Профессия будущего: инженер умного дома

Что могут рассказать злоумышленникам ваши новые холодильник или система кондиционирования? Как Петербург преобразится в умный город, и как подружить аллергиков и домашних питомцев? Мы узнали почти всё про профессию будущего – инженера интернета вещей – специалиста по умным домам, на примере метеосистемы…

DCIM100MEDIA

Без человека

Громадные клубы дыма нависли над значительной территорией Петербурга. Очевидцы сообщают, что разносимый ветром дым пахнет нашатырем, слышны взрывы. В Колпинском районе полыхает лакокрасочный завод – огонь охватил площадь почти в пять тысяч квадратных метров. Со всего города туда стекается спецтехника, возгорание тушат с воздуха на пожарных вертолётах.

В районе аварии «оживает» электронная начинка. Датчики на домах начинают оживлённо переговариваться и жадно поглощать воздух, анализируя его качество. Светофоры запрещают движение транспорта в район очага, видеокамеры внимательно отслеживают любые передвижения. Умная система после непродолжительных раздумий сообщает вердикт: «превышения концентрации вредных веществ в воздухе нет».

Первая часть этой истории – реальная. Так в июле 2017 года полыхал завод «Невские краски» в поселке Металлострой. В течение нескольких часов горожане ничего не знали о чёрном облаке над Северной столицей, главным образом, опасен ли выброс. Начиная со второго абзаца – фантазия инженера Владимира Чукина. Такой могла бы быть ситуация, если бы Петербург «поумнел».

Владимир – разработчик системы датчиков лаборатории Meteolab. Устройства измеряют содержание различных веществ в воздухе, влажность и температуру. Технология призвана поддерживать наиболее комфортную «погоду» в доме: предупреждать о высоком содержании углекислого газа или пыли. В принципе, ничего нового в этой системе уже нет – подобное массово штампуют и рассылают китайские интернет-магазины.

Однако, по задумке Владимира, китайские датчики с российской прошивкой смогут окутывать не только квартиру, но и улицу. Устройства будут крепиться за окном и связываться между собой в единую сеть. Метеосистема способна в режиме реального времени сканировать состояние воздуха снаружи. В каком-то районе мегаполиса произошёл выброс опасных веществ – туда сразу выехали городские службы.

Первое такое устройство уже появилось в Петроградском районе – на фасаде инжинирингового центра SafeNet. В этой организации занимаются внедрением умных технологий в городскую инфраструктуру Петербурга. Пока прибор заверяет, что воздух недалеко от телебашни в норме. Но только днем. По ночам там прибавляется пыль в два раза. Оказывается, земная поверхность охлаждается, турбулентность ослабевает и пыль, выбрасываемая у земной поверхностью не поднимается высоко вверх, а скапливается у поверхности. Днем происходит обратный процесс.

«Датчик заточен на измерение пыли – pm 2,5 и pm 10. Первый параметр отвечает за обработку мелко-дисперсных фракций, второй – на такие же и более крупные частицы. Всё это сильно влияет на организм человека. Мелкие частицы без труда попадают в лёгкие, оттуда в кровь и уже никогда не выводятся из организма, – рассказывает инженер. – Куда хуже была ситуация в Нижнем Новгороде, где я был на выставке. Там в шесть раз превысили норму, а в поезде по дороге в Петербург – в два раза».

По словам Владимира, подобная технология широко применяется в Финляндии. Там внимательно отслеживают передвижение пыльцы и сообщают об этом аллергикам. Для Северной столицы острее обстоит дело с уборочным сезоном в весенний период. Коммунальные службы будут способны фиксировать песко-соляные вихри и оперативно направлять туда моющую технику.

Аналогичные датчики, измеряющие количество осадков, применяет «Водоканал». Устройства крепятся на кровле крупных предприятий и анализируют, сколько дождевой воды попало в канализацию. В конце месяца владельцам инновационного предприятия приходит счёт за водоотведение, приводит пример глава Meteolab.

«И наших студентов повязали»

Владимир Чукин закончил Гидрометеорологический университет в 1997 году, защитив диссертацию в области физико-математических наук. Потом – работа в альма-матер в качестве доцента на кафедре экспериментальной физики. Тогда же возникло хобби – изучение интернета вещей.

«У меня учился один студент, который заказал по почте датчик из Китая. Это был 2014-й, тогда такая технология была редка. Он показал мне устройство. Мы вместе разобрали датчик, стали углубляться в детали. Подумали, а почему бы не применять его в зондировании атмосферы», – вспоминает Владимир Чукин.

Первый совместный проект преподавателя и студента привёл к созданию многоразового метеозонда, которым заинтересовалась одна из компаний. Вслед за этим последовали и другие идеи. Студенты предложили измерять качество воздуха в парках, всю информацию отображать в мобильном приложении.

«Вначале доходило до абсурда. Ребята развесили датчики на заборе вокруг территории университета. Аккумуляторов не было – они подключили оборудование к машине. Там и спали всю ночь – пока шли измерения. К слову, измеряли содержание аэрозолей в атмосфере. Охрана увидела провода, лампочки. Наверное, возникли ассоциации из каких-то фильмов. И наших студентов повязали, им пришлось давать показания», – смеётся Владимир.

Впрочем, опрос показал: большинству горожан интереснее, что происходит у них дома. Технологией заинтересовались семьи с маленькими детьми и аллергики, особенно те, у кого острая реакция на пыль. В их числе был и автор Владимир.
«У меня аллергия на котов и собак. Известно, что раздражение идёт на слюну, которая содержится на шерсти животных. Все датчики пока не избирательны. Но можно, например, проводить анализ, разделяя на несколько фракций аэрозолей, – рассуждает он. – Мы работаем над таким анализатором. Думаю проводить эксперименты у родственников – условия у них идеальны: пять кошек».

Пока что современные датчики умеют самое элементарное: измерять содержание пыли, температуру, влажность и содержание углекислого газа. Последний параметр, подчёркивает Владимир, сильно влияет на работоспособность людей. Информация о концентрации веществ передаётся пользователю в виде соответствующих смайликов.

«Мимика и цвет меняются пропорционально значению качеству воздуха. Если человеку необходимо уточнить, то он может взглянуть на числовые показатели. Правда, нужно обладать некоторым пониманием, что есть норма», – уточняет разработчик.

Числа – уже сфера работы инженера в области интернета вещей или умного дома. В России ещё нет общепринятого наименования специальности. Впрочем, такие эксперты уже востребованы. Онлайн-рекрутинговые порталы пестрят предложениями о работе в качестве инженера-проектировщика систем умный дом.

«Это должен быть один человек – чтобы не возникла ситуация, когда два специалиста общаются на разных языках. Он должен знать устройство электроники, набор интерфейсов, программирование на нескольких языках: CC++, Python, серверная часть – Node.gs, клиентская часть – к примеру, приложение на языке Java. В то же время должен разбираться в человеческой физиологии: знать, какие рекомендации давать клиенту, прописать их в системе, исходя из показателей на приборе».

Фрагментарные знания для такой должности можно получить в университете ИТМО, но готовых специалистов пока не учат. Хотя зарплата, по словам Владимира, может быть солидной – от 100 до 150 тысяч рублей в месяц. Впрочем, новички могут рассчитывать на скромное довольствие в первый год работы – 30-40 тысяч.

«Интернет вещей – очень массовый рынок. Устройства востребованы в домах, на производствах, спрос на них растёт в геометрической прогрессии: умные холодильник, освещение, отопление», – комментирует собеседник.

Безопасность

Одна из главных проблем интернета вещей – не только обработка больших массивов информации, но и их защита. Пока взломать такие устройства не составляет особого труда, признаёт Владимир.

«Это большая проблема. Система в умном доме выдаёт данные через Wi-Fi. Можно, конечно, эти данные подменить на выходе. Датчики меньше всего защищены от взлома. Такое произошло с одним умным холодильником четыре года назад. Хакеры взломали тысячи приборов, в том числе бытовые, и с них делали спам-рассылку», – говорит наш собеседник.
Подобное возможно и с разработанной метеосистемой, соглашается он. Например, содержание углекислого газа может сообщить, есть ли кто-либо в помещении, содержание пыли – где происходит движение и сколько людей внутри.
Теоретически косвенную информацию может предоставить и умный холодильник: то, сколько раз его открывали за последнее время.

Аналогичная проблема стоит и перед контролем умного города. Доступ к такой системе, уверен Владимир, гарантировано будет у государственных структур: пожарные, МЧС, ФСБ и городская администрация.

«Насколько я знаю, у каждого из них – свой уровень доступа. Например, система мандата – две структуры запросили одну и ту же информацию. Система автоматически выдает им данные. Допустим, горит здание. Можно узнать, сколько там находится людей и прочее, – рассказывает он. – Конечно, возможна и тотальная слежка, как в Китае. Это опасная система. Безусловно, нужен баланс».

Единственный верный выход, по словам Чукина, предупреждать пользователей перед использованием устройства – всё, что «услышит» машина, может стать источником информации для злоумышленников.

Пока технология не защищена на 100%, повторяют эксперты и советуют не забывать про пароли на маршрутизаторе и собственную смекалку. Но даже такая уязвимая система, снабженная сигнализацией, может спугнуть подавляющее число представителей воровского мира, работающего по старинке.

Алексей СТРЕЛЬНИКОВ