EIB und Neuronale Netze

[avajon]

Hallo,

also bevor ich meine Idee vorstelle möchte ich kurz meinen derzeitigen Ist-Zustand erklären.
Wohne seit ca. 2 Monaten in meiner neuen Wohnung (eher klein, 64m² Wohnfläche und 36m² Garten). Licht, Heizung und Jalousien laufen auf EIB und zusätzlich habe ich alles mit Netzwerk verkabelt auf dem läuft ein Plutohome Server.
Mein Problem ist nun, mit der jetzigen Konfiguration hätt ich mir wahrscheinlich das EIB sparen können, denn automatisch laufen tut fast gar nix. Gerade mal mit dem BI.Q im Wohnbereich kann ich Szenen abspeichern/-rufen. Und die Visiualisierung mit dem Pluto läuft. Aber nun mal ganz ehrlich: für dies soviel Geld ausgeben?
Die Aufgabenstellung die ich mir für den Sommer gegeben habe heißt: Automatisieren. ABER: was soll man automatisieren bzw. wie soll man das machen? Denn nach langem Überlegen kam ich zu dem Schluss: "Der Hund liegt im Detail". Ein Beispiel: Ich komme nach Hause! Was soll passieren? Soll das Licht eingeschalten werden? (Wahrscheinlich schon, aber soll es auch gedimmt werden?) Sollen die Jalousien rauf oder runter fahren - oder sollen Sie dort bleiben wo Sie sind? Das hängt wahrscheinlich schon von der Uhrzeit ab. Aber auch vom Wetter, oder ob schon alle schlafen (die will man ja nicht mit dem Lärm wecken). Soll die Heizung hoch fahren oder geh ich eh gleich schlafen? Wird der Fernseher noch benutzt? usw. usw. usw.
So, alleine bei diesem kleinen Event "Ich komme nach Hause" kommen etliche Fragen die von noch von viel mehr Faktoren abhängen.

Ich weiß viele von euch haben dafür tolle und komplexe Logiken gebaut, aber ich stelle mal in den Raum dass diese Logiken nur in den Idealsituationen funktionieren - und bei Ausnahmen genau das Gegenteil machen.
Mein Lösungsvorschlag den ich mal zur Diskussion vorschlagen möchte heißt: Neuronale Netze!
Gleich mal Vorweg, ich möchte keine "Star-Trek"-Wohnung haben sondern eine intelligente Wohnung die sich an meine (und natürlich Freundins) Bedürfnisse anpasst und diese auch lernt.
So, ich hoffe für eine kleine, aber interessante Diskussion ist dies mal genügend Info. Hoffe auf viele Ideen wie man sowas realisieren könnte. Ein paar Ansätze hab ich ja schon, aber mal schaun was von euch kommt.

lg aus wien
avajon

ps.: kann natürlich auch "grobe" Infos zu neuronale Netze geben falls gewünscht.

[Cindom]

Ich kann dir nicht ganz zustimmen, denn viele Vorgänge lassen sich nahezau 100% bedarfsgerecht vorhersehen und automatisieren.
Dazu gehören sicherlich Licht und Jalousie.

Wenn es dunkel ist benötigt man Licht, wenn die Sonne durch das Fenster brät möchte man Schatten, nachts braucht man Dunkelheit aber beim Weg auf´s Klo benötigt man doch etwas Licht ...

Die meisten Vorgänge in einem Haus unterliegen unseren meist eingefahrenen Gewohnheiten und können somit automatisiert werden.
Wenn das alles funktioniert und es um stimmungsgebundene Feinjustage geht (und man selber dann zu faul ist die "Stimmungstasten" --> Szenen zu tippen), dann kommen eventuell deine "neuronalen Netze" ins Spiel, aber wie du das realisieren möchtest mußt du mir noch erklären.
Wenn du tatsächlich dafür einen praktikabelen Ansatz hast, dann könntest du uns damit sicherlich weiterbringen.

[MatthiasS]

Das sehe ich genau wie Cindom. Abläufe sind fast immer gleich, bezogen auf bestimmte Umgebungsbedingungen.

Läßt sich auch in einer realen Familie wunderbar automatisieren. Nur dewegen komme ich beispielsweise fast gänzlich ohne Lichtschalter aus.

Beobachten, Bedingungen erkennen, Logik daraus basteln.

"Wohnen" ist realtiv einfach.

[avajon]

Ich kann dir nicht ganz zustimmen, denn viele Vorgänge lassen sich nahezau 100% bedarfsgerecht vorhersehen und automatisieren.
Dazu gehören sicherlich Licht und Jalousie.

Wenn es dunkel ist benötigt man Licht, wenn die Sonne durch das Fenster brät möchte man Schatten, nachts braucht man Dunkelheit aber beim Weg auf´s Klo benötigt man doch etwas Licht ...

Naja, anscheinend bin ich da ein kleiner Sonderling. Denn ich brauch nicht immer Licht wenn es dunkel. Wenn ich fern schaue dann möcht ich keines haben. Im Winter möcht ich schon haben dass die Sonne durchs Fenster scheint - heizt ja a bisserl mit.

Die meisten Vorgänge in einem Haus unterliegen unseren meist eingefahrenen Gewohnheiten und können somit automatisiert werden.
Wenn das alles funktioniert und es um stimmungsgebundene Feinjustage geht (und man selber dann zu faul ist die "Stimmungstasten" --> Szenen zu tippen), dann kommen eventuell deine "neuronalen Netze" ins Spiel, aber wie du das realisieren möchtest mußt du mir noch erklären.
Wenn du tatsächlich dafür einen praktikabelen Ansatz hast, dann könntest du uns damit sicherlich weiterbringen.

Hier gibt es meines Erachtens drei wichtige (schwierige) Punkte.
1. Steuern kann man nur was man auch messen kann. Heißt, man braucht sehr viele Sensoren. zb.: Wer befindet sich in welchem Raum.

2. Für das Anlernen eines NN muss man die Möglichkeit haben zu bestätigen ob die Aktion "gut" oder "schlecht" war.

3. Es muss eine einfache Möglichkeit für den Menschen geben gewisse Aktionen (schlafen gehn, fern schaun, lesen, baden, usw.) zu starten. Denn eines kann das NN nie wissen. Was ich in den nächsten 5 min. machen will.


lg
avajon

[EIB@Home]

gekauft, wenn Du die Stimmungen und sich täglich ändernden Bedürfnisse meiner besseren Hälfte abbilden kannst. Logik funktioniert hier nur bedingt, es passiert immer wieder, dass eine Logik oder Automatik, die 1-2 Wochen als genial angesehen wurde, plötzlich absolut Schwachsinn ist .

Mal im Ernst, ich glaube ähnlich den Vorrednern, die schon länger in der Materie sind, dass sich viele Sachen automatisieren lassen. Mit einer Automatik kann man IMHO immer nur eine 80 - 95% Lösung bauen, die dann an best. Tagen unter ganz best. Bedingungen nicht greift bzw. dann diesen best. Bedürfnissen nicht gerecht wird. Sind das Einzelfälle so what!, ansonsten kann man auch hier vielleicht durch verfeinern der Logik näher an die Wünsche herankommen.

Freue mich aber wie gesagt trotzdem auf Deine Ansätze mit den neuronalen Netzen.

Gruss

Marco

[Hiele]

Ich habe nun schon ein haufen Geld - und das mit viiieeelll Freude darein gesteckt - was wohl aus ökonomischer Sicht nicht gerade sinnvoll erscheint.

Dennoch ist der Komfort Charakter und die Leidenschaft deutlich erhöht und nicht wirlich messbar. (Was mir auch recht ist)

Nun zum eigentlichen Thema:

Was ich so in den letzten 5 Monaten, seit bestehen meiner EIB Anlage, feststellen musste ist, das ich viel zuwenige "Sensoren" habe. Und ich habe bestimmt schon 20 ...
Dies macht es sicherlich schwer bestimmte Situationen "inteligent" zu lösen.
Je mehr Daten der Computer/HS/EIB hat, desto offener lassen sich unterschiedliche Situationen erfassen, auswerten und darauf reagieren.

Von mir aus kann das Haus alles über mich wissen, je mehr desto besser .

Um so ein "Neuronales Netzwerk" nach zu empfinden, braucht das Haus sicherlich 200 Sensoren alles Art.
Nur dann kann IMHO das System so flexibel und doch gewollt reagieren.
Der HS ist da schon der richtige Ansatz!!
Bei mir wird es jedoch noch eine Weile dauern, bis ich all' den gewünschten Luxus von Raumschiff Enterprise habe, den ich will.

[mats]

Hi,wie der eine oder die andere weiss, arbeite ich ja bei einem Forschungsinstitut und das, was hier in dem Thread diskutiert wird, sind Dinge, die uns auch beschäftigen. Es gibt aus meiner Sicht nur ein Problem: Was man doch eigentlich wirklich will, sind Assistenzsysteme und keine bevormundenden "geregelten" oder noch schlimmer "gesteuerten Systeme . Die Systeme sollen sich dazu an den Benutzer anpassen und nicht umgekehrt, sie sollen einem nicht auf die Nerven gehen, im Notfall aber zu 100% funktinieren. Und das ganze, ohne dass man das Systemverhalten in einfache Regeln fassen kann. Dickes Brett zum Bohren! . Wie weiter oben bemerkt, fehlt dabei noch eine Menge Sensorik. Wir haben z.B. ein kleines Ortungssystem entwickelt, mit dem ich in einem Gebäude feststellen kann, wo genau sich jemand befindet (Genauigkeit ca 3-5 cm). Darüber hinaus wird der nächste Schritt Sprachsteuerung sein. Dazu dann noch Feststellung der Blickrichtung, etc. Das große Problem aller technischen Systeme ist, dass sie nicht genug Kontextinformation haben (was will der User, wie geht es ihm gerade, etc.). Wer dazu mal lesen will, was in der Forschung so gedacht wird, kann sich unter den Stichworten Ambient Intelligence, Pervasive Computing, Ubiquitous Computing oder Ambient Assisted Living mal schlau lesen. Es passiert eine Menge . Wir haben bei uns im OFFIS ältere Menschen im Fokus, die durch solche Technologien länger zu Hause bleiben sollen. Ich werde beim EIB-UC-Treffen dazu ein wenig erzählen und kann dann bei uns auch mal ein paar Infos ins Netz stellen. Im Moment noch sehr rudimentär unter www.offis.de/ideaal . So, der nächste Termin droht, deswegen ist jetz hier erst mal Schluss, bei weiterem Interesse: PM. Gruß Mats

[avajon]

hi,

kann Hiele und mats nur zustimmen.
Man braucht jede Menge Sensoren - und selbst dann wird es schwierig zu "erahnen" was der User will.
Meine Idee war/ist dass ich dieses "erahnen" nicht mittels zwingender Logik mache sondern über ein Konstrukt das mehr oder weniger mitlernt und sich immerwieder neu anpasst.

Werd mich mal mit den Links von mats schlau machen was es da schon gibt. Danke dafür.

lg
avajon

[Cindom]

Ohne eine gescheite Sensorik ist die beste Logik nicht in der Lage auf Situationen "einzugehen".

Angefangen von Licht und Wärme als schwerwiegendste Einflüsse muß man sicherlich auch Luftqualität, saisonale Unterschiede, subjektive Empfindungen, etc. in die Sensorik bringen.

Matz sagt es, wir brauchen Assistenzsysteme die den Komfort erhöhen aber uns in keiner Weise entmündigen und dazu führen, dass man sich "ausgeliefert" zu fühlt.
Meine Frau ist dafür eine sehr präzise Meßgröße.

[Höhlenbär]

gekauft, wenn Du die Stimmungen und sich täglich ändernden Bedürfnisse meiner besseren Hälfte abbilden kannst. Logik funktioniert hier nur bedingt, es passiert immer wieder, dass eine Logik oder Automatik, die 1-2 Wochen als genial angesehen wurde, plötzlich absolut Schwachsinn ist .

Wem sagst du das heute sind 22 °C noch ok, morgen schon zu kalt, übermorgen zu warm. Und der arme Regler soll`s wissen.

Wenn jemand die temperaturempfindungen meiner Frau erfassen kann, bin ich auch für NN


Mfg Philo

[Gaston]

Zu alldem was meine Vorredner, ähm -schreiber schon geschrieben haben finde ich dass neuronale Netze der falsche Ansatz sind.

Ich möchte mich diesmal nicht in die Theorie verrennen aber kurz, die stärke von neuronalen Netzen ist es einen "unscharfen" Input zu einem "scharfen" Output zu machen (und ich sprech hier nicht von Frauen ). Unscharf bedeutet dabei dass nicht genau bekannt ist wie der Input aussieht, aber der Outpu muss scharf sein, das heisst eindeutig zugewiesen werden.

Um dies zu erreichen müssen neuronale Netze trainiert werden. Dieses trainiren ist ein mathematischer Proyess bei dem dem Netz zu einem Input der bekannte Output geliefert wird. Mit dessen hilfe werden nun intern gewichtungen berechnet die zu disem Ergebnis führen können, oder sich annähern. Dies ist i.d.R. ein langwieriger Prozess in bezug auf die Anzahl der benötigten samples, was natürlich i.d.R. auch automatisert wird.


Ein Beispiel Spracherkennung (z.B. im Auto):

Dies wird entweder als Vergleich mit vorgesprochenen Worten bewerkstelligt oder durch neuronale Netze. Der Nachteil der ersten Methode ist dass jeder einzelne Benutzer (z.B jeder Fahrer des Autos) das System trainieren muss. Ausserdem kann schon eine kleien heiserkeit das System lahmlegen.

Mit neuronalen Netzen wird das System im Werk trainiert und das mit verschiedenen Stimmlagen und Akzenten. Der grosse vorteil von neuronalen Netzen kommt hier voll zum Einsatz da sie im Prinzip durch das Tarinirene die Merkmale der Wörter ausfiltern die es eindeutig erkennen lassen (im Idealfall).

Warum also nicht für EIB ?

1. Zum einen das Training selbst. Das System soll sich ja an den Benutzer anpassen. das heisst ich kann kein automatisiertes vorabtrainign machen. Würde ich dies tun dann könnt ich wohl auch einfach eine Logik aufbauen. da die mseisten prozesse aber seh Zeitfern sind (Daemmerung z.B. nur 2x am tag...9 würde der Lernvorgang zu lange dauern.

2. Das nächste Problem sind änderungen. Wenn ich nach langem lernen erkenne dass das System nicht so funktioniert wie ich es will, und bemerke dass es dies nicht kann weil ich eine Variable nicht berücksichtigt habe (es die Information also nicht hat), macht das Einfügen dieser Variable fast das ganze training wieder zunichte.

1. Fehlersuche: Wenn das System über einen längeren Zeitraum nicht das macht was man will ist die Fehlersuche sehr schwierig. Der Fehler ist dann normalerweise entweder eine fehlende Variabel (siehe Piunkt 2), oder mangelndes Training (z.B. eine Variable die nicht of ändert). Die Behebung dieses Problems ist auch nicht ohne weiteres möglich, denn eine manuelle änderung einer einzigen gewichtung im Netz kann ein komplett anderse Verhalten als Resultat haben.

Alles in allem bin ich davon überzeugt dass man nach einiger Zeit daraf kommen wird dass man doch mechanicher ist als man dachte und eine Logik die Bedürfnisse inklusive etwaiger Änderungen viel besser nachbilden kann. Ausserdem denke ich dass der WAF sehr unter dem training der bneuronalen Netze leiuden wird (der MAF bestimmt auch ).

Gruss,
Gaston

[avajon]

hallo gaston,

danke für deinen Input. Ist sicherlich für viele sehr aufschlussreich gewesen. Größtenteils stimme ich dir auch 100%ig zu.

Zu deinen 3 Punkten:
Stimmt auch. Das trainieren kann sicher nicht im "real life" stattfinden. Das würde mit unter Monate dauern. Ich stelle mir da eher eine Softwaresimulation vor mit der man quasi das trainieren übernimmt.

Wo ich aber etwas widersprechen möchte ist: ich bezweifle stark dass sich der Alltag in eine mechanische Logik einpflanzen lassen kann...

lg
avajon

[MatthiasS]

Wo ich aber etwas widersprechen möchte ist: ich bezweifle stark dass sich der Alltag in eine mechanische Logik einpflanzen lassen kann...

lg
avajon

dann hast du dich noch nicht intensiv mit dem Thema beschäftigt. Du wirst erstaunt sein, WIE mechanisch man ist!

[Gaston]

Ich stelle mir da eher eine Softwaresimulation vor mit der man quasi das trainieren übernimmt.

Aber genau das macht keinen Sinn. Denn wenn Du per Simulator trainierst gibst du Werte vor die Du mit einer Logik in umgekehrter Form genau gleich verarbeiten kannst.

Anders gesagt: Wenn Du dein leben mechanisch simulierst dann kannst Du auch mechanisch auf das Leben reagieren und brauchst kein neuronales Netz.

Gruss,
Gaston

[mats]

Hi,

kleines Beispiel, wo NN oder Mustererkennung allgemein Sinn macht. Ich habe z.B. jetzt über 2-3 Jahre alles mögliche einfach mitprotokolliert, alle Bewgungsmelder, Heizung, Stromverbrauch, etc.

Wenn man die Daten in ein solches "vernünftiges" Klassifizerungsnetz steckt, könnte eine Erkenntnis sein, dass man jeden morgen um 6 Uhr die Heizung anmacht, aber an den Wochenenden der erste BM erst gegen 8 Uhr anschlägt. Von einem (und deswegen nenne ich das Assistenzsystem) sollte man erwarten, dass es das registriert und den Vorschlag macht, dass man an der Stelle Energie sparen könnte. Sollte ein solches System die Heizung aber automatisch anpassen? Wohl kaum

Anderes Beispiel aus dem Auto: moderne Autos mit Abstandssensorik "wissen", dass ein Aufprall unvermeidlich ist und dass (wegen der Differenzgeschwindigkeit) der Fahrer den Aufprall nicht überleben wird. Sollte ein solches Auto automatisch bremsen? Kann man ein Regelwerk definieren, nach dem man die Entscheidung trifft, ob nun gebremst wird oder nicht? Die Probleme sind typischerweise eben nicht nur technischer, sondern auch juristischer Natur

Meine Frau ist Prof und unterrichtet Logistik, Controling, aber auch Finanzierungs- und Investitionsrechnung. Die findet das alles eher unnötig . Mein erster Versuch die Rolläden der Sonne nach zu führen wurde mit einem "Mach das aus" kommentiert. Ich weiss nicht wer den Dieter Nuhr-Sketch kennt, wo er über seinen Vater erzählt, der auch immer alles für nicht nötig befindet (er meint so, wenn sein Vater der erste Einzeller gewesen wäre, hätte sich die Menschheit nicht entwickeln können, weil der immer durch die Ursuppe geschwommen wäre mit dem Text: "Zweite Zelle: brauch ich nicht" . Meine Frau fühlt sich dem seh seelenverwandt . Interessanterweise habe ich durch die Einzelraumregelung mit genauem Mitprotokollieren (ich habe mir die Werte dann mal alle zusammengesucht und "angeschaut") meine Regelung und Zeitschaltuhren so tunen können, dass ich bei konventioneller Bauweise (ok, mit ein wenig besserer Dämmung) bei einem Verbrauch von < 50kWh pro qm, also bei weniger als einem 5l-Haus gelandet bin. Da war die sparsame Schwäbin im ersten Moment platt, fairerweise rechnet es sich aber dadurch trotzdem nicht, da ich dadurch lediglich die Kostensteigerung der Energiepreise kompensieren konnte, aber immernhin . Die gesparten CO2-Mengen sind aus meiner Sicht aber trotzdem ein Motiv, das zu machen.

Naja, unser Ansatz bei OFFIS ist eben der, Systeme smart (man beachte, nicht intelligent ) zu machen, indem man ihnen mehr Kontextinformation (wo ist der Nutzer, wie geht es ihm, was steht im Kalender, etc..) gibt, dann kann man mit viel weniger Annahmen arbeiten und die Systeme können sich besser an die Erwartungen eines Nutzers anpassen

Mats