Zentralisierte Intelligenz für optimale Effizienz

KI macht Daten «lebendig», verknüpft sie mit Intelligenz und kann sogar Leben retten. Ihr volles Potenzial entfaltet sie aber erst in Verbindung mit einer zentralen Intelligenz, die Daten sinnvoll einsetzt und die Nutzer*innen aktiv unterstützt. Ein Bericht über die Herausforderungen und die Zukunft der Gebäudeautomation.

Sprachsteuerung vs. Künstliche Intelligenz

Häufig werden Sprachsteuerungskomponenten mit künstlicher Intelligenz in Verbindung gebracht. Tatsächlich handelt es sich dabei lediglich um Sensoren oder Taster. Es spielt schliesslich keine Rolle, ob ich das Licht mit meiner Stimme oder mit einem Klick einschalte. Sprachsteuerungen sind nichts weiter als Befehle. Wenn sie ein Signal hören, reagieren sie darauf und steuern ein verbundenes Gerät. Sie lernen zwar ständig dazu und speichern Befehle ab, aber letztlich führen sie nur Befehle aus. KI hingegen ist mehr als nur das Entgegennehmen eines Befehls. Sie braucht Unmengen an Daten, um zu funktionieren. So ist künstliche Intelligenz ohne ausreichende Daten nicht effizient. Und viele Daten ohne KI sind ein Datenfriedhof. Was macht denn eigentlich die KI? Sie macht Daten lebendig, indem sie mit ihnen «spricht» und sie mit Intelligenz verbindet.

«Es muss immer ein Mensch dahinterstehen, nur so kann Sicherheit gewährleistet werden.»

Die Herausforderung der Datenintegration

Das aktuelle Problem bei Smarthomes besteht darin, dass KI zwar Daten von Sensoren und Aktoren bezieht, aber nicht in der Lage ist, sie zu verknüpfen, da sie keine zentrale Intelligenz besitzt. Es gibt viele externe Softwarelösungen, von denen Daten bezogen werden, zum Beispiel für die Energieoptimierung. Alle Daten, die die Energie betreffen, fliessen dabei in eine Software, die ausschlies- slich darauf ausgelegt ist. Sie verfügt zwar über künstliche Intelligenz, um die Energiemuster zu analysieren, weiss jedoch nicht, was zum Beispiel mit dem Heizungsventil oder der Beschattung im Gebäude passiert. Sie weiss auch nicht, wie der Stand im Gebäude ist, ob also mehr oder weniger Energie zum Heizen oder Kühlen benötigt wird, beispielsweise weil die Sonne hineinscheint. Die Software erkennt lediglich, dass weniger Energie zum Heizen benötigt wird, aber der eigentliche Grund bleibt verborgen. Derzeit geschieht genau das. Es gibt immer nur externe Software für die Energieeffizienz, die von dem Bauherrn oder der Bauherrin bestimmt oder von grossen Unternehmen wie dem Elektrizitätswerk zur Verfügung gestellt wird.

KI für effiziente Gebäudeautomation

KI im Gebäude ergibt dann Sinn, wenn alle Daten in eine Software, also in eine zentrale Intelligenz, fliessen. Eine KI mit vielen Daten, die auf verschiedene Systeme verteilt sind, um Teillösungen zu optimieren, ist nicht zielführend. Die gesammelten Daten müssen zurück in die Gebäudeautomatisierung fliessen. Denn deren Aufgabe besteht darin, Daten von allen Teilsystemen zu erfassen und übergreifend zu kommunizieren. Sie weiss genau, warum gerade weniger Energie benötigt wird und was der Stand aller Komponenten ist. Mit einer Wetterstation, eingebauten Thermostaten, Beschattungssystemen sowie Daten von Sensoren und Aktoren kann genau ermittelt werden, was warum passiert und wie die Anwender*innen darauf reagieren sollten.

Energie sparen mit intelligenten Paketboxen

Dasselbe gilt auch ausserhalb des Gebäudes. Damit KI eingesetzt werden kann, muss zunächst alles digitalisiert werden. Zum Beispiel kann ein herkömmlicher Briefkasten trotz künstlicher Intelligenz keine Vorschläge machen oder Eingriffe vornehmen, einfach, weil keine Daten vorliegen. Bei unserer Paketbox zum Beispiel analysiert die KI, welche Briefkastengrösse am meisten verwendet wird. Der Traffic ist klar gegeben und die KI muss auch dort so weit sein, dass sie beispielsweise sagen kann: «L und XL sind immer voll, aber S und M stehen die meiste Zeit leer.» Also muss die KI auch hier «Energie» optimieren und einen Vorschlag machen. Wenn der Zusteller oder die Zustellerin das Paket nicht in die Paketbox legen kann, weil sie voll ist, wird dadurch noch mehr Energie verschwendet. Er oder sie nimmt das Paket wieder mit und die Bewohner*innen müssen es bei der Post abholen oder erneut senden lassen. Dabei geht auch Energie verloren, denn diese besteht nicht nur im Verbrauch von Wasser und Strom. Demnach ist KI in einem Smarthome ohne smarte Komponenten unvollständig.

«KI in einem Smarthome ohne smarte Komponenten ist unvollständig.»

Komfort oder Effizienz?

Was die Art der Daten angeht, sind wir überzeugt, dass analysierte Informationen über Ventile, Temperaturen und andere Faktoren im Gebäude wichtiger sind als die reinen Rohdaten. KI soll den Nutzer*innen helfen, indem sie Muster erkennt und praktische Ratschläge gibt, anstatt nur Energie einzusparen. Das Hauptziel ist, die Bedürfnisse der Nutzer*innen zu berücksichtigen und ihnen zu helfen, die richtigen Entscheidungen zu treffen. Ein Beispiel: «Lassen Sie die Jalousien im Wohnzimmer herunter, um die Wohnung zu kühlen, da die Sonne sonst die Raumtemperatur ansteigen lässt.» Die Beschattungssysteme sind heute schon so intelligent, dass sie die Jalousien automatisch herunterlassen, wenn die Sonne scheint. Die Bewohner*innen fahren sie dann vielleicht wieder hoch, was auch in Ordnung ist. Aber genau hier sollte die KI eingreifen und ihnen klar machen, dass sie dadurch mehr Energie verbrauchen und dies nicht effizient ist. Schliesslich liegt es aber immer noch in der Entscheidung der Anwender*innen, ob sie den Rat der KI befolgen. Und das fehlt derzeit. Da stellt sich wiederum die Frage, was wichtiger ist: Komfort oder Effizienz?

Smarte Empfehlungen für Energieoptimierung

Die Endnutzer*innen haben klare Vorteile durch das System, das sie mit wichtigen Hintergrundinformationen versorgt und ihnen dadurch das Grübeln erspart. Beim Eigenvebrauch von Solarstrom (ZEV) bekommen die Bewohner*innen beispielsweise Einblick in den aktuellen Energie- verbrauch des Gebäudes sowie die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen. Sie müssen nicht eigenständig analysieren und entscheiden, wann es am besten ist, bestimmte Geräte einzuschalten. Stattdessen sollte die KI solche Vorschläge unterbreiten. Ein Beispiel: «Es ist empfehlenswert, die Waschmaschine heute zwischen 13 und 14 Uhr zu nutzen, da dies energietechnisch vorteilhaft ist.»

Klare und verständliche Handlungsempfehlungen

Die KI sollte den Bewohner*innen deutlich machen, dass das Hochlassen der Jalousien zu einem bestimmten Zeitpunkt dazu führen wird, dass sie innerhalb der nächsten Stunden mehr Energie verbrauchen, als wenn sie jene herunterlassen. Klare Anweisungen sind wichtig, aber entscheidend ist, dass die Informationen für alle verständlich sind. Es reicht nicht zu sagen: «Sie sparen soundsoviel Kilowattstunden Energie.» Diese Angabe ist nicht aussagekräftig genug. Stattdessen braucht es einen Bezugspunkt, den die KI sehr gut liefern kann.

Sicherheit durch menschliche Überwachung

KI bedeutet in erster Linie Einfachheit. Aber wie bei allem gibt es natürlich auch Nachteile. So muss KI von Menschen überwacht werden. Sie wird intelligent und lernt selbstständig. Jedoch hat der Algorithmus irgendwo seine Grenzen und niemand kann genau sagen, was passiert, wenn sie überschritten werden. Dasselbe gilt für den Autopiloten bei Fahrzeugen. Wenn Hindernisse auftreten, umfährt er diese oder hält an und lernt bei jeder Nutzung dazu. Aber was ist, wenn etwas passiert, auf das er nicht vorbereitet ist? Genau hier sehe ich die Gefahr. Es muss immer ein Mensch dahinter stehen, nur so kann die Sicherheit gewährleistet werden

«KI macht Daten lebendig, indem sie mit ihnen ‹spricht› und sie mit Intelligenz verbindet.»

KI als Lebensretterin in Alterswohnungen

Auch in unseren Alterswohnungen setzen wir KI für die Sicherheit ein, natürlich immer mit dem Einverständnis der Bewohner*innen. Das System erstellt Profile für sie und unterstützt sie im Alltag. Zum Beispiel für eine Seniorin. Wenn sie nach Hause kommt und die Welcome-Taste betätigt, ist das System darüber informiert, dass sie nun zu Hause ist. Normalerweise nutzt sie dann das Bad, wobei das Licht automatisch angeht. Sie geht täglich zwischen 20 und 21 Uhr ins Bett und aktiviert die Sleep-Szene. Alle Lichter werden ausgeschaltet und sie schläft bis etwa 7 Uhr. Nehmen wir an, dass am nächsten Tag um 23 Uhr noch die Lichter brennen. Dann erkennt das System, dass die Person von ihrem üblichem Verhaltensmuster abgewichen ist. Da ihr etwas zugestossen sein könnte, tätigt das System automatisch einen Anruf und informiert die hinterlegte Kontaktnummer, sei es die Krankenstation, die Spitex oder einen Bekannten. Hier zeigt sich ein besonderer Anwendungsbereich der KI, denn sie kann auch Leben retten

Der Schlüssel zu KI-Effizienz

In Zukunft müssen wir Veränderungen vornehmen. Es gibt einfach zu viele Daten und zu viele verschiedene Schnittstellen, die nicht miteinander kommunizieren. Dieses Problem muss gelöst werden. Aus diesem Grund streben wir bei smart PLACE eine zentrale Intelligenz an. Für mich ist es entscheidend, dass alles von einer zentralen Intelligenz, einem einzigen «Gehirn», gesteuert wird. Die Daten können zwar auch von einer Teilintelligenz im Gebäude genutzt werden, aber dann handelt es sich lediglich um Rohdaten, die keinen wirklichen Nutzen bringen. Zum Beispiel ist es nicht besonders aufschlussreich, wenn die KI die Information erhält, dass der Wasserzähler um 15 Uhr bei 2750 Litern lag. Viel wichtiger ist das Nutzungsverhalten, beispielsweise die Angabe in Litern pro Stunde. Nur so kann die KI optimal lernen und Schlussfolgerungen aus den Daten ziehen. Das Gebäude kann nicht vollständig mit KI arbeiten, wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind.

Eine zentralisierte Intelligenz ist der Schlüssel zu optimaler Effizienz in der Gebäudeautomation, erst in Verbindung mit ihr entfaltet KI ihr volles Potenzial. Um eine effiziente Gebäudeautomation zu gewährleisten, ist es notwendig, die Datenintegration zu verbessern und auf eine zentrale Intelligenz hinzuarbeiten. Auf diese Weise können KI und Daten in einem Smart-home oder anderen Umgebungen ihr volles Potenzial entfalten und den Nutzer*innen einen echten Mehrwert bieten.

David Bleiker
CEO / Founder smart PLACE AG