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AIを活用したスマートホームソリューションのある日常の暮らし

Abirami Vina

6 min read

2024年8月23日

AIは私たちの家をよりスマートにし、生活空間を変革しています。まもなくあなたの家の不可欠な一部となる可能性のあるAIアプリケーションについて学びましょう。

テクノロジーの進歩に伴い、私たちの家は日々スマートになっています。スマートホームとは、利便性、セキュリティ、効率性を高めるために、遠隔操作または自動制御できるインターネット接続されたデバイスを備えた住宅のことです。スマートホーム技術は1975年から存在していますが、最近の画期的な進歩、特に人工知能(AI)の進歩により、その人気は高まっています。世界のスマートホーム市場は、2032年までに5,818億5,000万ドルに達すると予測されています。

AIはこのイノベーションの原動力であり、ホームオートメーション、エネルギー節約を支援し、よりパーソナライズされた体験を生み出しています。より多くのスマートガジェットが私たちの家を満たすにつれて、AIはそれらを接続し、連携を強化し、家庭での生活をより簡単、より効率的、そしてより楽しいものにします。この記事では、AIが私たちの生活空間をどのように再構築し、日常生活を改善できるかを、部屋ごとに見ていきましょう。

AIを活用した快適性:リビングルームをスマートハブに変える

AIは、Amazon Alexa、Google Assistant、Apple Siriなどのアシスタントの助けを借りて、リビングルームをスマートハブに変えることができます。これらの音声制御アシスタントは、日々のタスクをより簡単かつ便利にします。暖房を上げたり、照明を調整したりするなど、よりつながりのある家を作るのに役立ちます。しかし、これらは実際にどのように機能するのでしょうか?それは音声認識から始まります。スマートアシスタントは、あなたのコマンドを聞き取り、あなたの言葉をテキストに変換できます。自然言語処理(NLP)と生成AIを使用して、あなたが何を求めているかを理解し、あなたが望む特定のアクションを特定します。

図1. AI対応スマート音声アシスタント(出典: softobotics)。

しかし、スマートアシスタントは単にコマンドに従うだけではありません。会話の文脈も理解できます。たとえば、「暖房を上げて」と言うと、AIスマートアシスタントは、オーブンではなくサーモスタットについて話していることを認識します。サーモスタットの調整に関連する過去のコマンドなど、以前のやり取りやあなたの好みを参考にして、正確な判断を下します。「サーモスタットを下げて」と頼んだり、「リビングの温度」について言及したりするなど、以前のリクエストを記憶することで、アシスタントは現在のリクエストを正確に解釈し、それに応じて応答できます。 

コマンドを理解すると、アシスタントはサーモスタット、照明、スピーカーなどのスマートホームデバイスと通信して、アクションをシームレスに実行できます。時間の経過とともに、これらのスマートアシスタントはあなたの行動から学習します。夕方に家をどれくらいの暖かさにしたいか、朝にどんな音楽を楽しんでいるかなどを記憶します。機械学習を通じて、彼らはあなたのニーズをより良く予測し、彼らの応答をパーソナライズすることができます。 

リビングルームにおけるAIの良い例としては、メディア体験の向上が挙げられます。AI搭載のスマートサウンドバーは、見ているものに基づいて自動的に設定を調整し、映画、音楽、ゲームのオーディオを最適化できます。たとえば、GovoサウンドバーはAIを使用して低音を強調し、サウンドを動的に微調整します。スマートサウンドバーは、あなたの好みに合った豊かで没入感のある体験を生み出します。

キッチンにおけるAI:スマート技術が家庭での調理をどう変えるか

AIは、高度な技術を日常の家電製品に統合することで、キッチンをよりスマートかつ効率的にしています。オーブン、冷蔵庫、食器洗い機などのデバイスは、料理を簡素化し、エネルギーを節約するAI機能を備えることができます。たとえば、June OvenのようなAIオーブンは、レシピと材料に基づいて、温度、調理時間、設定を自動的に調整できます。AIオーブンには内部にカメラが搭載されており、コンピュータビジョンを使用してさまざまな食品を検出し認識します。検出された食品に基づいて、オーブンは最高の調理パラメータを設定し、料理が完璧に仕上がるようにします。

スマート冷蔵庫はまた、AIとコンピュータビジョンを使用して内部のものを監視し、賞味期限を追跡し、持っているものに基づいてレシピを提案することで、食品の管理方法を変えています。これらの冷蔵庫には、内蔵カメラとセンサーの組み合わせがあります。コンピュータビジョンは、内部に保管されているアイテムのキャプチャされた画像を分析するために使用され、センサーはこれらのアイテムの重量と配置を追跡します。AIシステムは、このデータを処理して最新の在庫を維持し、特定のアイテムが少なくなると携帯電話に通知を送信することもできます。Samsung Family Hub冷蔵庫は、ドアを開けずに内部を見ることができるタッチスクリーンを備えた同様の機能を提供します。買い物リストの作成、レシピの推奨、および自宅の他のスマートデバイスとの接続が可能です。

図2。スマートAI冷蔵庫の例。

AIを使って部屋をより快適にする

AIは、スマートマットレスや高度な睡眠追跡技術などのイノベーションを通じて、寝室をより快適にすることができます。これらのソリューションは、動き、心拍数、呼吸などの睡眠パターンに関するデータを収集し、機械学習を使用して分析し、休息を最適化します。

興味深い事例研究は、ANSSilのSleepInbody-Inclineスマートマットレスです。ANSSilは、一般的な低反発ベッドよりも高度なマットレスを導入しました。時間の経過とともに形状が崩れる可能性のあるフォームの代わりに、このマットレスは1,400万本の3D織りストリングのウェブを備えています。あなたの体のデータに基づいて、これらのストリングはその構造を維持し、硬さ、高さ、角度を調整します。540個の内蔵圧力および心拍数センサーを備えたマットレスは、AIを使用して睡眠パターンを分析し、ANSSil LINKアプリを通じてパーソナライズされた洞察を提供します。 

図3。AIを使用して睡眠パターンを分析するマットレス。

Tallywellは、休息の質を改善するように設計された別のAIアプリケーションです。これは、Apple WatchのHealthKitアプリケーションと機械学習を使用して、睡眠のさまざまな側面を分析するアプリです。睡眠時間、起床頻度、睡眠効率を監視できます。パターンと問題を特定することにより、Tallywellは、睡眠時無呼吸症候群、不眠症、むずむず脚症候群などの睡眠障害を検出できます。詳細なデータ分析に基づいて、睡眠スケジュールや運動習慣の変更など、パーソナライズされたヒントと推奨事項を提供します。これらの洞察により、時間の経過とともに睡眠習慣を追跡し、情報に基づいた意思決定を行って睡眠の質を向上させることができます。

バスルームのためのAIイノベーション

AIは、バスルームをパーソナライズされたウェルネスと効率性のハブに変えることができます。特にスマートミラーは、AIが日常のルーチンをどのように変えることができるかのユニークな例です。これらのミラーは、AI、生成AI、およびコンピュータビジョンを使用して、表情、ジェスチャー、および声のトーンを通じてあなたの感情を理解します。一部のミラー(BMindスマートミラーなど)には、顔認識機能も搭載されています。

BMindスマートミラーは、あなたの一日の調子を尋ね、親切な言葉で応答し、照明を落ち着いた青色に変え、穏やかな自然の風景を表示したり、リラックスできるようにガイド付き瞑想を開始したりできます。気分が落ち込んでいる場合は、自信を高めるために肯定的な言葉を提供することもできます。精神的な健康サポートに加えて、BMindスマートミラーは、スキンケアルーチンを案内したり、バスルームの水温を監視したりするなど、実用的なタスクにも役立ちます。最も重要なことは、すべての健康および個人データをプライベートに保ち、デバイスにローカルに保存することです。

図4。BMindスマートミラー。

AIを使用して家庭でエネルギーを節約する

AIを活用した給湯器などのAIイノベーションは、住宅システムをよりスマートにし、ニーズへの対応力を高めることで、エネルギーの節約に貢献します。これらのイノベーションは、利用パターンや環境要因から学習し、エネルギー消費を最適化します。快適さを損なうことなく、リソースの効率的な利用に重点を置いています。

例えば、Cala SystemのAI給湯器は、給湯をよりスマートかつ効率的に行うように設計されています。高度なヒートポンプとAI制御を組み合わせることで、お湯が必要なタイミングを予測し、効率的に加熱します。このシステムは、天気予報、エネルギー価格、家庭での水の利用パターンなどの要素を考慮して、給湯を最適化できます。太陽光パネルをお持ちの場合、AIは日中の余剰な太陽光発電を利用してお湯を沸かし、曇りの日のために効果的にエネルギーを蓄えることができます。

状況が安定している場合、給湯器はコンプレッサーの速度を落とし、熱伝達効率を約30%向上させます。また、来客予定があり、より多くのお湯が必要な場合は、タンクまたはアプリからブーストモードを有効にすることで、十分なお湯を確保できます。

図5. AIを活用したCala Systemの65ガロンヒートポンプ式給湯器。

AIツールは、家庭の庭の手入れにも役立ちます 

AIは、裏庭や庭をより効率的に、そして管理しやすくすることもできます。ロボットが芝生を刈ってくれることを想像してみてください。Verdieのようなロボットがあれば、それが現実になります。Verdieは、Electric Sheep社が開発したAI搭載のロボット式庭師です。Verdieは、芝刈りやトリミングなど、さまざまな屋外作業に対応できるように設計されており、高度なAIを使用してさまざまな環境に適応します。 

WALL-EやR2-D2のようなロボットに触発されたVerdieは、実際に変化をもたらす実用的で人間的でないタスクに焦点を当てています。さまざまな環境を一般的に理解できるES-1と呼ばれる基盤ワールドモデルと、強化学習(RL)を使用することで、Verdieはさまざまな景観でタスクを迅速に学習し、習得できます。Verdieの設計には、縁石などの扱いにくい地形をナビゲートできるモバイルベースが含まれており、さまざまな電動工具アタッチメントをサポートしています。センシング用のステレオカメラが搭載されており、環境を正確に理解し、相互作用できます。 

図6. AIを使用して芝生をトリミングするVerdie。

スマートホームに対するAIの全体的な影響

AIは、スマートホームに多くのメリットをもたらし、日々の生活をより快適にします。ハンズフリーコントロールにより、サーモスタットからセキュリティシステムまで、すべてを音声だけで管理できます。もう1つの大きな利点は、アクセシビリティの向上です。AIはあなたの声を認識し、パーソナライズされた応答を提供し、家庭内の誰もが家のさまざまな側面をより簡単に制御できるようにします。

ただし、これらの利点にはいくつかの課題が伴います。懸念事項の1つは、エネルギー消費です。AIデバイスは1日を通して電力を供給する必要があり、これは持続可能性に影響を与える可能性があります。信頼性の問題もあります。バグやシステムの故障は、サービスを中断させ、不満を引き起こす可能性があります。データのプライバシーとセキュリティも大きな懸念事項です。AIはスマートホーム体験を向上させることができますが、セキュリティ、信頼性、または持続可能性を損なうことなくメリットを最大限に実現するには、これらの課題に対処することが不可欠です。

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