HS/FS SmartHome 4.0 - Ablösung Gira HS und Steuerung des SmartHome über KI

[DJ.Picasso]

Hallo zusammen,

mir ist durchaus bewusst, dass ich ggf. mit diesem Thema einen Aufschrei erzeuge.

Ich nutze jetzt seit über 15 Jahren den Gira HomeServer und ich glaube, dass ich zumindest eine Vielzahl der Stärken und Schwächen in den Jahren "an eigenem Leib erfahren" durfte. Auch wenn der Gira HS an einigen Stellen doch schon in die Jahre gekommen ist, finde ich den HS nach wie vor sehr gut und mit sehr vielen Funktionen ausgestattet.

Ich habe mir jedoch gedacht, warum nicht mal einen Schritt weitergehen und den Gira HS ersetzen. Was der HS kann, das sollte eine KI auch erledigen können und je nachdem wie man die KI aufbaut, vielleicht sogar sehr viel besser als der HS.

Mir geht es dabei um

• die volle Automatisierung aller Gewerke,
• Interaction zwischen den Gewerken, Verbrauchern,
• Gebäudenutzungsprofile (für Licht, Rollladen/Jalousie, Heizung, Klima, Lüftung, Media)
• usw. usw.

Da ich sowieso vor hatte, unsere Logiken im Homeserver zu erweitern bzw. umzubauen, habe ich mir gedacht, ich könnte auch die Zeit anderweitig nutzen und mal den Schritt in Richtung KI machen, d.h. ich setze mich mal dran und baue eine "SmartHome KI für KNX".

Bisheriger Stand meines Projekts:

• Synology NAS mit Docker
• influxdb im Docker-Container
  • Bucket für die KNX-Daten
  • alle relevanten Infos über measurements "kategorisiert"
• Telegraf im Docker-Container
  • KNX-Listener für Daten vom Bus (alle Daten von allen Objekten)
  • verschiedene Listener für Infos aus dem Internet

Die Daten sind erst einmal so in der influxdb abgelegt, dass die measurements individuell miteinander verknüpft werden können, da momentan noch nicht ganz klar ist, in welcher Form ich sie dem "KI-Modell" übergeben werde.

Anforderungen an das Modell:

• Alle bisherigen (oben beschriebenen) Eigenschaften hinsichtlich Automation, Interaction, Gebäudenutzungsprofilen
• Zukünftige Erweiterungen wie
  • Media-Integration
  • Interaction über Sprache
  • ...

Initiale Funktion der KI

• Möglichkeiten der stufenweise Aktivierung der KI auf Raum-, Zonen-, Etagen-Ebene
• Möglichkeit, die KI auch zeitweise wieder offline zu nehmen, für erneutes Lernen, Austausch von Teilen des Modells usw.
• Eingriff in mögliche "Fehler" (falsche Steuerunge) durch die KI
• Kontinuierliches Lernen der KI auf Basis der Korrekturen etc.

Die KI wird auf Reinforcement Learning aufsetzen
Aktuell bin ich dabei mir die unterschiedlichsten Algorithmen anzuschauen und zu prüfen, in welche Richtung es gehen wird bzw. welche Kombinationen ich ausprobieren werde.

Der Gira HS würde lediglich noch die Visualisierung beinhalten, um manuell eingreifen zu können, auch wenn in diesem Zusammenhang der HS wahrscheinlich überdimensioniert wäre, aber ich habe ihn nunmal und würde ihn daher weiternutzen.


Gibt es jemanden, der auch in dieser KI-Richtung "unterwegs" ist oder der sich mit dieser Thematik schon mal beschäftigt hat?
Wäre interessant, sich in diesem Zusammenhang mal auszutauschen.
Ich habe zwar schon eine recht detaillierte Vorstellung zur Umsetzung, möchte jedoch die - mögliche - Diskussion nicht vorab in eine bestimmte Richtung lenken.

Wir können uns auch gerne über PM darüber austauschen!

Bitte jetzt keine Kommentare frei nach dem Motto:

• Das ist doch sowieso alles Quatsch!
• Wofür soll das denn gut sein!
• Das braucht doch kein Mensch!
• usw. usw.

Hier soll nicht diskutiert werden, ob jemand der Meinung ist: "Sinn oder Unsinn". Diese Meinungen interessieren mich ehrlich gesagt nicht!

Hier soll die oben dargestellte Lösung diskutiert werden!

Ciao
Der DJ

[Hightech]

Interessanter Ansatz!

Bin gespannt, was Du da auf die Beine stellst, auch wenn ich mich frage, was genau die KI hier leisten soll? Bei Sprachsteuerung flexibler werden, also eine als "Licht Arbeitszimmer" definierte Lampe auch bei "Deckenlampe Büro" zu schalten? Hhm, das ist in meinen Augen Aufgabe der Sprachengine und das macht Amazon Echo bei mir schon hervorragend. Aus den Abläufen lernen und diese dann selbständig anpassen? Ok, sowas wie Nachaufzeit auf 30s eingestellt, KI stellt fest, dass immer nach 10 Sekunden schon keine Präsenz mehr erkannt wird und setzt die Nachlaufzeit dann selbständig herunter? Ja, das könnte Sinn machen. Muss dann aber auf Bewohner heruntergebrochen werden - in meinem Büro bin zu 90% ich, zu 10% mal meine Freundin. Wenn die KI jetzt aufgrund der 90% die Nachlaufzeit heruntersetzen würde, weil sie nicht zwischen meiner Freundin und mir unterscheidet, ginge der WAF ganz schnell herunter.

Was hast Du also vorgesehen, was die KI machen soll?

Grüße

Olaf

[DJ.Picasso]

Hi Olaf,
lange nichts voneinander gehört.
Die Sprachsteuerung ist weniger von Interesse und soll - irgendwann im 2. oder 3. Step - zukünftig mit integriert werden. Dann wird es auch eher um die Korrekturen als um primäre Steuerung gehen.

Die KI Steuerung soll den Großteil der Bausteine in den Logiken ablösen. Ich habe in meinem HS mehr als 1.200 Bausteine verbaut, um die Logiken zu realisieren. Der Großteil der Bausteine stammt von mir selbst, um die Profile für die jeweiligen Gewerke abzubilden und die Automatisierungen zu realisieren.

• Lichtsteuerung
• Heizungssteuerung
• mod. Rollladensteuerung (von Marc)
• Klimaanlage
• Lüftungsanlage
• Sonos-Gateway
• ...

In diesen Bausteinen laufen pro Tag mehr als 2.500 Prozesse (über den Sommer), im Winter sind das mehr als 3.000 pro Tag.

Mit der KI würde ich

• die Anzahl der Bausteine um 50 - 70 % reduzieren
• die Anzahl der automatisierten Prozesse wahrscheinlich um mindestens 30 - 40 % erhöhen,
• langfristig die Steuerung viel besser auf die Gegebenheiten anpassen, als es eine statische Logik/Lösung kann (zumindest ist das das Ziel)
• der zukünftige Aufwand, um die Änderungen einzubauen, würde sich auf ein Minimum bzw. auf "null" reduzieren.
• die statischen Logiken in dynamische "umbauen", die sich kontinuierlich selber anpassen - auf die aktuellen Bedürfnisse
• hinzu kommt, die Konfiguration der meisten Bausteine wird dann nicht mehr notwendig, da dies die KI eigenständig durchführen soll
• die gesamten Szenen, die im HS konfiguriert sind, würden wegfallen. Ich habe mehr als 300 Szenen, die einstellbar sind. Mit KI würden daraus vielleicht 4-5 übrig bleiben, aber selbstverständlich würde es die "Szenen" weiter geben. Sie wären halt der KI über die erlernten Daten bekannt und die Szenen würden sich bei manuellem Eingriff automatisch ändern.
• Zeitschaltuhren würden komplett wegfallen, davon habe ich ca. 40 - 50. Aber auch die wären natürlich weiterhin bekannt.
• Sequenzen, von denen ich ca. 30 - 40 habe, würden auf ca. 4-5 reduziert. Hier dasselbe wie oben!
• usw.

Auf der anderen Seite "findet" die KI dann ja vielleicht sogar Automatismen, die ich gar nicht auf der Kette habe und darum geht es primär.
Es sollen automatismen abgebildet werden, die ich erst gar nicht definieren möchte, sondern die die KI von sich aus erkennen soll aufgrund der Zustände der Schaltobjekte.

Nach jetziger Planung soll dann der HS nur noch für die Visu genutzt werden.
Das ist zumindest die Intention!

[Hightech]

Hhm, ich kann es trotzdem noch nicht greifen.... was genau soll die KI lernen und optimieren? Wenn es keine Logiken oder Szenen gibt, die im HS definiert sind, bleiben ja nur manuelle Aktivitäten aus denen die KI lernen kann a la "jeden Tag um 18 Uhr wird der Fernseher eingeschaltet, also schalte ich den jetzt selbst um 18 Uhr ein" - ob das dann passend ist? Hhm.... Szenen? Wie will die KI das lernen? Du musst dann ja erst mal einige Wochen lang die an der Szene beteiligten Objekte manuell schalten, damit die KI das als regelmäßiges Szenario lernen kann und sagt "das mache ich jetzt selbst"....

.... bin gespannt, was da rauskommt.

1.200 Bausteine? Das ist noch nichts.... bin inzwischen über 10.000!

Grüße

Olaf

[CaptainFuture]

Hi DJ,

ich bin da eher skeptisch. Jetzt nicht weil das alles Quatsch ist, sondern aus folgenden Gründen:

1. Einfache, bessere Alternativen: Die KI kennt die Physik nicht, die kennt nur Deine Messwerte und Aktionen. Die KI hat also keine Ahnung wie der physikalische Zusammenhang bspw. zwischen Heizungsaktor und Raumtemperatur ist. Überspitzt formuliert könnte eine KI auf die Idee kommen, dass wenn sie die Vorlauftemperatur senkt, daraufhin der Frühling kommt. Für Zusammenhänge die physikalisch bekannt sind, ist eine KI im besten Fall Overkill.
2. Aufwand: Das Anlernen der KI wird sehr viel Aufwand erfordern. Man denkt immer: Geil, statt programmieren nehm ich eine KI! Und unterschätzt immens den Lernaufwand. Nicht umsonst gibt es diese "KI-Fütterer" in Billiglohnländern, die da stundenlang irgendwelche Bilder klassifizieren.
3. Kein Debugging: Das ist praktisch unmöglich, da die KI selbst eine Black-Box ist. Das sieht man schön bei Chat-GPT usw., wenn Menschen versuchen, sie zu problematischen Aussagen zu verleiten. Die Betreiber schalten zu diesen Zwecken handgeschriebene Tools vor, die vermeiden, dass die Chatbots bspw. strafbare Aussagen vom Stapel lassen. Die haben ihre eigenen Chatbots nicht im Griff, sondern müssen noch eine Gouvernante daneben stellen. Und die besteht nicht aus KI.
4. Mangelnde Präzision: Die KI wird anfangs oft hart daneben liegen und dann -- hoffentlich -- graduell besser werden. Aber Du kannst Dich nie 100% auf das Ding verlassen. Ich würde keine KI irgendetwas sicherheitsrelevantes überlassen. Nicht die Haustür, nicht die Heizung, nicht den Rolladen, nicht die Wasserleitung. Noch nicht mal den Kühlschrank.

Gepfiffen drauf, wenn die KI Deine Lichtstimmung einstellen soll. Schlimmstenfalls fällt der Kino-Abend oder das Schäferstündchen halt aus, das kann man mal verschmerzen. Aber für alles andere wäre ich schlicht nicht leidensfähig genug (s.o.).

Für den Anfang würde ich ein "Vorschlagsverfahren" bauen. Das Ding kriegt drei Tasten:

• Empfehlung generieren -- die KI macht jetzt einen Vorschlag (bspw. für Dein Wohnzimmerlicht)
• Empfehlung annehmen -- Du speicherst ab, dass das ein guter Vorschlag ist
• Empfehlung ablehnen -- abspeichern, dass das eine Mist-Idee war

Dann kannst Du erstmal in Deinem Haus weiterleben, da die KI nicht gleich alles übernimmt -- und gegen die Wand fährt. Und Du hast Dir eine einfache Bewertungsfunktion gebaut, die ggf. auch die Frau bedienen kann.

Sehr viel cooler, aber auch sehr viel schmerzhafter wäre ein komplett selbstlernendes System auf die Heizung loszulassen. Hier könnte man ganz bequem als Bewertungsfunktion die Raumluftsolltemperaturabweichung nehmen.

[Punker Deluxe]

Kennt jemand den Film "Odyssey im Weltraum" ?

[KNXPatrol]

....Wie will die KI das lernen? Du musst dann ja erst mal einige Wochen lang die an der Szene beteiligten Objekte manuell schalten, damit die KI das als regelmäßiges Szenario lernen kann und sagt "das mache ich jetzt selbst"....

Man kann jetzt schon mal ein paar Wochen den Bus loggen und das als Basis nehmen, damit sollten viele Use-Cases abgedeckt sein. Dann muss man auch nichts selbst von Hand schalten, sondern das Modell kann schon lernen. Damit muss man danach nur noch korrigieren.

Eine Herausforderung wird, dass man natürlich die KI Busbefehle schicken lassen kann. Direkte Änderungen in der ETS wären natürlich genial, stelle ich mir aber schwierig vor. Auf der anderen Seite könnte die KI natürlich einfach die GA für Schalten auf den Bus schicken, statt zB die Nachlaufzeit in der ETS zu ändern.