IoT+AI, ovvero come ridurre i costi energetici in azienda | L'intelligenza artificiale nell'attività n. 88

Cos’è l’Internet delle cose? (IoT)

L'Internet of Things, noto anche come IoT, è una tecnologia che consente la connessione e lo scambio di dati tra diversi dispositivi connessi a Internet. È una rete di oggetti fisici – “cose” – dotati di sensori, software e tecnologie che consentono loro di scambiare dati con altri dispositivi e sistemi su Internet. Ma perché connettere tutti i dispositivi a Internet, dalle stampanti ai frigoriferi, ai condizionatori, ai camion e alle macchine industriali?

Una ricerca condotta da Transforma Insights indica che la produzione di nuovi dispositivi IoT aumenterà il consumo globale di elettricità di 34 terawattora (TWh) entro il 2030. Nel frattempo, la formazione e l’utilizzo di modelli linguistici di grandi dimensioni, come ChatGPT, potrebbero indurre i data center a elaborare soluzioni Il 21% della domanda elettrica mondiale.

Tuttavia, le soluzioni dell’Internet delle cose ridurranno anche il consumo di elettricità rispetto all’utilizzo dello stesso tipo di dispositivi senza sensori di oltre 1,6 petawattora (PWh). Per illustrare la scala, si tratta della quantità di elettricità necessaria per coprire il consumo di oltre 136,5 milioni di case per un anno. Le aziende, tuttavia, non possono prosperare senza dispositivi sempre più nuovi e l’intelligenza artificiale può contribuire notevolmente a ridurre ulteriormente l’energia consumata.

Fonte: Transforma Insights (https://www.6gworld.com/)

Qual è la connessione tra IoT e AI?

L'Intelligenza Artificiale analizza i dati provenienti dai dispositivi Internet of Things, identificando tendenze e strategie per risparmiare energia. Grazie a ciò, IoT e AI aprono nuove possibilità per gestire in modo efficiente il consumo energetico. Ad esempio, l’intelligenza artificiale può regolare i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria (HVAC) in base a:

• modelli di utilizzo della stanza – ad esempio, abbassare la temperatura in una stanza non occupata in un dato giorno,
• condizioni meteorologiche: riduzione della potenza del condizionatore d'aria in una giornata nuvolosa o ventosa,
• qualità dell’aria interna – aumento dell’efficienza della ventilazione solo durante una riunione che coinvolge molte persone.

Inoltre, l’intelligenza artificiale supportata dall’IoT consente la creazione di gemelli digitali per ottimizzare i processi di produzione, ad esempio prevedendo il consumo di parti della macchina o analizzando la frequenza e le cause dei guasti che portano a tempi di fermo.

Le tecnologie IoT AI sono vantaggiose per l’intera catena di fornitura elettrica: consumatori, distributori e centrali elettriche. L'Internet delle cose consente l'automazione di vari processi, come la raccolta di dati energetici per misurazioni e analisi. L'applicazione di vincoli di potenza hardware e l'ottimizzazione del tempo di addestramento del modello AI possono ridurre il consumo energetico di circa il 12%-15% con un impatto minimo sulle prestazioni del modello.

In che modo IoT e AI possono ridurre i costi energetici nella tua azienda?

I sensori IoT negli edifici inviano dati sul consumo energetico in tempo reale per l'analisi, accelerando le riparazioni e riducendo le perdite di energia dovute a apparecchiature difettose. Ecco alcuni esempi di sensori che possono essere installati negli edifici:

• sensori di temperatura – monitorano le variazioni di temperatura nelle stanze e consentono di ottimizzare il consumo energetico per il riscaldamento o il raffreddamento,
• sensori di luce – rilevano il livello di luce naturale e regolano automaticamente l’intensità dell’illuminazione artificiale,
• sensori di movimento : consentono l'attivazione del sistema solo quando le persone sono presenti nella stanza, riducendo il consumo energetico non necessario,
• contatori intelligenti : raccolgono dati sul consumo energetico, consentendo analisi e ottimizzazioni dettagliate,
• sensori di qualità dell’aria – regolano il funzionamento dei sistemi di ventilazione, garantendo una corretta qualità dell’aria con un consumo energetico minimo.

Termostati e sistemi di illuminazione intelligenti possono adattarsi ai modelli di utilizzo della stanza, riducendo i costi energetici. I dispositivi IoT possono ridurre il consumo di elettricità e i costi negli edifici durante le ore di punta attraverso programmi e pianificazione di risposta alla domanda. L’implementazione di soluzioni IoT e basate sull’intelligenza artificiale può portare a risparmi energetici fino al 40%. Inoltre, le soluzioni di stoccaggio dell’energia controllate dall’intelligenza artificiale ne ottimizzano l’utilizzo gestendo lo stoccaggio e la distribuzione.

Fonte: DALL·E 3, richiesta: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Vantaggi dell'utilizzo dell'IoT e dell'intelligenza artificiale

L’introduzione di tecnologie IoT e AI intelligenti apporta numerosi vantaggi. Non è solo un modo per abbassare le bollette ma anche per aumentare il comfort dell'utilizzo dell'ufficio, in primis:

• migliore controllo della temperatura e risparmio energetico grazie ai termostati intelligenti,
• controllo dell'intensità luminosa , il che significa una significativa riduzione del consumo di energia elettrica, soprattutto nel periodo autunno-invernale,
• gestione dell'umidità dell'aria – particolarmente importante quando si conservano documenti o apparecchiature sensibili e specializzate.

Anche i dispositivi IoT stanno diventando sempre più sofisticati e, in risposta alla crescente domanda, i prezzi dei sensori stanno diminuendo. Un esempio è Flex2X, una soluzione creata dalla società britannica Grid Edge (https://gridedge.ai/). Questo sistema integra le informazioni provenienti dai sensori già installati negli edifici, come rilevatori di temperatura o umidità, con dati aggiuntivi, come le condizioni meteorologiche. Quindi li analizza utilizzando algoritmi di intelligenza artificiale, ottimizzando continuamente l'utilizzo dell'energia nell'edificio.

Fonte: DALL·E 3, richiesta: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Svantaggi dell’IoT: quanta energia richiede l’intelligenza artificiale?

Sfortunatamente, la combinazione di Internet of Things e AI presenta i suoi svantaggi. L’uso dell’IoT e dell’intelligenza artificiale è principalmente associato alla necessità di un consumo energetico significativo. Informazioni dettagliate sulla quantità di energia necessaria per addestrare il modello GPT-4 più potente e conosciuto, utilizzato nella versione commerciale di ChatGPT e BingChat, non sono state rese pubbliche. Tuttavia, sulla base dei dati disponibili, possiamo delineare la portata di questa impresa.

Il modello GPT-4 ha oltre 175 miliardi di parametri ed è stato addestrato su un set di dati superiore a 45 TB. Ciò richiede un intenso processo di analisi dei dati e di messa a punto dei parametri del modello, che porta a una significativa domanda di potenza di calcolo e a un conseguente elevato consumo di energia.

Per addestrare il modello GPT-4 sono state utilizzate unità di elaborazione grafica (GPU) e unità di elaborazione tensore (TPU) avanzate, note per il loro intenso consumo di energia.

Riepilogo

L'IoT e l'intelligenza artificiale possono avere un impatto significativo non solo sui risultati finanziari di un'azienda ma anche sull'ambiente migliorando l'efficienza energetica. Un edificio medio di grandi dimensioni consuma circa 230.000 kWh di elettricità all’anno, il che si traduce in un costo di circa 25.000 dollari. L’implementazione dell’Internet of Things può contribuire a ridurre il consumo energetico dal 10% al 15%. L’integrazione di IoT e AI è fondamentale anche per sfruttare appieno il potenziale delle fabbriche intelligenti in termini di sviluppo sostenibile e risparmio sui costi.

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Autore: Robert Whitney

Esperto e istruttore di JavaScript che istruisce i dipartimenti IT. Il suo obiettivo principale è aumentare la produttività del team insegnando agli altri come cooperare efficacemente durante la programmazione.

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