„S nástupem 5G vzroste i počet zařízení v chytré domácnosti, chceme přinést kompatibilitu výrobců,“ říká Pavel Mašek, vývojář smart technologií 

Elektronická zařízení, která se sama zapnou, nastaví a přizpůsobí se zvykům svých uživatelů – to je realita chytré domácnosti, která nepřestává udivovat svět. Tento trend se rozhodl podpořit i vědecký pracovník Pavel Mašek, který se svým kolegou Kryštofem Zemanem z FEKT v Brně pracují na vývoji chytrých žárovek a dalšího smart vybavení. Rozhovor s Pavlem Maškem přinese vše o konceptu chytré domácnosti, technologickém vývoji jednotlivých zařízení i otázce bezpečnosti.

 

CoolDialog

 

O konceptu chytré domácnosti jsme mohli poprvé slyšet v roce 2010. Od té doby jsme na trhu přivítali celou řadu chytrých zařízení od všech možných výrobců, a to zejména na zahraniční scéně. Málokdo ale stihl zaregistrovat, že přímo před nosem se odehrává vývoj smart zařízení na naprosto unikátní bázi.

Za celým projektem stojí Pavel Mašek a Kryštof Zeman z Fakulty elektroniky a komunikačních technologií v Brně. Ti se rozhodli, že koncept chytré domácnosti nejen podpoří, ale dokonce vylepší. Už nyní se mohou pochlubit svými legendárními chytrými žárovkami nebo originálním chytrým routerem, který umožňuje komunikovat se všemi smart zařízeními bez ohledu na výrobce. Jak probíhá vývoj těchto chytrých zařízení a na jakém principu vlastně fungují? Ing. Pavel Mašek, Ph.D. popisuje i spolupráci s rakouským operátorem, odkrývá detaily ze svého projektu a nezapomíná nakousnout ani téma bezpečnosti a riziko útoků hackerů, které je s konceptem chytré domácnosti často spojované.

 

Co spustila agregační brána chytré domácnosti

Chytré domácnosti je aktuálně věnováno hodně pozornosti ze strany médií. Proč jste se rozhodl ubírat zrovna tímto směrem? 

V rámci výzkumných aktivit na Ústavu telekomunikací VUT FEKT v Brně se problematikou chytrých zařízení zabývám od roku 2013. Od té doby se možnosti přenosu dat, zejména bezdrátové komunikace, výrazným způsobem posunuly a umožnily vznik takzvaného Internetu věcí, konkrétně se zde bavíme o zákaznickém Internetu věcí (Customer IoT; CIoT). Právě extrémní progres z pohledu komunikačních parametrů a funkcionality koncových (chytrých) zařízení byl pro mě hlavní motivací pro výzkum v oblasti chytré domácnosti.

 

 

Kdy jste se tématu inteligentní domácnosti začali věnovat?

Spolu s kolegy jsme se myšlence inteligentní domácnosti začali věnovat v průběhu roku 2013, kdy jsme byli osloveni telekomunikačním operátorem Telekom Austria, který se na VUT FEKT obrátil s požadavkem vytvoření takzvané agregační brány pro chytrou domácnost. Jednalo se o zařízení, které by svou funkcionalitou nahradilo domácí router (modem) a navíc by bylo schopné komunikovat s chytrými zařízeními v domě např. chytrá žárovka, senzor pohybu, zabezpečovací systém atd. 

 

Pokud bychom se zaměřili právě na výše zmíněné chytré žárovky, jak vlastně probíhal jejich vývoj? 

Chytré osvětlení představuje jeden z možných scénářů pro inteligentní domácnost. V rámci výzkumného týmu jsme se proto nesoustředili pouze na chytré žárovky, ale také na chytré zásuvky, senzory pohybu, vlhkosti, zabezpečovací systémy, systémy pro vytápění či klimatizaci nebo například kamerové systémy.

 

Co je klíčovou vlastností vašeho řešení?

Klíčovou vlastností našeho vyvíjeného řešení je univerzálnost z pohledu volby koncových (chytrých) zařízení. Naším cílem je vytvořit řešení, které bude umožňovat zapojení chytrých zařízení od různých výrobců v rámci jedné domácnosti. Zcela unikátní se pak jeví naše vytvořené řešení pro ovládání veškerých zařízení. 

Uživatelé mohou využít aplikaci pro chytrý telefon, webové rozhraní, nebo také aplikaci pro chytrou televizi či možnost ovládání chytré domácnosti hlasem. Při pohledu na akcelerovaný vývoj zákaznického Internetu věcí, kam problematika chytré domácnosti spadá, se tak jako klíčový milník jeví integrace digitálních asistentů pro povelování chytré domácnosti hlasem. V současné chvíli nabízí naše řešení podporu pro hlasové asistenty Google Home a Amazon Alexa.

 

Na jakém technologickém principu vaše žárovky fungují?

Pokud budeme naši pozornost soustředit pouze na chytré žárovky, tak na trhu existuje celá řada výrobců, kteří představují svá řešení. Zcela zásadní je volba použité komunikační technologie. V současné době se setkáváme s využitím bezdrátových komunikačních technologií jako je ZigBee, Bluetooth či WiFi. Pro integraci chytré žárovky v inteligentní domácnosti nicméně není důležité pouze to, jakou technologii zařízení využívá pro přenos dat, ale také jaký je protokol tj., jazyk, kterým zařízení komunikuje.

V současné době se tak setkáváme se situací, kdy jsou zařízení od konkrétního výrobce (výrobce A) nekompatibilní se zařízeními ostatních výrobců (výrobce B, C, atd.). Z pohledu uživatele tedy vzniká nutnost instalovat pro každé zařízení separátní aplikaci např. v mobilním telefonu což následně vede k nechuti zařízení využívat z důvodu odlišného ovládání zařízení pro každého z výrobců. Nekompatibilita mezi výrobci tak paradoxně byla jednou z hlavních motivací pro náš výzkumný tým, kdy jsme si za cíl vytyčili vývoj univerzálního řešení pro ovládání chytrých zařízení bez ohledu na použitou komunikační technologii či komunikační protokol.

 

Pomineme-li žárovky, specializujete se na vývoj také dalších chytrých zařízení? Pokud ano, na jaká?

Máte pravdu, že chytré žárovky nejsou jedinou oblastí, kterou v rámci našeho vyvíjeného řešení integrujeme. V současné době nabízíme podporu pro chytré zásuvky, ovladače žaluzií či chytré spínače. Pro všechny zmíněné zařízení vyvíjíme vlastní firmware, který doplňuje do zařízení funkcionalitu pro možnost přenosu dat naším vyvinutým protokolem.

 

 

10 tisíc modemů v Rakousku

Uvedl jste celou řadu nejrůznějších technologických vychytávek, setkali jste se při jejich vývoji s nějakými problémy či překážkami?

Za dobu spolupráce s Telekom Austria jsme spolu s kolegy museli překonat několik zásadních výzev, které následně definovali vytvořené řešení. Mezi nejvýznamnější milníky zcela jistě patří schopnost příjmu dat ze zařízení od různých výrobců, kdy mohou zařízení pro komunikaci využívat odlišné komunikační technologie či protokoly.

 

Jak to probíhalo?

Jakmile jsme vytvořili platformu pro příjem dat, byla pozornost soustředěna na vývoj jednotného rozhraní pro ovládání chytré domácnosti tj., mobilní aplikace, web a aplikace pro chytré televize. V aktuální fázi projektu jsme implementovali možnost hlasového ovládání pomocí digitálních asistentů. Pokud bych měl ale vyzdvihnout klíčovou vlastnost, je to implementace predikce, kdy se chytrá domácnost učí na základě návyků uživatelů a následně využívá tyto informace pro predikci chování uživatele.

 

Už jste zde několikrát zmínil spolupráci s rakouským operátorem. Mohl byste našim čtenářům popsat, jak tato spolupráce probíhala?

V první fázi projektu bylo cílem shromažďování a analýza dat. Jelikož byl projekt úspěšně dokončený a myšlenka inteligentní domácí brány začala být klíčovou pro realizaci prvotních scénářů pro zákaznický Internet věcí, bylo rozhodnuto o pokračování spolupráce, která trvá až doposud, tedy osmým rokem. V porovnání s ostatními spolupracemi nabízí kooperace s nadnárodní společností možnost globálního dosahu vyvíjeného řešení, což představuje unikátní možnost, jak prezentovat dovednosti výzkumného týmu na Ústavu telekomunikací (UTKO). Zcela ojedinělý je také přístup našeho partnera, který si přeje zveřejňovat veškeré zdrojové kódy. Kdokoliv si tedy může bezplatně stáhnout naše vytvořené řešení, využívat ho či případně modifikovat.

 

Nyní se dostáváme k jednomu z klíčových témat chytré domácnosti, a tím je bezpečnost. Co byste řekl o bezpečnosti chytrých zařízení? Jak velké je riziko, že by vám je mohl někdo „hacknout"? 

Bezpečnost v rámci Internetu věcí představuje v dnešní době zcela jistě jedno z nejdůležitějších témat. Ať už se bavíme o zákaznickém Internetu věcí (Customer IoT; CIoT) či průmyslovém Internetu věcí (Industrial IoT; IIoT) tak platí, že bezpečnost celého systému je na takové úrovni, jaká je úroveň nejzranitelnějšího zařízení, které je připojeno. Zranitelnost chytré domácnosti je tedy odvozena od úrovně bezpečnostních mechanismů všech připojených zařízení.

Často se tedy stává, že je bezpečnost narušena kvůli použití velmi levných či neaktualizovaných zařízení. Samozřejmě zde více než kdy jindy platí, že samotní uživatelé by měli dbát na bezpečnost tj., používat dostatečně silná přístupová hesla nebo aktualizovat software/firmware připojených zařízení. Je nutné si uvědomit, že například využití základního (nezměněného) hesla pro Wi-Fi síť může způsobit zranitelnost celé chytré domácnosti, což může vyústit v zapnutí/vypnutí spotřebičů, odblokování bezpečnostních systémů atd.  

 

 

O útocích hackerů se z médií dozvídáme poměrně často. A právě takové zprávy mohou mít velký vliv na vnímání spotřebitelů. Jak byste zhodnotil jejich důvěru vůči chytrým zařízením v domácnosti?

Důvěra v komunikační technologie obecně vzrůstá, jelikož již dnes téměř každý využívá mobilní telefon či jinou nositelnou elektroniku jako například chytré hodinky, fitness náramky atd. Spolu s nástupem sítí nové generace tj., sítí 5G je očekáván další nárůst počtu připojených zařízení do Internetu věcí a tím i počtu zařízení v rámci chytré domácnosti. Z pohledu technologií se tedy zdá, že je vše připraveno pro masivní nasazení a rozvoj inteligentní domácnosti.

Možné obavy vzbuzuje bezpečnost, kdy zejména starší uživatelé nedůvěřují možnostem hlasového ovládání či monitorování pomocí webových či bezpečnostních kamer. Překážku v současné době také představuje nekompatibilita jednotlivých řešení na trhu a také cena v případě některých výrobců, což může některé uživatele odradit od nákupu chytrých zařízení. 

 

Jaké vize a cíle máte z hlediska vývoje žárovek a dalších výše zmíněných produktů do budoucna? Prozradil byste je našim čtenářům?

V současné chvíli probíhá nasazení vytvořeného řešení v Rakousku. Plošné nasazení nám umožní zejména sběr dat pro zlepšení predikce na základě chování uživatelů. Chytrá domácnost se přizpůsobuje a předvídá na základě událostí, které již v minulosti proběhly či na základě pravidelně se opakujících činností. Jak dobrá a přesná bude predikce, záleží na tom, kolik dat bude mít inteligentní domácnost k dispozici. Zatím máme data za tři měsíce z jedné testovací domácnosti ve Vídni. A právě v Rakousku se teď v pilotní fázi dodává 10 tisíc našich modemů s naší implementací do domácností, pokud to uživatel povolí, bude operátor sbírat anonymní informace z tisíců domácností. Další směřování výzkumného týmu na VUT bude tedy spjato s vylepšením predikce a rozšiřováním podporovaných zařízení.

 

Co umí chytrá domácnost?

Chytrá domácnost a s ní spojená chytrá zařízení vzbuzují ve světě mnoho ohlasů. Současné moderní technologie dovolí uživatelům naprogramovat zařízení podle svých návyků a následně si užít pohodlí, které přináší. Pokud Pavlovi Maškovi a Kryštofu Zemanovi podaří uskutečnit plánované cíle, pro Českou republiku by to znamenalo obrovský úspěch. Je zřejmé, že o tomto unikátním brněnském projektu ještě brzy uslyšíme.

 

Ústav telekomunikací v Brně

Ústav telekomunikací v Brně garantuje výuku několika studijních programů v rámci bakalářského i magisterského studia. Pro více informací o aktuálních programech klikněte zde.

 

 

 

Připravila: Petra Pruden

Foto: Archiv Pavla Maška

Sdílet: