OpenLicht: Protótipo de Iluminação Inteligente com IA Transforma Iluminação de Ambientes

A iniciativa de pesquisa alemã OpenLicht entregou uma solução inovadora de iluminação inteligente que alavanca software open-source, bibliotecas de machine learning e hardware acessível para adaptar autonomamente a iluminação do ambiente às atividades do ocupante.

Produtos atuais de iluminação inteligente como Philips Hue e Osram Lightify oferecem automação limitada, tipicamente exigindo que usuários definam agendas manualmente ou controlem as luzes via app de smartphone. Embora programáveis, esses sistemas ainda dependem de regras pré-configuradas e não se adaptam ao comportamento do usuário em tempo real.

O projeto OpenLicht, lançado em setembro de 2016, visou mudar esse paradigma integrando inteligência artificial e machine learning na iluminação inteligente. "Nossos objetivos duplos eram avançar a pesquisa de iluminação inteligente baseada em IA e democratizar tecnologia de ponta para startups e makers," disse o coordenador do projeto Juan Mena-Carrillo, gerente de P&D para iluminação inteligente na Infineon Technologies.

O projeto recentemente concluído foi financiado pelo Ministério Federal de Educação e Pesquisa da Alemanha (BMBF) com membros da equipe Infineon, Bernitz Electronics, Instituto de Tecnologia de Deggendorf e Universidade Técnica de Dresden. Infineon e TU Dresden desenvolveram a aplicação e algoritmos de machine learning. Deggendorf desenvolveu a interface gráfica/app do projeto, e Bernitz ficou responsável pelo gateway e comunicações entre sensores e atuadores do sistema.

Protótipo Inteligente

O resultado carro-chefe do projeto é um protótipo totalmente funcional compreendendo uma stack de software adaptativa impulsionada por IA, interface gráfica amigável e um gateway central baseado em Raspberry Pi que orquestra processamento de dados e tarefas de controle. O protótipo modula automaticamente a iluminação baseada na posição e atividade do ocupante — ex: configurações distintas para assistir TV versus ler — e aprende preferências individuais ao longo do tempo. Ele também pode generalizar para cenários novos que não encontrou antes.

O núcleo do protótipo é um middleware smart-home open-source construído sobre openHAB, uma plataforma vendor-agnostic. Pesquisadores criaram bindings customizados openHAB para uma suíte de sensores — incluindo módulos de pressão e radar — que detectam ocupação e movimento. Dados dos sensores fluem através desses bindings para "items" virtuais, que são então encaminhados para o framework de machine learning Encog.

Uma primeira rede neural, treinada em streams de sensores, infere a atividade atual do ocupante. Sua saída é fundida com dados de iluminação do mundo real e alimentada em uma segunda rede neural auto-aprendiz que se adapta continuamente às preferências do usuário. A configuração de lâmpada resultante é traduzida em comandos de atuador via bindings openHAB.

"Usuários ainda podem ajustar manualmente cor e intensidade da lâmpada via UI, switch, dimmer ou controle remoto. Quando ocorre uma substituição manual, o sistema registra a nova configuração, mapeia para a atividade detectada e luz ambiente, e retreina a rede neural — priorizando os dados frescos — para refinar predições futuras," disse Mena-Carrillo.

Problema de Privacidade

Segurança e privacidade foram desafios centrais. A equipe incorporou um Trusted Platform Module (TPM) derivado da Infineon para proteger dados críticos e defender contra adulteração. Após extensas entrevistas com usuários, a equipe identificou preocupações de privacidade como barreira maior para adoção de smart-home. Consequentemente, OpenLicht emprega edge AI, processando todos os dados sensíveis localmente, preservando assim privacidade, acelerando tempos de resposta e reduzindo dependência de conectividade internet.

Open Source

A ambição do OpenLicht de democratizar tecnologia reflete-se em sua dependência de componentes open-source. O software estende openHAB, integra a biblioteca open-source Encog, e é construído em hardware custo-efetivo. A base de código completa — incluindo módulos de machine learning, knowledge base e bindings openHAB — estará em breve disponível no GitHub, permitindo que a indústria e comunidade maker estendam e enriqueçam a plataforma.

"Nosso lançamento open-source capacitará usuários a introduzir novas capacidades de IA em suas instalações openHAB," disse Mena-Carrillo. "Estes resultados agora permitem que usuários adicionem tais novas funções e recursos de IA a seus sistemas openHAB."

Embora o projeto tenha atingido seus objetivos primários, a equipe reconhece que refinamento adicional é necessário para operação confiável em todos os cenários. A natureza open-source do OpenLicht convida colaboração contínua e evolução da comunidade mais ampla.

>> Este artigo foi originalmente publicado em nosso site irmão, EE Times Europe.