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想象一下，當你走進(jìn)一間房子燈光就突然亮起，屋內各種陳設物件都仿佛自己有意識一般和你互動(dòng)，各種電器機械都神奇地開(kāi)動(dòng)了起來(lái)……如果是在你的童年時(shí)代遇到這樣的房子，恐怕人們多半會(huì )認為這里鬧鬼。不過(guò)這是在現在，這個(gè)地方也根本沒(méi)有鬧鬼，也就無(wú)需勞煩捉鬼敢死隊（「Ghostbusters」，美國1980年代恐怖喜劇電影）出動(dòng)了。 事實(shí)上，隔空控制物件是一件完全合乎邏輯的事情。作為工程師，我們非常清楚近年來(lái)人工智能（AI）所取得的發(fā)展。人工智能是一種讓計算機和機器能夠模仿人類(lèi)行為的技術(shù)，它的一個(gè)重要組成部分是機器學(xué)習（ML），也就是將人工智能技術(shù)與統計處理技術(shù)相結合，在計算機和機器逐步向目標邁進(jìn)的過(guò)程中不斷對它們進(jìn)行改善，從而達到讓它們「學(xué)習」的目的。 人工智能幾乎影響著(zhù)每個(gè)領(lǐng)域和應用，我們所占據的城市和空間也不例外。在智慧城市中，智能傳感和處理網(wǎng)絡(luò )與人工智能和機器學(xué)習技術(shù)強強聯(lián)手，將致力于改善我們的生活環(huán)境以及家庭、工作和娛樂(lè )環(huán)境。智慧城市將影響到整個(gè)城市范圍內的照明基礎設施、建筑物、公用事業(yè)、交通、環(huán)境和通信，從而有望改變我們與周?chē)澜缁?dòng)的方式。 一些預測指出，照明占目前總能源消耗的六分之一至五分之一（1/6-1/5）。AI的到來(lái)使建筑物照明能夠實(shí)現控制和自動(dòng)化，以節省成本、減少能源消耗和浪費，并提高服務(wù)質(zhì)量和客戶(hù)滿(mǎn)意度。人工智能就如同看不見(jiàn)的情報工作者，為各項決策提供幫助，讓未來(lái)的智能建筑成為現實(shí)。那么，看不見(jiàn)的人工智能究竟怎樣控制看得見(jiàn)的照明環(huán)境呢？下面我們來(lái)細細分解（圖1）。 
圖1：人工智能將影響智能照明控制和自動(dòng)化的未來(lái) 智能照明簡(jiǎn)介 智能照明系統中集成了通信和控制系統，它們可以帶來(lái)更大的自動(dòng)化和靈活性。此外，還可以添加無(wú)線(xiàn)通信功能，讓整個(gè)智能照明系統覆蓋更遠的距離。它們都有助于改善以下三大方面的問(wèn)題： · 總體（宏觀(guān)級別） · 邊緣（局部級別） · 特定（設備級別） 這些問(wèn)題得到改善后，便有助于提升照明系統的整體響應速度和效率。 智能手機、計算機系統或固定在墻上的裝置都可以用作照明系統的控制站和交換站。通過(guò)調節紅色、綠色、藍色、白色光的組合方式，便可調整光線(xiàn)的顏色或白色級別，提供所需的特定波長(cháng)和相關(guān)色溫（CCT）。通過(guò)調整輸出光級別，可以控制各個(gè)位置發(fā)出的光功率。普通燈具、嵌入式燈具、建筑（室內或室外）照明、標牌和景觀(guān)照明都可以在一個(gè)系統中進(jìn)行協(xié)調。 機器學(xué)習讓照明更美好 如果要學(xué)到各種各樣的知識，我就得上好幾年的學(xué)。有些東西，例如說(shuō)話(huà)的基本文法，我很小的時(shí)候就掌握了，但更加深入的內容，例如量子物理學(xué)以及像做算術(shù)加法一樣處理拉普拉斯變換，就需要我花費很多年的學(xué)習才能實(shí)現。 人工智能是一項重要的顛覆性技術(shù)創(chuàng )新，它開(kāi)創(chuàng )性地為智能照明系統帶來(lái)了學(xué)習能力，使之能夠像電子電路中的反饋那樣改善自身的表現。這種學(xué)習和完善功能就是機器學(xué)習。 機器學(xué)習往往需要使用大量數據。在分析數據時(shí)，計算機需要自行做出決定，這些決定稱(chēng)為「推論」，是基于證據和邏輯推理得出的結論。這種類(lèi)型的處理非常適合由計算機來(lái)執行。 計算機系統可通過(guò)三種方法進(jìn)行學(xué)習： · 監督學(xué)習 · 無(wú)監督學(xué)習 · 強化學(xué)習 監督學(xué)習通過(guò)提供所需最佳正確答案（輸出）并進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行；與之相對，作為補充手段的無(wú)監督學(xué)習不提供有關(guān)所需最佳正確答案（輸出）的任何信息。強化學(xué)習根據應當得出的最佳正確答案（輸出）來(lái)提供適當的正面或負面反饋。由于計算機有很強的計算能力，因此與不借助計算機幫助的人類(lèi)相比，計算機往往可以在強化學(xué)習中實(shí)現極為迅速的改進(jìn)（圖2）。
圖2：未來(lái)的智能照明系統將借助人工智能來(lái)模仿人類(lèi)行為并學(xué)習如何自主操作 人工智能在照明系統中的采用情況 如今，各行各業(yè)都在積極采用人工智能，其中銀行、零售、汽車(chē)和醫療是率先在各自領(lǐng)域中采用人工智能的行業(yè)。顯然，盡管人工智能將無(wú)處不在，但它在不同行業(yè)中得到采用的步伐并不一樣。隨著(zhù)時(shí)間的流逝，上述領(lǐng)域中獲得的知識和經(jīng)驗教訓都將讓工業(yè)應用領(lǐng)域受益。 工業(yè)控制領(lǐng)域（包括智能照明）涵蓋了巨大的廣度和范圍。如果一個(gè)組織對智能照明控制和自動(dòng)化參數有獨到的了解，那么它將比那些將這項職責委托給外部公司的組織更快地采用人工智能。對于從一開(kāi)始就了解如何通過(guò)學(xué)習算法來(lái)解決挑戰、實(shí)現目標的組織而言，實(shí)施人工智能和機器學(xué)習的工作會(huì )更加容易。如果對現有系統的局限性和相互關(guān)系有所了解，那么這無(wú)疑有助于在建筑物照明控制和自動(dòng)化解決方案中確定需要重點(diǎn)關(guān)注和應用人工智能的特定領(lǐng)域。通過(guò)對人工智能進(jìn)行定制，組織可以解決希望在特定應用領(lǐng)域中控制和自動(dòng)化的問(wèn)題。人工智能是一種用途多樣的工具，就像攜帶有眾多精良工具的打雜工一樣，可以處理各種各樣適用的環(huán)境和應用。 工業(yè)領(lǐng)域的活動(dòng)多種多樣，具有高投資回報率（ROI）的常見(jiàn)高級功能將成為主要的市場(chǎng)切入點(diǎn)。首批大量采用人工智能的領(lǐng)域很可能就是需要在人身安全、整體安全性和風(fēng)險防范方面投入大量資金的領(lǐng)域。其次，對于稍加修改就可以快速適應各種用途的工業(yè)應用而言，應用人工智能也是順理成章的事情。毫無(wú)疑問(wèn)，任何組織都應該立即就人工智能如何提高效率來(lái)進(jìn)行研究并制定戰略。 行為分析 一個(gè)人們很難解釋但又毫無(wú)疑問(wèn)的事實(shí)是，即使每個(gè)特定的操作都有變化，或者會(huì )受到不同響應方式和后續操作的影響，人們通常還是會(huì )以特征上可預測的方式來(lái)做事情。心理學(xué)家和社會(huì )學(xué)家往往就是通過(guò)學(xué)習人們在各種情況下的反應和行為來(lái)獲得收入的。 許多組織都承認他們正在努力將人工智能和機器學(xué)習技術(shù)納入其流程中，以便更好地了解正在發(fā)生的事情。人工智能的一項優(yōu)勢就是它將幫助人類(lèi)分析自身的行為及其與其他動(dòng)態(tài)事件的相互關(guān)系。 采用人工智能和機器學(xué)習技術(shù)后，組織可以借助由客戶(hù)習慣所產(chǎn)生的數據來(lái)學(xué)習和響應各種不斷變化的條件。過(guò)去的統計數據模型可以與當前的運行狀況進(jìn)行比較，以此來(lái)進(jìn)行調整和優(yōu)化（圖3）。
圖3：AI使組織能夠通過(guò)分析大數據和客戶(hù)行為來(lái)執行行為分析 建筑照明控制和自動(dòng)化的需求是不斷變化的，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的取舍過(guò)程。如果要使用過(guò)往所產(chǎn)生的數據，同時(shí)對潛在的預期需求消耗進(jìn)行模擬，這一過(guò)程可能會(huì )受益于人工智能增強模型。如果組織希望盡可能提高生產(chǎn)力并降低成本，他們一定會(huì )對人工智能躍躍欲試，希望人工智能可以帶來(lái)經(jīng)濟優(yōu)勢。過(guò)去所產(chǎn)生的數據極為復雜，但如果能與經(jīng)過(guò)預測的模型相結合，就可以實(shí)時(shí)、靈活地滿(mǎn)足當今的需求。因為人工智能會(huì )自己進(jìn)行學(xué)習，所以它會(huì )不斷地提高自身性能。越早采用人工智能并將其納入到建筑物照明控制和自動(dòng)化流程中，它就能越早地實(shí)現優(yōu)秀的決策和響應水平。在這一過(guò)程中，高度的靈活性貫穿始終，因為人工智能已經(jīng)了解了如何根據當前性能與最佳性能之間的偏差來(lái)調整建筑物的照明控制和自動(dòng)化變量。最終，采用人工智能后，系統的過(guò)度反應現象將得到緩解。 此外，人工智能也可以正確處理使用方式的巨大變化。由于系統已從各種條件中學(xué)到了應該如何響應，因此當各項輸入出現任何顯著(zhù)的增加或減少時(shí)，系統都可以借助一階近似得出近似于正確的響應，然后根據強化反饋進(jìn)一步調整。最終，人工智能系統提的就是一個(gè)可控、可自我校正、全自動(dòng)的決策工具來(lái)控制建筑物的照明。 辦公室照明自動(dòng)化 人工智能可以幫助各種事物實(shí)現自動(dòng)化，這意味著(zhù)它可以使系統在很少或不需要直接人工監督或控制的情況下運行，因而能夠更好地調整建筑物的照明控制和自動(dòng)化，以便節省成本、減少能源消耗和浪費，從而提高服務(wù)質(zhì)量和客戶(hù)滿(mǎn)意度。在辦公室照明環(huán)境中，因為太陽(yáng)在一整天中的位置始終在變化，因而人工智能的一大應用實(shí)例就是根據室內測量所得的陽(yáng)光強度來(lái)同步自動(dòng)控制建筑物照明，并根據多個(gè)客戶(hù)所處的不同位置和輸出光強度的需求進(jìn)行調節。 結論 對于一些人而言，新的技術(shù)進(jìn)步似乎像鬧鬼一樣可怕，但我不這樣認為。我們不需要對人工智能過(guò)于擔憂(yōu)。隨著(zhù)人工智能時(shí)代的到來(lái)，這項技術(shù)終將應用到建筑照明自動(dòng)化控制中，將幫助我們朝著(zhù)積極的方向前進(jìn)，從而節省支出、減少能源消耗和浪費、提高服務(wù)質(zhì)量水平，并提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。這可不是憑空想象出來(lái)的鬼故事。 文章來(lái)源：貿澤電子 作者簡(jiǎn)介：Paul Golata于2011年加入貿澤電子。作為高級技術(shù)內容專(zhuān)家，Paul憑借出色的戰略領(lǐng)導力、戰術(shù)執行力以及先進(jìn)技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品的整體產(chǎn)品線(xiàn)和營(yíng)銷(xiāo)方向，為貿澤電子的成功做出貢獻。 Paul通過(guò)編寫(xiě)獨特而有價(jià)值的技術(shù)內容為設計工程師提供最新的技術(shù)資訊，促進(jìn)并增強了貿澤電子作為首選分銷(xiāo)商的地位。在加入貿澤電子之前，Paul曾在Hughes Aircraft Company、Melles Griot、Piper Jaffray、Balzers Optics、JDSU和Arrow Electronics擔任過(guò)制造、營(yíng)銷(xiāo)和銷(xiāo)售相關(guān)職位。Paul擁有伊利諾伊州芝加哥市德睿理工學(xué)院的電子工程學(xué)士學(xué)位；加州馬里布佩珀代因大學(xué)工商管理碩士學(xué)位；德克薩斯州沃思堡的西南浸信會(huì )神學(xué)院神學(xué)碩士及文學(xué)士學(xué)位；以及德克薩斯州沃思堡西南浸信會(huì )神學(xué)院的博士學(xué)位。 |
