Candidatura

Interfaz por voz para realización de tareas domóticas, control del consumo energético y gestión inteligente del hogar

Sistema domótico con asistencia virtual por voz que permite ofrecer una vía de comunicación oral, sin interacción física, con los elementos que conforman una vivienda.

A través de un agente de software, se logra la automatización de la realización de tareas en un sistema con la mínima interacción persona-máquina: una persona se comunica usando la voz y el asistente virtual lo procesa, interpreta y responde de la misma manera.

Este proyecto está orientado a la optimización del consumo energético en el hogar, facilitando la toma de decisiones y buscando a su vez eliminar barreras en el acceso a las tecnologías de control del mismo para personas con movilidad reducida.

Mediante una interfaz por voz y un servicio de inteligencia artificial extensible a multitud de acciones inteligentes, se ofrece una experiencia sencilla y segura para el control del hogar.

Indicadores y procesos de mejora

Este proyecto incide en la optimización del consumo energético y en la eficiencia energética gracias a la instalación de dispositivos para monitorización (temperatura, humedad, luminosidad, consumo energético) y control (sistemas de iluminación, control de electrodomésticos, climatización) en el hogar.

El sistema desarrollado y la interacción con asistentes virtuales implementada, permiten al usuario conocer todos los parámetros monitorizados e interactuar con ellos de forma sencilla y segura.

Cualquier tipo de luminaria, electrodoméstico, artefacto electrónico, etc. que utilice este interfaz puede ser controlado por este sistema permitiendo así un control del gasto energético.

Las medidas de consumo son almacenadas y están accesibles para su consulta y posterior gestión del consumo energético, pudiéndose identificar a su vez el consumo asociado a los distintos elementos de la vivienda, pudiendo realizar diagnósticos energéticos y estimar medidas de ahorro.

Se da a conocer en tiempo real al usuario el consumo asociado al uso que hace de los distintos componentes de su hogar facilitándole la toma de decisiones para actuar en consecuencia y en pro a una reducción de dicho consumo energético.

Cuantificación/Estimación reducción consumo

Disponer de la información captada por los sensores y medidores de consumo es de gran utilidad para los usuarios finales dado que, al facilitarles información de las implicaciones energéticas de sus acciones, se consigue concienciarles y hacerles más responsables de sus decisiones, estimándose con ello un ahorro de hasta un 15 %.

Cuantificación/Estimación reducción emisiones CO2

La reducción de emisiones de CO2 es proporcional al ahorro de energía conseguido por la gestión eficiente de la misma en el hogar a través de la posibilidad de monitorización y control del consumo.

Innovación aplicada y buenas prácticas

Descripción de los aspectos más innovadores y/o buenas prácticas que puedan servir de ejemplo a seguir por otras organizaciones o se estén impulsando:

• Asistencia virtual por voz destinada a ofrecer la posibilidad de manejar datos del hogar a través un agente de software que permite la automatización de la realización de tareas en un sistema con la mínima interacción persona-máquina. La interacción que se da entre un asistente virtual y una persona debe ser natural; en este caso, una persona se comunica usando la voz y el asistente virtual lo procesa, interpreta y responde de la misma manera.

• Gestión eficiente del consumo en el hogar y optimización del funcionamiento y consumo de los sistemas eléctricos instalados mediante la posibilidad de monitorización de consumo energético en tiempo real.

• Se trata de una nueva plataforma de bajo coste, económicamente asumible y asequible al público objetivo debido, entre otros motivos, a la creación propia de los dispositivos inteligentes basados en estándares abiertos, siendo estos más económicos que la mayoría de plataformas comerciales.

• Confiando en la continuidad de la solución, y en el resto de la comunidad de desarrolladores para aportar sus mejoras e ideas, este proyecto se pondrá a disposición de la comunidad, tanto la parte hardware como software (open source). De este modo, cualquier usuario dispuesto a ello podría crear sus propios dispositivos y añadirlos a la plataforma, siendo fácilmente extensible a nuevas interacciones que no estuvieran inicialmente planteadas.

• La arquitectura del sistema y la tecnología utilizada permiten la adaptación del mismo a diversas interacciones persona-máquina, pudiendo por ejemplo introducir de forma sencilla otros asistentes virtuales como Google Assistant o Siri.

• Este proyecto se compone de un conjunto de ejercicios técnicos que dan lugar a un servicio extremadamente potente y transversal que permite ofrecer amplias soluciones para problemas de gestión de eficiencia energética, aprendizaje automático, interoperabilidad e Internet de las Cosas.

Usabilidad de Tecnologías de la Información y Comunicaciones

Descripción de las principales tecnologías empleadas o promovidas:

• Arquitectura formada en su capa más baja por dispositivos IoT de creación propia basados en estándares abiertos y controlados de forma agrupada por un dispositivo concentrador o pasarela por medio de 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Perasonal Area Networks) como capa de adaptación y CoAP (Constraines Applicaction Protocol) como protocolo de aplicación, teniendo como resultado dispositivos de bajo consumo y pocos recursos. Los dispositivos están basados en microcontroladores SoC (System on Chip) que incluyen un transceptor compatible con IEEE802.15.4 que funciona en la banda de 2,4 GHz.

• Pasarela descrita en Java con almacenamiento temporal de datos en SQLite. Cada concentrador se encarga de gestionar un conjunto de dispositivos que recogen información sobre condiciones ambientales, medidas de consumo, etc. Los datos gestionados por la pasarela son enviados y agrupados en un servidor a través de WebSocket/TLS.

• Software plataforma en servidor basado en Java que centraliza toda la información asociada a cada dispositivo. Servidor multi-tenant (asistencia a varios clientes para generación y control de datos propios de cada uno), multi-user (manejo de distintos usuarios por cliente), multi-gateway (varias pasarelas controladas por cada cliente) y multi-app (posibilidad de añadir diferentes aplicaciones para cada cliente).

• Almacenamiento de datos centralizados en un sistema NoSQL mediante la tecnología Elasticsearch para su estudio y tratamiento.

• Integración de interoperabilidad entre el sistema domótico y un asistente virtual por voz basado en Amazon Alexa (Amazon Virtual Assistant) a través de una interfaz de comunicación con servicios REST/TLS y mediante vinculación de cuentas siguiendo el estándar de autorización RFC6749, OAuth 2.0. Desarrollo de aplicación en el asistente virtual utilizando JSON, APL y Node.js. Alexa actuará como interlocutor con el usuario, siendo transparente para este la arquitectura que opera y controla las funcionalidades ofrecidas.

El usuario expresará sus necesidades y peticiones de manera natural, como si se tratase de un asistente humano, v.g. “Alexa, tengo calor, baja un poco las persianas”.