TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY Tekoäly ja esineiden internet - energiansäästöä vai uusia sähkösyöppöjä? Neuvonnan vuosipäivä 26.4.2017 Heikki Ailisto, tutkimusprofessori Pekka Tuomaala, johtava tutkija Klaus Känsälä, erikoistutkija
Sisältö Tekoälyn merkitys kasvaa ja asian ympärillä on suorastaan hype. Esineiden internet (IoT) mahdollistaa tarkan ja edullisen mittauksen ja ohjauksen. Case 1: Sähkön kulutusjousto pelin paikka pienkuluttajille? Case 2: Mitä älykkäät ja oppivat järjestelmät tarkoittavat energian säästölle ja samalla mukavuudelle tilojen lämmityksessä? 28.4.2017 2
Tekoälyn määritelmiä Tekoäly on sitä mitä ei vielä pystytä ohjelmoimaan tietokoneelle Tekoälyn avulla koneet, laitteet, ohjelmat, järjestelmät ja palvelut voivat toimia tehtävän ja tilanteen mukaisesti järkevällä tavalla. 28.4.2017 3
Tekoälyn luokat ja kuumat tutkimusaiheet Suppea (heikko) tekoäly (Weak AI) Vahva tekoäly (Strong AI) Supertekoäly (Super AI) Tekoäly on joukko teknologioita AISTI Konenäkö Puheen ja äänen tunnistus AI YMMÄRRÄ Syväoppiminen Luonnollisen kielen ymmärtäminen Kollaboratiiviset järjestelmät Joukkoistus (crowd sourcing) TOIMI Internet of Things (IoT) Robotiikka Koneoppiminen 28.4.2017 4
Miksi tekoälystä puhutaan (taas)? Algoritmit Data = AI Laskentateho 28.4.2017 5
Isoja ja pienempiä pelureita älykkäässä kodissa - onko tämä ekosysteemipeli? Google Home Nest Amazon Alexa and Ecobee Apple HomeKit Philpis Hue (valaistus) Optiwatti Oppivuus (tekoäly), langattomat anturit ja toimilaitteet (IoT) mahdollistavat mukavuuden ja säästön samanaikaisesti. 28.4.2017 6
1 32 63 94 125 156 187 218 249 280 311 342 373 404 435 466 497 528 559 590 621 652 683 714 Case 1: Sähkön kulutusjousto pelin paikka pienkuluttajille? Sähkön kulutus ja sen seurauksena hinta vaihtelee markkinoilla. Muutoksia ei voi ennakoida ja hallita täysin, siksi kulutusjoustolle on tarvetta. Perinteisesti isot teollisuuslaitokset tekevät tätä. Myös pienkuluttajat voivat olla mukana tässä pelissä. 1500 sähkölämmitteistä pientaloa muodostaa 5 MW tehonsäätöön sopivaa reserviä 20000 taloa muodostaa 67 MW säätötehon Nord Pool (Suomi) hinta ( /MWh) tammikuussa 2017 Klaus Känsälä 140 120 100 80 60 40 20 0 28.4.2017 7 FI FI
VTT:n koejärjestelmä Electric distribution network User Interface Tuulimylly 5,5 kw Aurinkopaneelit 8 kw. Saareke invertterit 400V ~3 phase 15 kw Akkuvarasto 58 kwh (AGM) Sähköauto ja pikalatausjärjestelmä Kolmio, jossa kotiautomaatiota ja 24 V sähköjärjestelmä LED-valaisuun Home Electric mobile Local energy production 28.4.2017 8
Asuntoja voidaan hallita internetin pilvipalvelun avulla, osa laitteista on suoraan yhteydessä siihen, tulevaisuudessa kaikki laitteet integroidaan langattomien verkkojen avulla 28.4.2017 9
Esimerkkejä liiketoiminnasta Taajuusohjattu käyttöreservi kauppaketjun myymälöistä (VTT ja yritykset): Minimiteho 100 kw, vasteaika 3 minuuttia Vuosisopimus v 2013 1 MW = 160 000 Markkina 80 MW/kasvussa 500 kauppaa 40 kw = 20 MW Laskennallinen tulos 3.2 M /vuosi Tado (Saksa) Myy asiakkaille termostaattia lämpöpatteriin ja sähkölämmitykseen Lisänä puhelinsovellus, joka tunnistaa milloin käyttäjä on kotona Lupaa jopa 35% säästöä energialaskuun, ei myy säätösähköä (vielä) Google (Nest) Myy käyttäjille termostaatteja Käyttäjien asunnon lämmmityksen toiminta mallinnetaan nettiliitynnän avulla Käyttäjät profiloidaan ja aloitetaan säätökauppa Osa tuloista ehkä palautetaan käyttäjille edullisemman sähkölaskun muodossa Liiketoimintakonsepti toimii globaalisti 28.4.2017 Reactive Technologies (Oulu, UK) Toimintaa Englannissa (TESCO) laajentumassa Ranskaan, keskittyy kaupan järjestelmiin Patentteja taajuusohjatun säädön toteuttamiseen verkossa, Myy teknologiaa, ei järjestelmiä Muita: Voltalis (Ranska), There Corporation (Suomi), Cleworks, Kaukora (nettiohjattu lämminvesivaraaja), Nibe (lämpöpumpun ohjaus), Optiwatti 10
Case 2: Seuraava askel: Yksilölliset lämpöolosuhdepalvelut Ihmiset ovat erilaisia siksi he kokevat erilaiset lämpöolosuhteen hyviksi. Pekka Tuomaala 28.4.2017 11
2. Kenttätestausten tilanne 1. Digitalo (Senaatti/VTT, Espoo) Käynnistysvaihe (työhuoneet A101 A105) Langaton patteriventtiili + anturointi Henkilötiedot + palautejärjestelmä Laajentaminen kerrokseen/noppaan/rakennukseen 2. Seinäjoen keskussairaala (Kliininen kemia) Käynnistysvaihe (työhuoneet 2.518E 2.515E 5 kpl) Tilan monitorointi ja henkilöiden tunnistus Henkilötiedot + palautejärjestelmä Asetusarvosäätö Laajentaminen kerrokseen/rakennukseen 3. Kuopion yliopistollinen sairaala (XXX) Käynnistysvaihe (työhuoneet xxx yyy) Total Room Automation (Siemens) Henkilötiedot + palautejärjestelmä Asetusarvosäätö (?) Laajentaminen kerrokseen/rakennukseen 12
Digitalo (Vuorimiehentie 3, 1. KRS) 13
Digitalo (Vuorimiehentie 3, huoneet A101-A105) A101 A105 A104 14
Digitalo (Vuorimiehentie 3, huone A104) Pintalämpötila Ilman lämpötila obix Lämpötila ja kosteus (NNE) A104 15
Henkilötietojen kerääminen ja tallentaminen ETUNIMI SUKUNIMI SÄHKÖPOSTIOSOITE PUHELINNUMERO Pekka Tuomaala pekka.tuomaala@vtt.fi 040 720 1724 SYNTYMÄVUOSI SUKUPUOLI PITUUS PAINO LIHAKSIKKUUS 1961 Mies 175 77,5 0,7 Henkilö antaa erillisellä lomakkeella itseään koskevat tiedot VTT:n tietojen vastaanottajalle, jonka toimesta yksilöllisessä lämpöolosuhteiden säädössä tarvittavat operatiiviset henkilötiedot (A) tallennetaan verkkopalvelimelle HumanTool A Operatiivinen henkilötieto mitä käytetään yksilöllisten lämpöolosuhteiden tuottamiseen ID IHO RASVA LIHAS LUU SISÄELIMET AIVOT 49123 3,332 kg 16,62 kg 23,88 kg 11,14 kg 11,03 kg 1,41 kg B Yksilöivä henkilötieto (mitä voidaan käyttää tietojen tarkistamiseen, tilastollisiin tutkimuksellisiin tarkoituksiin sekä yksilöllisen palautteen antamiseen) säilytetään paperiversiona VTT:n lukituissa tiloissa ETUNIMI SUKUNIMI SÄHKÖPOSTIOSOITE PUHELINNUMERO ID SYNTYMÄVUOSI SUKUPUOLI PITUUS PAINO LIHAKSIKKUUS Pekka 28.4.2017 Tuomaala pekka.tuomaala@vtt.fi 040 720 1724 49123 1961 Mies 175 77,5 0,7 16
Digitalo (Vuorimiehentie 3) obix Tilojen olosuhdetiedot Henkilötiedot Lasketut suureet Säätösignaali A101 A102 A103 A104 A105 Testihuoneiden SimpleHTM -laskennat 17
QR koodit - Tilan käyttäjän antama lämpöaistimuspalaute A102 viileä OK lämmin 28.4.2017 18
Yhteenveto Tekoäly ja IoT mahdollistavat paremmat olosuhteet ja energian säästön sekä kulutuksen säädön rakennuksissa yhtä aikaa. Tekoäly tuo oppivat järjestelmät IoT tuo runsaan reaaliaikaisen datan ja ohjauksen Sähkömarkkinat luovat liiketoimintatilaisuuden Tilaisuus on havaittu, pelaajia tulee kentälle Onko tämä ekosysteemipeli, ja jos on, ketkä voittaa? Seuraavaksi: Yksilölliset lämpöolosuhdepalvelut. 28.4.2017 19
TEKNOLOGIASTA TULOSTA