстников.
Считаю, что поставленные мною цели и задачи достигнуты.
Дом - это самое важное место для человека, а если его Умная система облегчает, экономит, создает благоприятную среду, то для общения нам остается больше времени, значит, мы дольше можем быть счастливыми.
Список литературы
1.История «умного дома». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://efarostov.ru/istoriya_ymnogo_doma.htm
2.История возникновения и развития «умного» дома. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://progress.online/tehnologii/1686-istoriya-vozniknoveniya-i-razvitiya-umnogo-doma
3.История развития системы «умный дом». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.aptech.ru/istoriya-razvitiya-sistemy-umnyj-dom
4.История Умного Дома. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://lovehome-ug.ru/about-the-company/history-of-umnyi-dom.html
5.Пять простых и бюджетных способов сделать свой дом умным. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://www.inmyroom.ru/posts/13072-5-prostyh-i-byudzhetnyh-sposobov-sdelat-svoj-dom-umnym
6.Технологии умного дома. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://qwizz.ru/технологии-умного-дома/
7.Умный дом. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://wp.wiki-wiki.ru/wp/index.php/Умный_дом
8.Что такое умный дом и зачем он нужен. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://lifehacker.ru/2017/07/24/umnyj-dom-rubetek