Es klingt noch wie Zukunftsmusik. Doch wir sind nicht mehr weit von sich selbst diagnostizierenden und selbstreparierenden Häusern entfernt – das Smart Home 3.0. Ein solches smartes Haus geht weit über einfache Automation hinaus. Denn es handelt sich hierbei um ein komplexes System bestehend aus Sensoren, künstlicher Intelligenz und automatischen Reparatursystemen. Damit das Ganze funktioniert, muss ein Netzwerk intelligenter Sensoren ständig den Zustand des Gebäudes überwachen. Simultan analysieren KI-Systeme die Daten in Echtzeit.
Die Technologie kann dadurch Probleme erkennen, bevor sie sichtbar werden und automatisch Gegenmaßnahmen einleiten. Über verschiedene Standards können hierbei Komponenten verschiedener Hersteller nahtlos zusammenarbeiten. Der Vorteil? Intelligente Häuser dieser Art können nicht nur Wartungskosten reduzieren, sondern auch größere Schäden durch frühzeitiges Eingreifen verhindern. Einsetzbar ist hierbei auch die Blockchain Technologie. Die durch diese Technologie gesicherte Dokumentation ermöglicht die Nachvollziehbarkeit jedes Wartungsvorgangs und kann wertvolle Daten für künftige Optimierungen liefern. Die nächsten Abschnitte untersuchen genauer, wie sich solche intelligenten Systeme zusammensetzen.
KI-gestützte Anomalieerkennung
Bekanntermaßen ist künstliche Intelligenz prädestiniert, Muster in großen Datenmengen zu erkennen. Diese Eigenschaft kommt vor allem der ständigen Analyse von Sensordaten aus Smart Home Systemen zugute. Hierbei kann sie ungewöhnliche Muster wesentlich schneller erkennen als der Mensch. Um allerdings Abweichungen erkennen zu können, muss die KI hierfür maschinelles Lernen nutzen. Denn ihr muss der Normalzustand eines Gebäudes erst einmal bekannt sein.
Die Verarbeitung der Daten kann in Echtzeit erfolgen und Probleme wie Wasserlecks oder beginnenden Schimmelbefall rechtzeitig erkennen. Moderne Sicherheitssysteme funktionieren übrigens ähnlich. Nur dass sie anstatt von Hausverwaltungen von deutschlandweit tätigen Sicherheitsdiensten eingesetzt werden können.
Die Erkennungsrate der KI Systeme zur Anomalieerkennung liegt bei gängigen Bauschäden über 95 Prozent. Das ist deutlich höher als bei manuellen Inspektionen. Wenn die KI eine Anomalie entdeckt, kann sie diese umgehend mit einer Datenbank bekannter Schadensmuster vergleichen. Dadurch ist es dem System nicht nur möglich, das Problem zu erkennen, sondern auch dessen wahrscheinliche Ursache und Entwicklung vorherzusagen.
Sensorik & Datenhubs
Wie eingangs erwähnt, müssen moderne Smart Homes ein Netzwerk aus Sensoren nutzen, die kontinuierlich wichtige Gebäudedaten erfassen. Was wird hierbei gemessen? Die entsprechenden Sensoren messen Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Erschütterungen und Luftqualität. Sämtliche dieser gesammelten Daten laufen dann in einem zentralen Hub zusammen. Dies ist sozusagen das „Gehirn“ des Systems. Durch einen neuen Standard im Smart Home Bereich (der Matter-Standard) können mittlerweile verschiedene Sensoren unterschiedlicher Hersteller reibungslos miteinander kommunizieren.
Wie wird die Datenverarbeitung direkt vor Ort ermöglicht? Das geschieht über das sogenannte Edge Computing. Dieses kann die Reaktionszeit des Systems auf unter 100 Millisekunden reduzieren. Zudem sind die Sensoren selbst sehr energieeffizient und verbrauchen durchschnittlich nur 1-2 Watt Strom. Dieses Zusammenspiel ermöglicht die Entstehung eines intelligenten Netzwerks, das Gebäudezustände in Echtzeit überwachen und analysieren kann. Der Energieverbrauch wird dabei kaum erhöht. Durch die aufgezeichneten Daten werden dadurch präventive Wartungsmaßnahmen und automatische Reparaturen möglich.
Automatische Wartungssteuerung
Bei der automatischen Wartungssteuerung reagieren smarte Ventile und Aktoren selbstständig auf erkannte Probleme. Wie tun sie das? Sie können beispielsweise Wasserleitungen bei Leckagen absperren. Um für eine optimale Raumluftqualität zu sorgen, kann sich die Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HVAC) kontinuierlich an die Umgebungsbedingungen anpassen.
Dank des bereits erwähnten Matter-Standards können hierbei die Komponenten verschiedener Hersteller reibungslos miteinander kommunizieren. Die Steuerung wird über eine zentrale Einheit umgesetzt. Diese wertet die Daten aus und koordiniert Wartungsprozesse. Auch hier kann das System bei kritischen Situationen automatisch Notfallprotokolle aktivieren. Dabei können dann betroffene Anlagenteile heruntergefahren werden.
Präventive Reparatursysteme
Durch präventive Reparatursysteme können insbesondere bei einem Wasserleck intelligente Ventile automatisch betroffene Leitungsabschnitte schließen und Notfallpumpen eindringendes Wasser beseitigen. Um einer Schimmelbildung zuvorzukommen, kann das System die Luftfeuchtigkeit durch automatische Lüftungsanpassung regeln.
Und bei Frostgefahr? In diesem Fall kann die Steuerung vorsorglich Heizungskreisläufe in gefährdeten Bereichen aktivieren. Um auch für einen Ausfall der Hauptsysteme gewappnet zu sein, verfügen kritische Systeme über redundante Backup-Komponenten. Dadurch, dass die Reparatursysteme dabei eng mit der Sensorik zusammenarbeiten, können so bereits kleinste Unregelmäßigkeiten erkannt und behoben werden, bevor größere Schäden entstehen.
Dokumentation & Reporting
Durch den Einsatz von Blockchain Technologie können Smart Home Systeme automatisch ein digitales und fälschungssicheres Wartungsbuch generieren. So kann jeder Vorfall und jede Wartungsmaßnahme mit Zeitstempel und detaillierten Sensordaten gespeichert werden. Mithilfe der Daten kann die KI diese Daten auswerten und präzise Prognosen für künftige Wartungsarbeiten erstellen.
Unterstützen lässt sich das zusätzlich mit einer mobilen App, die alle Ereignisse in Echtzeit anzeigen und bei kritischen Situationen reagieren kann. Die Dokumentation muss hierfür natürlich gesetzliche Anforderungen erfüllen und kann später für Versicherungen oder Garantiefälle genutzt werden. Zudem können Techniker über die App direkt auf relevante Daten zugreifen und dadurch Reparaturen effizienter durchführen.
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