IoT + IA, ou como reduzir custos de energia numa empresa | IA nos negócios #88

O que é a Internet das Coisas? (IoT)

A Internet das Coisas, também conhecida como IoT, é uma tecnologia que permite a conexão e troca de dados entre diversos dispositivos conectados à Internet. É uma rede de objetos físicos – “coisas” – equipada com sensores, software e tecnologias que permitem a troca de dados com outros dispositivos e sistemas pela Internet. Mas porquê ligar todos os dispositivos à Internet – desde impressoras e frigoríficos a aparelhos de ar condicionado, camiões e máquinas industriais?

Uma pesquisa conduzida pela Transforma Insights indica que a produção de novos dispositivos IoT aumentará o consumo global de eletricidade em 34 terawatts-hora (TWh) até 2030. Enquanto isso, o treinamento e o uso de grandes modelos de linguagem, como ChatGPT, podem levar os data centers a elaborarem 21% da demanda mundial de eletricidade.

No entanto, as soluções da Internet das Coisas também reduzirão o consumo de eletricidade em mais de 1,6 petawatt-hora (PWh) em comparação com a utilização do mesmo tipo de dispositivos sem sensores. Para ilustrar a escala – esta é a quantidade de electricidade necessária para cobrir o consumo de mais de 136,5 milhões de lares durante um ano. As empresas, no entanto, não podem prosperar sem dispositivos cada vez mais novos, e a inteligência artificial pode ajudar enormemente a minimizar ainda mais a energia que consomem.

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

Qual é a conexão entre IoT e IA?

A Inteligência Artificial analisa dados de dispositivos de Internet das Coisas, identificando tendências e estratégias para economizar energia. Graças a isto, a IoT e a IA abrem novas possibilidades para uma gestão eficiente do consumo de energia. Por exemplo, a IA pode ajustar sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) com base em:

• padrões de utilização do espaço – por exemplo, baixar a temperatura num quarto desocupado num determinado dia,
• condições climáticas – reduzindo a potência do ar condicionado em um dia nublado ou com vento,
• qualidade do ar interior – aumentando a eficiência da ventilação apenas durante uma reunião envolvendo muitas pessoas.

Além disso, a IA apoiada pela IoT permite a criação de gêmeos digitais para otimizar os processos de fabricação, como prever o consumo de peças de máquinas ou analisar a frequência e as causas de falhas que levam ao tempo de inatividade.

As tecnologias IoT AI são benéficas para toda a cadeia de fornecimento de eletricidade – consumidores, distribuidores e centrais elétricas. A Internet das Coisas permite a automatização de diversos processos, como a coleta de dados energéticos para medições e análises. A aplicação de restrições de energia de hardware e a otimização do tempo de treinamento do modelo de IA podem reduzir o consumo de energia em aproximadamente 12% a 15%, com impacto mínimo no desempenho do modelo.

Como a IoT e a IA podem reduzir os custos de energia na sua empresa?

Sensores IoT em edifícios enviam dados de consumo de energia em tempo real para análise, acelerando reparos e reduzindo perdas de energia devido a equipamentos defeituosos. Aqui estão alguns exemplos de sensores que podem ser instalados em edifícios:

• sensores de temperatura – monitoram as mudanças de temperatura nos ambientes e permitem otimizar o consumo de energia para aquecimento ou resfriamento,
• sensores de luz – detectam o nível de luz natural e ajustam automaticamente a intensidade da iluminação artificial,
• sensores de movimento – permitem a ativação do sistema apenas quando há pessoas presentes na sala, reduzindo o consumo desnecessário de energia,
• medidores inteligentes – coletam dados sobre o consumo de energia, permitindo análise e otimização detalhadas,
• sensores de qualidade do ar – regulam o funcionamento dos sistemas de ventilação, garantindo a qualidade adequada do ar com mínimo consumo de energia.

Termostatos e sistemas de iluminação inteligentes podem se adaptar aos padrões de uso do ambiente, reduzindo os custos de energia. Os dispositivos IoT podem diminuir o consumo e os custos de eletricidade nos edifícios durante os horários de pico por meio de programas e agendamento de resposta à demanda. A implementação de soluções baseadas em IoT e IA pode levar a economias de energia de até 40%. Além disso, as soluções de armazenamento de energia controladas por IA otimizam a sua utilização através da gestão do armazenamento e da distribuição.

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

Benefícios de usar IoT e IA

A introdução de tecnologias inteligentes de IoT e IA traz muitos benefícios. Não é apenas uma forma de reduzir as contas, mas também de aumentar o conforto do uso do escritório, principalmente:

• melhor controle de temperatura e economia de energia graças a termostatos inteligentes,
• controle do brilho da iluminação , o que significa uma redução significativa no consumo de energia elétrica, principalmente no período outono-inverno,
• gestão da umidade do ar – particularmente importante ao armazenar documentos ou equipamentos especializados e sensíveis.

Os dispositivos IoT também estão a tornar-se cada vez mais sofisticados e, em resposta à crescente procura, os preços dos sensores estão a diminuir. Um exemplo é o Flex2X, solução criada pela empresa britânica Grid Edge (https://gridedge.ai/). Este sistema integra informação de sensores já instalados em edifícios, como detectores de temperatura ou humidade, com dados adicionais, como condições meteorológicas. Em seguida, analisa-os utilizando algoritmos de IA, otimizando continuamente a utilização de energia no edifício.

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

Desvantagens da IoT – quanta energia a IA requer?

Infelizmente, a combinação da Internet das Coisas e da IA ​​tem suas desvantagens. A utilização de IoT e IA está principalmente associada à necessidade de um consumo significativo de energia. Informações detalhadas sobre a quantidade de energia necessária para treinar o modelo GPT-4 mais poderoso e conhecido, usado na versão comercial do ChatGPT e BingChat, não foram divulgadas publicamente. No entanto, com base nos dados disponíveis, podemos delinear a escala deste empreendimento.

O modelo GPT-4 possui mais de 175 bilhões de parâmetros e foi treinado em um conjunto de dados superior a 45 TB. Isto requer um processo intensivo de análise de dados e ajuste de parâmetros do modelo, levando a uma demanda significativa de poder computacional e resultando em alto consumo de energia.

Para treinar o modelo GPT-4, foram utilizadas Unidades de Processamento Gráfico (GPUs) e Unidades de Processamento de Tensores (TPUs) avançadas, conhecidas por seu intenso consumo de energia.

Resumo

A IoT e a IA podem ter um impacto significativo não só nos resultados financeiros de uma empresa, mas também no ambiente, melhorando a eficiência energética. Um grande edifício médio consome aproximadamente 230.000 kWh de eletricidade anualmente, o que se traduz num custo de cerca de 25.000 dólares. A implementação da Internet das Coisas pode contribuir para a redução do consumo de energia entre 10% a 15%. A integração da IoT e da IA ​​é também crucial para aproveitar plenamente o potencial das fábricas inteligentes em termos de desenvolvimento sustentável e redução de custos.

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Autor: Robert Whitney

Especialista em JavaScript e instrutor que orienta departamentos de TI. Seu principal objetivo é aumentar a produtividade da equipe, ensinando aos outros como cooperar de forma eficaz durante a codificação.

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