Умные вещи подключаются к интернету, умные роботы чистят ковры, умный компьютер управляет умной вентиляцией — так умными становятся все дома. Но что будет, если добавить к этому дополненную реальность?
Концепция умного дома отнюдь не нова. Еще в конце 90-х Билл Гейтс превратил одно из своих поместий в smart house и только одно электронное оборудование для этих целей обошлось в баснословные $10млн (и это у Гейтса тогда еще не было нормальных технологий распознавания голоса). Теперь все, что 20 лет назад было по карману только тогдашнему самому богатому человеку в мире, становится по-настоящему доступно каждому — спасибо революции в мире домашних экосистем, состоящих из множества небольших устройств. Умные колонки, Wi-Fi-лампочки и розетки, роботы-пылесосы — все это пока медленно, но уверенно проникает в наши квартиры и становятся полноценной основой для домашней автоматизации. Создание новых смыслов и нового опыта домашнего быта станет следующим шагом в развитии умного дома, и этот шаг поможет сделать дополненная реальность.
В этой статье мы разберем несколько концепций применения дополненной реальности в домашних условиях и приведем интересные примеры того, насколько близко технологии домашней автоматизации приблизились к фантастическим концепциям из книг и фильмов.
Для чего умному дому дополненная реальность
Собрать экосистему умного дома сегодня можно двумя способами. Первый — хардкорный, он подразумевает проектирование коммуникаций и установку управляющих модулей во все важные узлы: электропитание, счетчики, водопровод, освещение, системы безопасности и так далее. Архитектура такого умного дома состоит из трех ключевых компонентов: устройства сбора информации (различные периферийные датчики, камеры, счетчики), устройства-акторы (те, что выполняют указания и фактически реагируют на триггеры) и единый процессинг — управляющее устройство, хаб, который определяет всю логику умного дома. Как правило, это устройство имеет “человеческий” интерфейс: пульт управления, либо окно мобильного приложения.
Архитектура умного дома с применением IoT-платформы Black Swift. Источник: Habr.com
Второй способ основан на использовании «умных» вещей — розеток, лампочек, пылесосов и любой другой техники со IoT-модулями (Internet of Things, интернет вещей). Они могут встроиться в уже существующую инфраструктуру дома, а основной коммуникацией выступит привычный домашний вай-фай.
Дополненная реальность вне зависимости от выбранной концепции домашней автоматизации дает возможность пользователю наглядно взаимодействовать с окружением. В этом самом пространстве можно в реальном времени разглядеть самую разную информацию о состоянии жилища и станет естественным развитием концепции умного дома.
Что конкретно привносит AR в умный дом:
- Визуальная привязка функциональных показаний устройств. Наводим камеру на комнату и видим, какие выключатели включены, сколько осталось заряда в батарее робота-пылесоса, на каких оборотах гудит умный вентилятор и сколько там градусов выдает кондиционер. Это в сто раз нагляднее, чем единый пульт управления или мобильное приложение, в интерфейсе которых среднестатистическому пользователю еще надо разобраться.
- Визуализация показателей потребления электричества и воды. Наводим смартфон на счетчик и получаем на экран всю информацию о расходах и неоплаченных счетах.
- Визуализация климатических данных в помещении. AR показывает полную тепловую карту помещения: в каком углу холодно, где тепло, как обстоят дела со свежестью воздуха и что там с составом CO2. Полезно, например, для планирования перестановок и спальных мест.
- Визуализация коммуникаций. Когда пришло время повесить картину или добавить на стену еще одну розетку — AR покажет, где можно сверлить, а где наткнешься на проводку.
- Помощь в аварийных ситуациях. Например, в полной темноте смартфон покажет, где находится выключатель или вентиль. И есть еще фича, которая больше подойдет для умных зданий — если износилась проводка или потекла труба, датчик может показать конкретное место, где надо исправлять утечку.
Чем больше устройств с экосистеме, тем больше управляющий хаб собирает данных, которые можно обрабатывать, интерпретировать и выводить в человеко-читаемой форме — соответственно будет увеличиваться число сценариев применения AR-приложений в умном доме.
Задачи интеграции AR в умном доме
Основная трудность интеграции AR в экосистему умного дома — неизбежное разнообразие платформ. Они поддерживают разные форматы передачи данных (Wi-Fi, Z-Wave, Zigbee), управляются разными решениями — OpenHAB, разработанный на Java, или Home Assistant, написанный на Python. AR-решение должно уметь подключаться к каждой платформе, чего довольно сложно добиться без использования универсальных интеграционных шин.
Другая проблема — в позиционировании. AR-решение должно четко определять локацию пользователя. Можно лепить визуальные маркеры на каждый элемент, но то, что подходит для промышленных зон и сталеплавильного цеха, будет смотреться неуместно в жилых пространствах, интерьер которых совсем не хочется портить техническими деталями. Более сложный вариант — использовать акустические датчики (ALPS), IPS-решения (Indoor positioning system, аналог GPS-навигации для помещений), Bluetooth-маячки, а также продвинутые решения навигации по Wi-Fi методом триангуляции — когда позиционирование строится относительно трех точек в помещении, а датчиками могут выступать, например, Wi-Fi-лампочки.
Приложение AmiAr использует для навигации детекцию по Wi-Fi в умных приборах
Более продвинутые решения используют целый комплекс систем навигации: одновременно и Wi-Fi триангуляцию, и GPS/Глонасс системы, и датчики самого смартфона. Такое, так называемое, синергетическое позиционирование используется в системе SmartShell.
Интерфейс AR-приложения SmartShell
Крупные разработчики техники для домашней автоматизации, такие как Samsung SmartThings или Philips, предлагают свои решения для AR-навигации, основанные на позиционировании внутри единой смарт-системы. Для этого достаточно выбрать одну точку синхронизации в помещении, например, яркую картину в прихожей или настенные бабушкины часы с кукушкой, от которых и выстраивается навигация по всему пространству.
Разработчики приложений, созданные на платформах ARKit и ARCore, могут использовать эту технологию в своих решениях. Так, например, работает комплекс Smart AR Home.
Управление лампой в экосистеме Philips Hue через Smart AR Home.
Новый опыт в AR-очках
В перечисленных выше примерах использование смартфона в лучшем случае делает взаимодействие с системами более наглядным, но по сути дает тот же опыт, что и обычное удобное приложение или пульт управления. Реально изменяет парадигму взаимодействия с умным домом использование AR-очков. Сейчас почти все популярные очки от крупных производителей — Microsoft Hololens, Epson Moverio, Google Glass, Vuzix Blade — могут использовать открытые протоколы домашних умных систем. Также есть универсальные решения, типа HoloHome, которые могут объединять очки дополненной реальности с домашними системами.
Использование AR-очков в домашнем окружении реально меняет опыт взаимодействия с умным домом. Например, одним только взглядом на нужное устройство и легким жестом можно приглушить свет или включить кондиционер.
Демонстрация возможностей XR-OS в экосистеме умного дома
Так же, как мобильные телефоны, AR-очки могут работать с умными устройствами через открытые протоколы, интегрированные в цифровые экосистемы. С развитием компьютерного зрения AR-очки смогут автономно распознавать умные устройства и управлять ими напрямую через приложение экосистемы.
Сочетание AR-очков и голосовых интерфейсов (умных колонок вроде популярной у нас “Алисы” и всяких менее популярных решений от Google или Amazon) может превратить автоматизацию вашего жилища в концептуально новое направление и привести к появлению домашних виртуальных ассистентов. Идеологически рынок к этому уже готов. Например, живой интерес вызывает концепция домашнего эксперта Cottage от miLAB IDC, которая разрабатывает прототип умного ассистента.
Демонстрация AR Smart Home Expert
Развитие концепции домашнего ассистента не только дополняет возможности умного дома, но и улучшает качество жизни людей, которые по разным причинам испытывают трудности в быту. Пользователи с проблемами зрения, нарушениями когнитивных и двигательных функций получают инструмент, который поможет им в решении повседневных задач, облегчит ориентирование в пространстве и упростит повседневность. Это очень важный социальный аспект применения AR в экосистемах умного дома.
Точки роста
Применение AR в умных домах до сих пор сдерживается тем, что сама по себе концепция домашней автоматизации распространяется не так быстро, как бы нам хотелось. До недавнего времени умный дом был достоянием либо очень богатых людей, покупающих экосистему под ключ, или гиков-энтузиастов, собирающих ее самостоятельно из opensource-решений. Появление домашних экосистем от компаний вроде Яндекс, Samsung, Phillips, Xiaomi и других поставщиков электроники сильно ускоряет процесс.
Способствует развитию и появление единых интеграционных решений, типа Connected Home over IP (CHIP), созданного компаниями Amazon, Apple, Google и Zigbee Alliance. Программа решает проблему единого стандарта для умного дома и позволяет устройствам разных производителей формировать единую домашнюю сеть без дополнительных танцев с бубном. А в нашем полушарии что-то подобное делают, например, Яндекс и Xiaomi, многие умные девайсы которых совместимы друг с другом.
Другой важной проблемой остается безопасность домашних сетей. Как и любую другую структуру, умный дом можно взломать, вывести из строя или использовать для преступных дел. Сами устройства с IoT-модулями остаются уязвимыми для взлома и могут быть использованы для формирования сетей ботов.
Однако, как считают аналитики, все это временные трудности. Сейчас понятно, что рынок устройств домашней автоматизации будет активно расти в ближайшие годы. Так, по прогнозам marketsandmarkets.com объем европейского рынка умной бытовой техники с 23,2 млрд долларов в 2020 году вырастет до 39,6 млрд долларов уже через пять лет. Этот рост будет обусловлен различными факторами: повышение популярности IoT-устройств, бурное развитие домашних умных колонок, распространение концепции осознанного потребления. К тому же интерес к AR в домашнем обиходе неизбежно вызывают разные футуристические концепции.
Например, умные окна и зеркала со встроенными дисплеями, которые уже совсем скоро смогут занять свою нишу на рынке решений не только для элитных домов и апартаментов, но и для привычных нам «человейников».
Концепция умных окон WayRay
На массовом рынке умных решений для дома еще много практически пустующих ниш, где вполне может найтись применение дополненной реальности. Это и тотальная геймификация дома (это же круто — стравить чайник с пылесосом), и контроль энергоэффективности и экологии в жилых помещениях (CO2, освещенность), и системы безопасности и наблюдения — за детьми и домашними животными. И, возможно, кто-то из наших читателей прямо сейчас уже работает над продуктом для решения одной из тех задач, о которых сейчас мы можем только фантазировать.
Павел Овчинников