IoT + AI, o come ridurre i costi energetici in un’azienda | AI nel business #88

Che cos’è l’Internet delle Cose? (IoT)

L’Internet delle Cose, noto anche come IoT, è una tecnologia che consente la connessione e lo scambio di dati tra vari dispositivi connessi a Internet. È una rete di oggetti fisici – “cose” – dotati di sensori, software e tecnologie che permettono loro di scambiare dati con altri dispositivi e sistemi tramite internet. Ma perché connettere tutti i dispositivi a Internet – dalle stampanti e frigoriferi agli impianti di climatizzazione, camion e macchine industriali?

Ricerche condotte da Transforma Insights indicano che la produzione di nuovi dispositivi IoT aumenterà il consumo globale di elettricità di 34 terawattora (TWh) entro il 2030. Nel frattempo, l’addestramento e l’uso di modelli di linguaggio di grandi dimensioni, come ChatGPT, potrebbero portare i data center a richiedere fino al 21% della domanda elettrica mondiale.

Tuttavia, le soluzioni dell’Internet delle Cose ridurranno anche il consumo di elettricità rispetto all’uso dello stesso tipo di dispositivi privi di sensori di oltre 1,6 petawattora (PWh). Per illustrare la scala – questa è la 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 nuovi, e l’intelligenza artificiale può aiutare notevolmente a ridurre ulteriormente l’energia che consumano.

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

Qual è il legame tra IoT e AI?

L’Intelligenza Artificiale analizza i dati provenienti dai dispositivi dell’Internet delle Cose, identificando tendenze e strategie per risparmiare energia. Grazie a questo, IoT e AI aprono nuove possibilità per gestire in modo efficiente il consumo energetico. Ad esempio, l’AI può regolare i sistemi di Riscaldamento, Ventilazione e Aria Condizionata (HVAC) in base a:

• modelli di utilizzo delle stanze – ad esempio, abbassando la temperatura in una stanza non occupata in un determinato giorno,
• condizioni meteorologiche – riducendo la potenza del condizionatore in una giornata nuvolosa o ventosa,
• qualità dell’aria interna – aumentando l’efficienza della ventilazione solo durante una riunione con molte persone.

Inoltre, l’AI supportata da IoT consente la creazione di gemelli digitali per ottimizzare i processi di produzione, come prevedere il consumo di parti delle macchine o analizzare la frequenza e le cause dei guasti che portano a inattività.

Le tecnologie IoT AI sono vantaggiose per l’intera catena di fornitura di elettricità – 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 dei modelli AI possono ridurre il consumo energetico di circa il 12% al 15% con un impatto minimo sulle prestazioni del modello.

Come possono IoT e AI 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 energetiche dovute a attrezzature 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 riscaldamento o raffreddamento,
• sensori di luce – rilevano il livello di luce naturale e regolano automaticamente l’intensità dell’illuminazione artificiale,
• sensori di movimento – attivano il sistema solo quando ci sono persone nella stanza, riducendo il consumo energetico non necessario,
• contatori intelligenti – raccolgono dati sul consumo energetico, consentendo un’analisi dettagliata e un’ottimizzazione,
• sensori di qualità dell’aria – regolano il funzionamento dei sistemi di ventilazione, garantendo una qualità dell’aria adeguata con un consumo energetico minimo.

I termostati intelligenti e i sistemi di illuminazione possono adattarsi ai modelli di utilizzo delle stanze, riducendo i costi energetici. I dispositivi IoT possono diminuire il consumo e i costi di elettricità negli edifici durante le ore di punta attraverso programmi di risposta alla domanda e pianificazione. L’implementazione di soluzioni basate su IoT e AI può portare a risparmi energetici fino al 40%. Inoltre, le soluzioni di stoccaggio energetico controllate dall’AI ottimizzano il suo utilizzo gestendo stoccaggio e distribuzione.

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

Vantaggi dell’uso di IoT e AI

Introdurre tecnologie intelligenti IoT e AI porta molti vantaggi. Non è solo un modo per abbassare le bollette, ma anche per migliorare il comfort dell’uso degli uffici, principalmente:

• migliore controllo della temperatura e risparmi energetici grazie ai termostati intelligenti,
• controllo della luminosità dell’illuminazione, il che significa una riduzione significativa del consumo di elettricità, soprattutto durante il periodo autunnale-invernale,
• gestione dell’umidità dell’aria – particolarmente importante quando si conservano documenti o attrezzature sensibili e specializzate.

I dispositivi IoT stanno diventando anche sempre più sofisticati, e in risposta alla crescente domanda, i prezzi dei sensori stanno diminuendo. Un esempio è Flex2X, una soluzione creata dalla compagnia britannica Grid Edge (https://gridedge.ai/). Questo sistema integra informazioni dai sensori già installati negli edifici, come i rilevatori di temperatura o umidità, con dati aggiuntivi, come le condizioni meteorologiche. Analizza quindi questi dati utilizzando algoritmi AI, ottimizzando continuamente l’utilizzo energetico nell’edificio.

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

Svantaggi dell’IoT – quanta energia richiede l’AI?

Purtroppo, la combinazione di Internet delle Cose e AI presenta dei lati negativi. L’uso di IoT e AI è principalmente associato alla necessità di un significativo consumo energetico. Informazioni dettagliate sulla quantità di energia necessaria per addestrare il modello GPT-4, il più potente e noto, utilizzato nella versione commerciale di ChatGPT e BingChat, non sono state rese pubbliche. Tuttavia, sulla base dei dati disponibili, possiamo delineare la portata di questo impegno.

Il modello GPT-4 ha oltre 175 miliardi di parametri ed è stato addestrato su un dataset superiore a 45 TB. Questo richiede un processo intensivo di analisi dei dati e di messa a punto dei parametri del modello, portando a una significativa richiesta di potenza computazionale e a un elevato consumo energetico.

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

Riepilogo

IoT e AI possono avere un impatto significativo non solo sui risultati finanziari di un’azienda, ma anche sull’ambiente migliorando l’efficienza energetica. Un grande edificio consuma in media circa 230.000 kWh di elettricità all’anno, traducendosi in un costo di circa 25.000 dollari. L’implementazione dell’Internet delle Cose può contribuire a ridurre il consumo energetico del 10% al 15%. L’integrazione di IoT e AI è anche cruciale per sfruttare appieno il potenziale delle fabbriche intelligenti in termini di sviluppo sostenibile e risparmi sui costi.

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