Uređaji za detekciju električnih lukova koji su deo strujnog kola mogu biti neprocenjivi u zaštiti od izbijanja požara kod električnih instalacija, ali takođe mogu i da nerviraju ako često posežu za isključivanjem uređaja kada nema sigurnosnog rizika. Da bi se smanjili lažni alarmi, inženjeri sa MIT-a rade na novim „pametnim utičnicama" koje koriste neuronske mreže, ne samo da bi se utvrdilo da li je otkriveni luk opasan, već i koji su tipovi uređaja priključeni u utičnicu.
Struja je poput vatre. Ona je neverovatno dragocen sluga, ali isto tako može biti izuzetno opasan neprijatelj. Od najranijih dana elektrotehnike, sprečavanje preopterećenja i kratkih spojeva u strujnom kolu je bio glavni prioritet. Jedan od najosnovnijih zaštitnih sredstava bio je osigurač koji je napravljen od malo žice koja se pri preopterećenju istopi i prekine strujno kolo.
Danas imamo mnogo sofisticiranije verzije u obliku prekidača i zaštitnika prenapona koji su napravljeni da odbrane delikatne digitalne uređaje od prenapona. Moderan uređaj kao što je AFCI prekidač (arc fault circuit interrupters) ima sličnu ulogu. Čak se i najbolje projektovani i izgrađeni električni sistemi mogu oštetiti ili mogu biti izloženi uslovima koji mogu proizvesti redni električni luk koji može da prouzrokuje požar ili oštetiti opremu. Svrha ovog detektora je, kako to i samo ime kaže, da detektuje ove neželjene električne lukove i isključi napon pre nego što postane opasno.
Ilustracija (foto: MIT)
Oglas
Problem je u tome što nisu svi ovi električni lukovi opasni. Neki su bezopasni pa je zato i poenta da se prepozna električni luk nastao u normalnom režimu rada od onog nastalog zbog kvara u električnoj instalaciji. Nažalost, moderni detektori zbog preveilkog opreza često greše i dovode do onoga što na MITu nazivaju „uznemiravanjem" jer nema realnu svrhu.
MITov pristup je da AFCI bude malo inteligentniji. Sadašnji uređaji se oslanjaju na mikroprocesore koji koriste algoritam za identifikaciju vrlo jednostavnih, generičkih signatura luka u strujnom kolu. Ono što je tim sa MITa tražio je nešto inteligentnije što bi moglo da razlikuje opasne signale od bezopasnih.
Uradili su ovo koristeći mikrokompjuter Raspberry Pi Model 3 za nadgledanje dolaznih električnih podataka kroz induktivna strujna klešta instalirana oko žice utičnice. Klešta prosleđuju informacije putem standardne USB zvučne kartice sa integrisanom memorijom koja je u stanju da obrađuje veoma male signale pri veoma velikoj učestalosti od 48kHz ili 48.000 puta u sekundi.
Pošto podaci dolaze u mikroračunar, neuronska mreža zasnovana na mašinskom učenju ih analizira u realnom vremenu. Ova mreža je u početku bila napravljena da prepozna električne obrasce iMac računara, šporeta i generatore ozona - električno punjuje kiseonika u vazduhu, što može proizvesti signale slične onima koje prouzokuju lukovi.
Vremenom mreža može da nauči da analizira više podataka, tako da bude u stanju da precizno govori o tome na koje signale će delovati a koje će ignorisati, kao i o tome koju su uređaji uključeni u njega. Ideja je da se jednog dana takve pametne utičnice koriste u domaćinstvima kako bi se zaštitili elektronski uređaji, dok bi aplikacije za pametne telefone omogućile potrošačima da analiziraju i razmenjuju podatke o njihovoj upotrebi na vrlo detaljnom nivou. Anonimnim davanjem ovih podataka, proizvođači utičnica će moći dalje da unapređuju svoje algoritme.
„Stalnim ažuriranjem sistema stvara se sistem koji uči, pa tako vaš usisivač može aktivirati osigurač jednom ili dvaput prve nedelje, ali će vremenom postati pametniji", kaže Joshua Siegel, naučnik i saradnik na MITovom odseku za mašinsko inženjerstvo. „Kada budemo imali 1000 ili 10.000 korisnika koji doprinose modelu, vrlo mali broj ljudi će iskusiti ove neprijatne ispade jer imamo puno podataka sakupljenih iz različitih domaćinstava."
Do sada su pametne utičnice pokazale tačnost od 95,61 procenta pri prenosu informacija od uređaja do uređaja i 99,95 odsto tačnosti kada je u pitanju prepoznavanje dobrih od loših signala, što je malo bolje od trenutnih AFCI prekidača. Osim toga, utičnica je reagovala na loš signal za manje od 250 milisekundi.
Tim sa MITa smatra da su pored toga što pružaju zaštitu od neželjenih električnih lukova, pametne utičnice primer za budućnost gde su uređaji inteligentni i imaju mogućnost da daju dijagnozu kada su oni sami u pitanju ali i da predvide potrebe svojih korisnika.
„Mislim da je veći cilj da sve bude povezano i to sve vreme, kako bi se dobio pametniji, međusobno povezaniji svet, a to je ono što želim da vidim", kaže Siegel.
