Дом будущего: 10 инновационных устройств для дома и квартиры

Как работает идеальное будущее

«Умный» дом — пассивный дом

Дом перестает быть просто местом обитания и становится нашим помощником и ассистентом. Это обеспечивают технологии «умного дома»: отдельные подсистемы объединяются в единый комплекс и помогают автоматизировать рутинные процессы. Например, освещение регулируется в зависимости от времени суток, температура — от погоды за окном. «Умный» дом знает, во сколько встают жильцы, а «умная» кофеварка к этому времени уже готовит им американо. Многое из этого — давно не сюжет из научной фантастики, а новая реальность. Датчики дыма и утечки газа, роботы-пылесосы, лампочки, реагирующие на движение, умные колонки уже вовсю освобождают нас от необходимости думать о мелочах. Приятный и необходимый в наше время бонус — рациональное использование электроэнергии.

Индустрия 4.0

Лучшие системы «умного» дома для новичков

Дома, созданные так, чтобы оставлять минимальный экологический след, можно разделить на пассивные и активные.

1. Пассивный дом проектируется так, чтобы как можно меньше терять энергию. За счет этого он меньше расходует: в среднем, пассивный дом потребляет около 10% энергии, которая необходима обычным зданиям. В идеале это должна быть независимая система, которая полностью обеспечивает сама себя.
2. Активный дом работает наоборот: производит такое количество энергии, которого хватает не только на самого себя, но еще и на соседние здания, баню или бассейн. Первый такой дом построили в Дании еще в 2009 году: избытки энергии, которую он вырабатывает, попадают в центральную энергосеть и превращают дом в источник дохода.

Городская экосистема

Сейчас в городах живет более половины населения всего мира. По прогнозам аналитиков, к 2050 году эта цифра вырастет до 68%. Причем жить мы будем не в мегаполисах, а в гигаполисах — городах с населением в несколько сотен миллионов. Но с началом пандемии люди все чаще стали переезжать за город, поэтому есть вероятность, что нас ждет волна популярности небольших поселений.

Зеленая экономика

Planet City: архитектор предложил поселить всех людей в одном городе

Благодаря близости всех необходимых локаций сокращается транспортный след: сейчас треть всех парниковых газов — это выбросы от наших перемещений. Москва, занимая седьмое место в мире по количеству выбросов CO₂, производит ежегодно более 110 млн т парниковых газов. Таким образом, около 33 млн т приходится на выбросы от транспорта. Поэтому транспорт будущего — это электромобиль или электросамокат. Электромобили станут доступнее для массового использования уже в ближайшие годы: по данным ARK Invest, к 2025 году электромобиль будет стоить вдвое дешевле, чем сейчас. А чтобы сэкономить энергию, на помощь приходит каршеринг или карпулинг — когда вы подвозите знакомых, которым с вами по пути.

Еще один способ сократить свой углеродный след — покупать локальные и сезонные продукты или выращивать их самому. Сейчас, прежде чем попасть на стол, еда проделывает огромный путь из стран-экспортеров. В городе будущего каждый желающих может завести собственный садик, чтобы выращивать там овощи, ягоды или зелень без добавления химикатов и опасных выбросов в атмосферу. Дом с участком для этих целей есть не у всех — зато у всех есть крыша. Устроить зеленое пространство можно именно там: растения на крыше помогут решить проблему затоплений во время ливней и даже снизить температуру в городе во время сильной жары на 1,3 °C.

Углекислый газ выбрасывается в атмосферу в результате почти любых наших действий

Важно следить за тем, чтобы не расходовать слишком много энергии. Для этого можно рассчитать свой углеродный след на специальном калькуляторе, а после посадить несколько деревьев, чтобы компенсировать свое влияние на экологию

Результат своих действий вы увидите не сразу, но если начать уже сейчас, «зеленое» будущее наступит очень скоро.

Зеленая экономика

Углеродный след: что каждый должен о нем знать

Электромобили

К элементам умного дома может относиться и умное транспортное средство — электромобиль. Наряду с экологичностью его преимущество состоит и в том, что аккумуляторы автомобиля служат и в качестве накопителей энергии для дома. Стоит отметить, что это работает в обоих направлениях: автомобильный аккумулятор может накапливать излишки энергии, выработанной фотоэлектрической энергетической установкой, и, в свою очередь, обеспечивать домохозяйство электроэнергией, когда не работают солнечные батареи. При этом выбор электромобилей постоянно растет: например, компания BMW предлагает модель i3 с мощностью 170 л. с. и дальностью 190 км. Запас хода является главной проблемой электромобилей на данный момент: аккумуляторов не хватает на дальние поездки. Американская модель высшей категории Tesla S в самом лучшем исполнении проходит 502 км и развивает максимальную скорость в 200 км/ч. Правда, и стоит она около €66 000. Однако цены в ближайшие годы могут и снизиться, поскольку сейчас все крупные автомобилестроители работают над собственными электромобилями: Nissan, Wolkswagen, Toyota и Renault уже предлагают свои модели. К тому же осенью стартует первый сезон «Формулы Е»: в гоночной серии могут соревноваться только электромобили. По аналогии с «Формулой-1» для «обычных» автомобилей «Формула Е» для электромобилей должна дать стимул для разработки новых, более эффективных технологий.

Безопасность на первом месте

Все эти «умные» дома объединяет одно — технологии, которыми они оснащены, обеспечивают работающим и живущим в них людям безопасность. Самое безопасное «умное» здание в России связано с именем одного из экс-президентов страны — Бориса Ельцина. Это располагающийся на его родине в Екатеринбурге Ельцин-Центр.

В Центре работает система распознавания лиц. В 2021 году этим уже никого не увидишь, но здесь играет роль масштаб: в здании установлено более 900 камер. Видео с них отображается на большой видеостене. Естественно, вывести на экраны всех людей одновременно невозможно. Но даже если сотрудники что-то не видят, система автоматически распознает оставленные предметы или странное поведение посетителей. Кстати, если человек занесен в стоп-лист, камера его тоже сразу распознает.

Просто зайти в здание не получится. Если вас нет в списках, к вам сразу подойдет охранник. Быстрая реакция охраны объясняется системой, которая позволяет в автоматическом режиме управлять списками сотрудников, арендаторов и гостей. Это решение от компаний Schneider Electric и RecFaces. Проще говоря, охраннику автоматически приходит текстовое сообщение на рабочий пульт, и он сразу подходит к неизвестному человеку.

Если вашего имени нет в «черном списке», но вы решили что-нибудь нарушить, находясь в Центре, например, оставить подозрительную вещь — это все равно заметят. Камера идентифицирует объект практически в ту же секунду. Сразу после обнаружения странного предмета вызывают полицию.

Ельцин-центр считается самым «умным» зданием в России, конечно, не только из-за камер. В нем установлено много датчиков, которые позволяют следить за освещением или температурой. Если в каких-то зонах сейчас не проходят мероприятия, энергия на обогрев тратиться не будет.

Накопитель энергии

Поскольку фотоэлектрическая энергетическая установка функционирует только днем, но при этому непрерывно вырабатывает энергию, вам понадобится аккумулятор. В умном доме таковых будет два. Один из них — автомобильный аккумулятор (см. пункт 6), а второй — аккумулятор в подвале. Таким образом, вы сможете использовать выработанную электроэнергию и позднее — например, ночью, когда солнце не светит. Должно хватить накопителя на 5 кВт. Недостаток: он размером с холодильник и весит примерно 220 кг. То есть легковесом его не назовешь.

К тому же накопитель энергии с расходами на приобретение примерно от €10 000 бюджетным никак не является. Есть и риски: батареи состоят из свинцово-гелевых аккумуляторов, электролитом в которых является концентрированная серная кислота, — это такие же компоненты, как, например, в автомобильных аккумуляторах. Уже по одной этой причине они должны стоять в подвале, потому как чувствительны к температуре. Но и срок их службы составляет около десяти лет. Электроэнергия, которую не вмещают аккумуляторы, переправляется в электросети, что принесет вам дополнительный доход.

Поиск компромисса между высокой плотностью и расползанием инфраструктуры

Уровень дохода определяет уровень архитектуры, это правило капиталистического мира. Хороший дом в пригороде могут позволить себе только обеспеченные люди — коммуникации и энергия по-прежнему дороги. 2020 год будет охарактеризован рецессией, локальными экономическими кризисами и падением доходов. Необходимость экономить, возможно, подтолкнет развитие альтернативных источников энергии и способов ее экономить, но не отразится на стоимости жилья (ни городского, ни загородного) — она по-прежнему будет высокой для большей части населения планеты. Жилье останется самым большим и надежным классом инвестиций.

Доступность и разнообразие инфраструктуры и возможность социализации — это второй и не менее важный критерий в пользу города.

Фото: Carola Lampe

Карантины в разных странах показали, что даже в мире победившей доставки, виртуальных экскурсий по главным музеям планеты и онлайн-свиданий люди все еще ценят город за его среду, возможность случайных пересечений и плотность культурной и социальной жизни.

Сейчас самый экологичный вариант расселения — компактный и плотный город, где соблюдена высокая транспортная связность, оптимальная высота застройки и есть необходимая горожанину инфраструктура. Эта модель позволяет избегать поляризации и социального разрыва, которые являются частью порочного круга бедности.

Популярные темы сообщений

• Казанское ханство Казанское ханство это довольно крупное государственное образование, центром которого является город Казань. Это ханство сформировалось в результате распада великой империи Золотой Орды.
• Транспортные аварии и их последствия Аварии, возникающие во время движения какого-либо транспортного средства и повлекшие за собой повреждения непосредственно средства передвижения, а также случаями гибель людей, называют транспортными авариями.
• Профессия строитель Сегодня многие даже не задумываются о том, какой колоссальный труд был приложен другими людьми, чтобы в каждом городе были десятки тысяч домов, десятки детских садиков, школ, университетов, магазинов, торговых центров, больниц, дворцов и т.д.

Фотовольтаика

Одну из основ умного дома в Европе составляет идея о том, что владелец самостоятельно производит электроэнергию. Данная идея реализуется различными способами, но самой практичной для большинства домовладельцев может стать фотоэлектрическая установка на крыше, называемая «солнечной батареей». Возможно, смотрится она не очень красиво, но в данном случае функциональность должна преобладать над эстетикой.

Пока монтаж такой системы нельзя назвать бюджетным. Установка для среднестатистического дома на одну семью обойдется от €8000 до €12 000. К тому же примерно €400 в год придется потратить на очистку, техобслуживание и страховку.

Фотоэлектрическая энергетическая установка должна выходить на пиковую мощность примерно от 5 до 8 кВт. Это — максимальная выработка при стандартизированных условиях. В зависимости от расположения, этого вполне хватает для выработки до 9000 кВт·ч электроэнергии в год, чего более чем достаточно для домохозяйства, в котором проживает четыре человека.

Если же жители потребляют лишь половину данного объема, то они уже экономят не менее €1000 в год. То есть установка окупается уже через несколько лет, если в вашем доме расходуется больше электроэнергии, и вы не переправляете ее в электросеть.

6 Электромобили

К элементам умного дома может относиться и умное транспортное средство — электромобиль. Наряду с экологичностью его преимущество состоит и в том, что аккумуляторы автомобиля служат и в качестве накопителей энергии для дома. Стоит отметить, что это работает в обоих направлениях: автомобильный аккумулятор может накапливать излишки энергии, выработанной фотоэлектрической энергетической установкой, и, в свою очередь, обеспечивать домохозяйство электроэнергией, когда не работают солнечные батареи.

При этом выбор электромобилей постоянно растет: например, компания BMW предлагает модель i3 с мощностью 170 л. с. и дальностью 190 км. Запас хода является главной проблемой электромобилей на данный момент: аккумуляторов не хватает на дальние поездки. Американская модель высшей категории Tesla S в самом лучшем исполнении проходит 502 км и развивает максимальную скорость в 200 км/ч. Правда, и стоит она около €66 000.

Однако цены в ближайшие годы могут и снизиться, поскольку сейчас все крупные автомобилестроители работают над собственными электромобилями: Nissan, Volkswagen, Toyota и Renault уже предлагают свои модели. К тому же осенью стартует первый сезон «Формулы Е»: в гоночной серии могут соревноваться только электромобили. По аналогии с «Формулой-1» для «обычных» автомобилей «Формула Е» для электромобилей должна дать стимул для разработки новых, более эффективных технологий.

Умный дом — умные материалы

Все поверхности в домах будущего будут изготовлены из «умных материалов», благодаря чему будет много различных функций. Например стены уметь не пропускать Wi — Fi сигнал, обеспечивая тем самым невозможность взлома и » кражи » вашего Wi — Fi, французские исследователи из Institut Polytechnique de Grenoble создали обои, которые помогают предотвратить электромагнитном загрязнения и » краже » Wi — Fi. Специальная бумага блокирует сигнал Wi — Fi, тем самым не позволяя ему проникать за пределы отдельной комнаты или дома.

Окна вашего дома, которые устанавливаются на пресс фитинг Rehau, также станут многофункциональными, превратившись в огромные прозрачные экраны — такая технология была представлена на выставке CES 2012. Специалисты компании Samsung разработали Smart Window — окна, которые, как сказали журналисты, напоминают «гигантские прозрачные планшеты». Еще одна разработка в этой области — пол GravitySpace, которая способна распознавать людей по весу их тела. При этом данный пол является большим экраном на котором, например, может появиться виртуальный мячик, если вы захотите поиграть в футбол.

GPT-3

На сегодняшний день самая совершенная нейросеть на базе NLP (то есть, алгоритмов распознавания текста) — GPT-3. Это нейросеть-трансформер, которая способна генерировать связные ответы в диалоге с человеком. Объем используемых ей данных и параметров в 100 раз превосходит предыдущее поколение — GPT-2.

Однако даже самые продвинутые трансформеры, обученные на огромных массивах данных не понимают смысла слов и фраз, которые они генерируют. Для их обучения нужны огромные массивы данных и вычислительные ресурсы, которые, в свою очередь, оставляют большой углеродный след. Еще одна проблема — несовершенство датасетов для обучения нейронных сетей: тексты в интернете часто содержат искажения, манипуляции и откровенные фейки.

Индустрия 4.0

«Заходит в бар Илон Маск»: нейросеть GPT-3 научили рассказывать анекдоты

Одно из самых перспективных направлений в развитии ИИ и нейросетей — это расширение диапазона восприятия. Сейчас алгоритмы умеют распознавать изображения, лица, отпечатки пальцев, звуки и голос. Они также умеют говорить и генерировать изображения и видео, имитируя наше восприятие разных органов чувств. Ученые MIT отмечают: чтобы приблизиться к человеку ИИ не хватает эмоционального интеллекта и чувств. В отличие от ИИ, человек умеет не только обрабатывать информацию и выдавать готовые решения, но и учитывать контекст, множество внешних и внутренних факторов, а главное — действовать в условиях неопределенности и меняющейся среды. Например, алгоритм AlphaGo от компании DeepMind способен обыграть чемпиона мира по го и шахматам, но все еще не может расширить свою стратегию за пределы доски.

Пока что даже самые продвинутые алгоритмы, включая GPT-3, находятся лишь на пути к этому. Сейчас перед разработчиками стоит задача создать мультимодальные системы, которые бы объединили распознавание текста и сенсорное восприятие для обработки информации и поиска решений.

Индустрия 4.0

На что способна нейросеть GPT-3

Симбиоз: электромобиль и умный дом

Последним шагом на пути к полностью умному дому является соединение электромобиля и умного дома в единую систему. Это вполне логическое развитие событий, поскольку производители автомобилей стараются делать свои транспортные средства все более умными.

Первую концепцию уже представили компании Panasonic и Toyota: они объединяют свои облачные сервисы Panasonic Cloud и Toyota Smart Center. В результате автомобиль по дороге может запрашивать уведомления о статусе бытовых приборов, а также отправлять команды.

Например, находясь в автомобиле, вы уже можете включить отопление по дороге с работы домой. Или вы устанавливаете реле времени, которое автоматически запустит нагрев духовки для приготовления ужина, если предполагается, что вам осталось ехать до дома всего 20 минут. И наоборот, умный дом может напомнить вам о том, что нужно отключить отопление с помощью дистанционного управления, если посредством GPS автомобиль определяет, что вы удаляетесь от своего дома.

К сожалению, Panasonic и Toyota пока не дают информации о дате презентации, ценах и прочих деталях их нового сервиса.

ФОТО: Компании-производители; AndreasWeber; Siemens; BMW; Toyota; Devo

8 Симбиоз: электромобиль и умный дом

Последним шагом на пути к полностью умному дому является соединение электромобиля и умного дома в единую систему. Это вполне логическое развитие событий, поскольку производители автомобилей стараются делать свои транспортные средства все более умными.

Первую концепцию уже представили компании Panasonic и Toyota: они объединяют свои облачные сервисы Panasonic Cloud и Toyota Smart Center. В результате автомобиль по дороге может запрашивать уведомления о статусе бытовых приборов, а также отправлять команды.

Например, находясь в автомобиле, вы уже можете включить отопление по дороге с работы домой. Или вы устанавливаете реле времени, которое автоматически запустит нагрев духовки для приготовления ужина, если предполагается, что вам осталось ехать до дома всего 20 минут. И наоборот, умный дом может напомнить вам о том, что нужно отключить отопление с помощью дистанционного управления, если посредством GPS автомобиль определяет, что вы удаляетесь от своего дома.

К сожалению, Panasonic и Toyota пока не дают информации о дате презентации, ценах и прочих деталях их нового сервиса.

ФОТО: Компании-производители; AndreasWeber; Siemens; BMW; Toyota; Devolo

Литий-металлические батареи

Литий-металлические аккумуляторы имеют все шансы изменить расстановку сил на авторынке. Их энергетическая плотность равна 1 кВт·ч на литр объема, что почти в два раза больше, чем у литий-ионных батарей. Как утверждают в MIT Technology Review, благодаря этому электрокары заряжаются гораздо быстрее, а главное — заряда хватает на 80% дольше, чем с литий-ионными аккумуляторами. Такие показатели сохраняются и после 800 циклов.

Американский стартап QuantumScape (среди его инвесторов — Билл Гейтс), который занимается разработкой литий-металлических батарей, провел первые тесты в декабре 2020-го. После успешных испытаний он уже заключил сделку с Volkswagen, который начнет выпускать электромобили с этими аккумуляторами в 2025 году.

Скептики утверждают, что результаты тестов пока рано считать успешными: их проводили на однослойных ячейках, тогда как в реальных аккумуляторах они должны быть многослойными. При массовом производстве это может привести к непредвиденным рискам.

Стартапы умных домов

Последнее поколение гаджетов «Интернета вещей», ориентированных на здоровье человека, живущего в умном доме, настолько простое в использовании, что его можно брать на вооружение уже сейчас.

Компания под названием Sleepace, например, разработала умное решение на тему сна — DreamLife — которое задействует не-носимые датчики в кровати и матрасе для отслеживания времени сна, сердцебиения, дыхания, движений тела и циклов сна. Затем приложение анализирует данные и дает рекомендации для наилучшего сна. Нью-йоркский Eight также предлагает умные кровати, которые отслеживают порядка десяти факторов сна, а также окружение кровати, чтобы обеспечить лучший сон для человека. Он также может связываться с другими умными устройствами для регулировки температуры и освещения.

Компания Awair из Сан-Франциско изобрела умное домашнее устройство, помогающее человеку дышать за счет наблюдения за качеством воздуха. Устройство отслеживает химические вещества, пыль, температуру, влажность и уровень углекислого газа, оценивая таким образом качество воздуха. Оно дает рекомендации по улучшению качества воздуха и отслеживает изменения со временем. Оно даже работает с другими умными домашними устройствами вроде термостатов, помогая повысить качество воздуха.

Хотя некоторые из этих устройств предназначены для общего использования, многие также направлены на то, чтобы помочь пожилым людям оставаться независимыми. Сюда входят датчики на плите, которые автоматически определяют, если варочную поверхность оставили без внимания, а также небольшой диспенсер таблеток, который предупреждает человека, если он уже принимал лекарства.

Еще одна тенденция в этой же области — использование роботов в виде домашних животных или роботов-компаньонов, которые могут делать самые разные вещи, от проверки памяти человека до напоминаний о приеме лекарств.

Симбиоз: электромобиль и умный дом

Последним шагом на пути к полностью умному дому является соединение электромобиля и умного дома в единую систему. Это вполне логическое развитие событий, поскольку производители автомобилей стараются делать свои транспортные средства все более умными. Первую концепцию уже представили компании Panasonic и Toyota: они объединяют свои облачные сервисы — Panasonic Cloud и Toyota Smart Center. В результате автомобиль по дороге может запрашивать уведомления о статусе бытовых приборов, а также отправлять команды. Например, находясь в автомобиле, вы уже можете включить отопление по дороге с работы домой. Или вы устанавливаете реле времени, которое автоматически запустит нагрев духовки для приготовления ужина, если предполагается, что вам осталось ехать до дома всего 20 минут. И наоборот, умный дом может напомнить вам о том, что нужно отключить отопление с помощью дистанционного управления, если посредством GPS автомобиль определяет, что вы удаляетесь от своего дома. К сожалению, — Panasonic и Toyota пока не дают информации о дате презентации, ценах и прочих деталях их нового сервиса.

Smart House

All people want to live in good conditions, to be around the friends and use all best facilities. I also would like to have beautiful life and see only wonderful things around me. But today it is important to have not only beautiful things around, but also smart things as well.

Nowadays every child has smartphone, computer, iPod, headphones and other facilities. It is not a surprise, but even their parents want to have smart things around. That’s why people seek to have smart houses. It is not easy, because you need a lot of money and time, but everything is possible.

For me a smart house is a place, where you can come back after work in the evening and relax 100% Nice music, hot and delicious dinner, good perfume and some good company can wait for you at this home. All these things are impossible without smart facilities. First of all here it has to be alarm. If any stranger wants to come inside, alarm will let you know. If you are waiting for somebody, there is a video monitor and you can see on TV at home who is knocking at the door.

Another thing is a smart facilities in the kitchen. I would like to have one machine that you can control and organize the way you want. You can program what meal you would like to have today, tomorrow and all week. You install the time when the meal has to be ready and «voila!» When you come back home, a table full of food is waiting for you.

Good music and perfume are possible even now for any family. You just need to choose what exactly you like and want.

Good company can make any day brighter and happier. Today there are many programs on the phones and computers can ask questions and give answers.

For me all these things can make my life easier, happier and brighter. This is a smart house I would like to have.

Заключение

Умный дом повышает комфорт жизни, но требует массу времени и главная проблема превращается в Хобби, получаешь умный дом головного мозга. Сейчас все стабильно работает, а ты сидишь и думаешь а может еще какой датчик куда поставить и чего-то автоматизировать. Плюс главный риск когда все работает хорошо все классно, но в процессе отладки или сбоев у вашей семьи должно быть терпение и готовность к определенным трудностям, сколько раз за эти пол года я слышал от супруги, что как я достал с этой автоматизацией, когда в туалете или в ванной отключался свет, пока все отладил. Ну и самое главное должно быть физическое дублирование выключателями.