تا چند سال پیش، روشن کردن چراغ، تنظیم دمای خانه یا قفل کردن درها کارهایی بود که باید خودمان انجام می‌دادیم اما امروز خانه هوشمند می‌تواند حضور ما را تشخیص دهد، دما را تنظیم ، چراغ‌ها را خاموش کند و حتی هنگام خروج، وضعیت وسایل مختلف را بررسی کند. اما پشت این رفتار ظاهراً ساده چه فناوری‌ای قرار دارد و یک خانه از کجا می‌فهمد ما چه می‌خواهیم؟
به گزارش سیناپرس، خانه هوشمند در واقع یک وسیله هوشمند مانند ساعت یا هر ابزار منفرد دیگر نیست؛ بلکه مجموعه‌ای از حسگرها، تجهیزات الکترونیکی و شبکه‌های ارتباطی، نرم‌افزارها و گاهی هوش مصنوعی است که با یکدیگر ارتباط دارند. هدف اصلی سیستم مورد بحث، آن است که اطلاعات محیط را دریافت ، آنها را تحلیل ند و بر اساس قواعد یا الگوهای از پیش تعیین‌شده، اقدامی انجام دهد.
برای مثال، یک حسگر حرکتی می‌تواند متوجه حضور فرد در اتاق شود. این اطلاعات از طریق شبکه به مرکز کنترل یا نرم‌افزار خانه منتقل می‌شود. سیستم سپس بررسی می‌کند که چه اقدامی باید انجام شود؛ مثلاً چراغ را روشن کند. اگر سیستم به داده‌های بیشتری دسترسی داشته باشد، می‌تواند تصمیم پیچیده‌تری بگیرد؛ برای مثال، اگر کسی در خانه حضور ندارد، سیستم گرمایش را کاهش دهد و هم‌زمان چراغ‌ها را خاموش کند.
در ساده‌ترین شکل، می‌توان عملکرد خانه هوشمند را در چهار مرحله خلاصه کرد: حس کردن، ارتباط برقرار کردن، تصمیم گرفتن و عمل کردن.
مرحله نخست با حسگرها انجام می‌شود. حسگرهای دما، رطوبت، حرکت، نور، باز و بسته بودن در و پنجره، دود و کیفیت هوا از جمله ابزارهایی هستند که وضعیت خانه را اندازه‌گیری می‌کنند. دوربین‌ها و دستیارهای صوتی نیز می‌توانند اطلاعات بیشتری درباره محیط و رفتار کاربران فراهم کنند.
مرحله دوم، ارتباط میان تجهیزات است. این ارتباط ممکن است از طریق وای فای، بلوتوث یا سیستم هایی همچون Zigbee، Z-Wave یا Thread انجام شود که هرکدام برای شرایط متفاوتی مناسب هستند. به طور معمول، وای فای برای انتقال داده‌های حجیم مناسب است، در حالی که فناوری‌هایی مانند Zigbee و Thread برای تجهیزات کم‌مصرف و شبکه‌های حسگری کاربرد زیادی دارند.
در سال‌های اخیر، استاندارد Matter نیز برای حل یکی از مشکلات قدیمی خانه‌های هوشمند یعنی ناسازگاری تجهیزات شرکت‌های مختلف اهمیت پیدا کرده است. Matter یک استاندارد ارتباطی در لایه کاربرد است که می‌تواند روی فناوری‌هایی مانند وای فای و Thread اجرا شود و هدف آن آسان‌تر کردن ارتباط تجهیزات متعلق به سازندگان مختلف است. با این حال، پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند که مسئله سازگاری کامل میان تجهیزات هنوز کاملاً حل نشده است.
مرحله سوم، اقدامات هوش مصنوعی، تصمیم‌گیری است. در سیستم‌های ساده، تصمیم‌ها بر اساس قواعد مشخص انجام می‌شوند و برای مثال اگر حرکت تشخیص داده شد، چراغ روشن شود یا اگر دما از مقدار مشخصی پایین‌تر آمد، سیستم گرمایش فعال شود. اما خانه‌های هوشمند پیشرفته‌تر می‌توانند از یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی برای شناسایی الگوها استفاده کنند. در این حالت، سیستم می‌تواند از داده‌های قبلی برای پیش‌بینی نیازهای خانه کمک بگیرد.
مرحله چهارم، عمل کردن است. این کار توسط تجهیزاتی به نام عملگر یا Actuator انجام می‌شود و ابزارهایی مانند کلید هوشمند، ترموستات، قفل، پرده برقی، سیستم تهویه یا شیر برقی آن را اجرایی می کنند. بنابراین وقتی حسگر اطلاعاتی را ثبت کرد، شبکه آن را منتقل و نرم‌افزار تصمیم می‌گیرد و عملگر نتیجه تصمیم را اجرا می‌کند.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای این فناوری، مدیریت انرژی است. یک مرور نظام‌مند جدید در سال ۲۰۲۶ که ۸۱ مطالعه تجربی منتشرشده در سال‌های ۲۰۲۴ تا ۲۰۲۶ را بررسی کرد، نشان داد سامانه‌های هوشمند مدیریت انرژی می‌توانند در برخی شرایط مصرف انرژی را کاهش دهند؛ اما مقدار صرفه‌جویی به عواملی مانند آب‌وهوا، الگوی حضور ساکنان، نوع تجهیزات و نحوه استفاده بستگی دارد. در برخی مطالعات میدانی، کاهش مصرف سیستم‌های گرمایش، سرمایش و تهویه حدود ۱۶٫۸ درصد گزارش شده است. پژوهشگران تأکید کرده‌اند که بسیاری از نتایج دیگر هنوز حاصل شبیه‌سازی یا آزمایش‌های محدود هستند و نباید همه آنها را به خانه‌های واقعی تعمیم داد.
در این میان اما باید توجه داشت که هوشمند شدن خانه فقط به معنای راحتی بیشتر نیست. داده، بخش مهم و حساس این سیستم است زیرا خانه هوشمند ممکن است بداند چه زمانی در خانه هستیم، چه زمانی می‌خوابیم، چه اتاقی مورد استفاده قرار گرفته، چه زمانی از خانه خارج شده‌ایم یا چه فرمان‌هایی به دستیار صوتی داده‌ایم.
نتایج مطالعه‌ای از مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) در سال ۲۰۲۰، با مصاحبه عمیق با ۴۰ کاربر خانه هوشمند، نشان داد بسیاری از کاربران درباره نحوه جمع‌آوری و استفاده از داده‌های خانه خود درک کاملی ندارند. بسیاری از آنها با وجود نگرانی درباره حریم خصوصی و امنیت، حاضر بودند بخشی از این خطر را در برابر مزایای فناوری بپذیرند.
مطالعه جدیدتر مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا در سال ۲۰۲۵ نیز با بررسی ۴۰۱ کاربر آمریکایی خانه‌های هوشمند نشان داد نگرانی‌ها و برداشت کاربران از امنیت و حریم خصوصی بسته به نوع وسیله متفاوت است؛ دستیارهای صوتی بیش از برخی گروه‌های دیگر تجهیزات، از نظر کاربران مشکل‌ساز تلقی شدند.
در نتیجه، خانه هوشمند را نباید صرفاً خانه‌ای دانست که وسایل آن از طریق تلفن همراه کنترل می‌شوند. خانه هوشمند یک سامانه سایبر-فیزیکی است که محیط را حس می‌کند، داده جمع‌آوری می‌کند، اطلاعات را منتقل و تحلیل می‌کند و سپس بر اساس تصمیم نرم‌افزار، در دنیای واقعی واکنش نشان می‌دهد.
هرچه این سیستم‌ها هوشمندتر شوند، توانایی آنها برای صرفه‌جویی در انرژی، افزایش آسایش و کمک به سالمندان و افراد دارای محدودیت حرکتی بیشتر خواهد شد؛ اما در مقابل، وابستگی به شبکه، امنیت سایبری، سازگاری تجهیزات و حفاظت از داده‌های شخصی نیز اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. آینده خانه هوشمند بنابراین فقط به این بستگی ندارد که خانه چقدر بتواند کارهای ما را انجام دهد؛ بلکه به این هم بستگی دارد که تا چه اندازه بتواند این کارها را امن، شفاف و تحت کنترل خود ساکنان انجام دهد.
گزارش: نیروانا محمدحسینی
