Künstliche Intelligenz macht Smart Homes intelligenter

Smart-Home-Geräte sind zu unverzichtbaren Hilfsmitteln geworden, um den Komfort des menschlichen Lebens zu verbessern. Frühere Smart-Home-Geräte akzeptierten jedoch oft nur passiv vom Nutzer festgelegte Befehle und waren noch nicht intelligent. Mit der Entwicklung der künstlichen Intelligenz-Technologie werden Smart-Home-Geräte in der Lage sein, relevante Einstellungen aktiv anzupassen, um den Lebensstil und die Gewohnheiten der Nutzer zu entsprechen. Dieser Artikel stellt vor, wie künstliche Intelligenz die Funktionalität von Smart-Home-Geräten verbessern wird und wie die Lösungen von Silicon Labs die Funktionalität und Sicherheit von Smart-Home-Geräten verbessern werden

Künstliche Intelligenz befähigt Smart-Home-Geräte mit autonomen Entscheidungsfähigkeiten

In vielen Werken der Science-Fiction-Literatur wurden zukünftige Lebensstile mit intelligenten Häusern dargestellt, und diese Erzählungen werden allmählich Realität. Aus funktionaler Sicht liegt die Zukunft der smarten Häuser in der Verbesserung des Benutzerkomforts, der Sicherheit und der Energieeffizienz. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es entscheidend, die Nutzung der Fähigkeiten von intelligenten Geräten zu erleichtern, indem man von passiven gehorsamen Geräten, die manuell gesteuert werden müssen, zu aktiven intelligenten Ökosystemen übergeht, die sich an unsere Lebensstile anpassen.   Künstliche Intelligenz (AI) und maschinelles Lernen (ML) sind die Schlüsseltechnologien, die benötigt werden, um Edge-Intelligente Geräte mit Autonomie auszustatten. AI und ML werden traditionelle passive Geräte in aktive Ökosystemteilnehmer verwandeln, die den Benutzern durch Umweltbewusstsein und Entscheidungsfindungsfähigkeiten einen Mehrwert bieten.   Jedoch erhöht der Einsatz von AI und ML am Edge im Gegenzug die Nachfrage nach Sicherheit. Erhöhte Situationsbewusstsein erfordert die Verstärkung von Sicherheitsmaßnahmen, um AI- und ML-Geräte vor bösartigen Angriffen zu schützen. Dies erfordert, dass Geräte, die Benutzerdaten sammeln und speichern, Hacker daran hindern, intelligente Geräte für ihre eigenen Zwecke auszunutzen, um so die Privatsphäre und Sicherheit der Benutzer zu schützen. Außerdem besteht die Notwendigkeit, die Sicherheit zu verstärken, um geistiges Eigentum (IP) vor Diebstahl zu schützen, da Gerätehersteller erhebliche Ressourcen in AI-Modelle investiert haben und nicht wollen, dass ihre Vermögenswerte gestohlen und für gefälschte Produkte verwendet werden.   Viele der heutigen Smart-Home-Geräte können als passiv gehorsam beschrieben werden; sie befolgen Anweisungen und führen Funktionen gemäß den Vorgaben aus. Aktive Intelligenz in intelligenten Häusern hingegen ermöglicht es den Geräten, Muster und Vorlieben im Haushalt durch Beobachtung und Schlussfolgerung zu verstehen. Mit diesen Daten können intelligente Häuser eigenständig Entscheidungen treffen, ohne dass eine manuelle Eingabe oder Programmierung erforderlich ist. Smart-Home-Geräte können basierend auf den Lebensgewohnheiten und Vorlieben der Individuen urteilen und entscheiden, was Anwendungen müheloser und bequemer macht.

Fortschrittliche Smart-Home-Geräte unterstützen die Altenpflege

Einer der Bereiche, in denen Smart Homes ihren Wert wirklich unter Beweis stellen können, ist die fortschrittliche Pflege und Überwachung. Durch den Einsatz von KI und ML kann die Betreuung älterer Menschen mit weniger aufdringlichen Interventionen erreicht und eine bessere kognitive Unterstützung geboten werden. Viele ältere Menschen möchten ihre Autonomie bewahren, während ihre erwachsenen Kinder regelmäßige Kontrollen wünschen, um sicherzustellen, dass sie nicht gestürzt, verletzt oder vergessen haben, ihre Medikamente einzunehmen. In solchen Fällen können Sensoren im Haus die Aktivitäten der älteren Person den ganzen Tag über verfolgen und so die Notwendigkeit von Kameras ersetzen. Indem sie ihr tägliches Verhalten erlernen, können Smart Homes die Gesundheit und Sicherheit der älteren Menschen überwachen und menschliche Pflegekräfte benachrichtigen, wenn abnormales Verhalten festgestellt wird.   Um diese Funktionalitäten zu erreichen, müssen die smarten Fähigkeiten maximiert werden. Anfangs herrschte weitgehend Einigkeit darüber, dass KI und ML in der Cloud stattfinden würden. Für komplexere Funktionalitäten müssen Geräte jedoch detailliertere Informationen über das Zuhause und seine Bewohner sammeln. Darüber hinaus nimmt die Anzahl der in Haushalten platzierten Smart Devices zu, was zu einem starken Anstieg des Datenvolumens führt, das am Edge verarbeitet werden muss.   KI und ML sind komplexe Technologien, die von vielen Anbietern entwickelt werden müssen, von denen jeder Unterstützung bei der Lösung von Herausforderungen der künstlichen Intelligenz bietet und seinen eigenen Mehrwert hinzufügt. Daher wird die Fähigkeit der Chiphersteller, eine breite Palette von Komponenten für Smart Devices bereitzustellen, entscheidend. Je umfassender die Optionen sind, die sie anbieten können, desto höher ist die Effizienz des Systems und desto schneller gelingt der Markteintritt der Gerätehersteller.

Silicon Labs ist einer der führenden Anbieter von Lösungen für drahtlose Konnektivität und bietet ausgezeichnete RF-Leistung und Energieeffizienz für Ihre smarten Geräte. Zum Schutz Ihres geistigen Eigentums vor Produktfälschungen und Netzwerkbedrohungen bietet Silicon Labs fortschrittliche IoT-Sicherheitsmaßnahmen über Secure Vault™. Darüber hinaus bietet Silicon Labs umfassende Protokollstacks, einschließlich dynamischer Multiprotokoll-Fähigkeiten für einfaches Debugging. Zudem integriert sich die Matter-Lösung von Silicon Labs nahtlos mit den Software-Entwicklungssätzen (SDKs) von erstklassigen Smart-Home-Ökosystemen und ermöglicht es Ihnen, schnell smarte Geräte auf den Markt zu bringen und mit einer einzigen Stock-Keeping-Unit (SKU) eine größere Nutzerbasis abzudecken.
 
Die drahtlosen SoCs und Module von Silicon Labs sind bekannt für ihre herausragende RF-Leistung. Der BG21 Bluetooth Low Energy SoC für netzbetriebene Geräte liefert bis zu +20 dBm Sendeleistung (ohne Front-End-Modul, FEM) und hohe Empfangsempfindlichkeit, wodurch zuverlässige Konnektivität für Ihre Geräte nahezu überall im Haus sichergestellt wird. Für Wi-Fi 6-Anforderungen bietet Silicon Labs mit dem SiWx915 eine unterbrechungsfreie Cloud-Konnektivität in hochdichten Umgebungen durch seine SoC (System-on-Chip), NCP (Network Co-Processor) und RCP (Radio Co-Processor) Funktionen. Für Wi-Fi 4-Anwendungen bietet Silicon Labs die WF200 (4 x 4 mm Größe) für zuverlässige RCP-Lösungen.
 
Für batteriebetriebene und wiederaufladbare Geräte ist Energieeffizienz entscheidend für ein besseres Benutzererlebnis. Beim Design von Bluetooth Low Energy (BLE) Verbindungen für maximale Energiesparpotenziale ist Silicon Labs' BG27 eine kompakte, äußerst energieeffiziente, leistungsstarke drahtlose Lösung, die sich für BLE-Anwendungen eignet. Es kombiniert ein erstklassiges, extrem energieeffizientes Radio mit einem leistungsfähigen ARM Cortex®-M33, großem Speicher, DCDC-Boost, Coulomb-Zähler und einem 16-Bit-ADC, was die Funktionalität des Geräts verbessert. Der BG27 integriert einen Coulomb-Zähler, der eine genaue Nachverfolgung der Batteriestände des Geräts ermöglicht und den Benutzern ein ununterbrochenes Nutzungserlebnis bietet. Mit seinem integrierten DCDC-Konverter bietet der BG27 einen breiten Spannungsbereich von 0,8V-1,6V oder 1,71V-3,8V. Die Unterstützung der Verwendung von Einzelzellen-Alkalibatterien und Knopfzellenbatterien reduziert die Produktgröße, senkt die Kosten und verlängert die Batterielebensdauer.
 
Für Wi-Fi-Anwendungen ist Silicon Labs' SiWx917 die marktweit energieeffizienteste Wi-Fi 6-Lösung, die SoC-, NCP- und RCP-Modi sowie Koexistenz mit BLE für Multiprotokoll-Anwendungen unterstützt. Der SiWx917 SoC ist ideal für extrem energieeffiziente IoT-Funkgeräte, die eine sichere Cloud-Konnektivität mit Wi-Fi®, BLE, Matter und IP-Netzwerken benötigen. Er eignet sich hervorragend zur Entwicklung von batteriebetriebenen Geräten mit langer Akkulaufzeit. Der SiWx917 SoC umfasst ein extrem energieeffizientes Wi-Fi 6 und BLE 5.4 drahtloses CPU-Subsystem, ein integriertes Mikrocontroller (MCU) Anwendungssubsystem, Sicherheits-, Peripherie- und Energiemanagement-Subsysteme, alle in einem einzigen 7x7 mm QFN-Paket integriert, das eine vollständig integrierte Lösung bietet.
 
Wenn Ihre smarten Geräte ein höheres Maß an Intelligenz in Bezug auf Verfügbarkeit, Funktionalität und Differenzierung erfordern, können AI- und ML-Fähigkeiten den Vorteil bieten, den Sie benötigen. Silicon Labs' MG24 Multiprotokoll-SoC verfügt über einen eingebauten AI/ML-Hardware-Beschleuniger, der eine bis zu viermal höhere ML-Inferenzgeschwindigkeit mit nur 1/6 des Energieverbrauchs erreichen kann. Dieses eingebaute Feature ermöglicht es Ihnen, mehr Intelligenz in batteriebetriebene Geräte zu integrieren.
 
Silicon Labs bietet EFR32 SoCs und Module zur Beschleunigung der Gestaltung, Entwicklung und Implementierung von smarten Geräten. Die EFR-Plattform unterstützt die wichtigsten Standards und Protokolle, die in Smart Homes verwendet werden. Sie bietet zudem die Rechen-, Speicher- und Sicherheitsressourcen, die notwendig sind, um Intelligenz an den Rand zu bringen. Diese Plattform wird von Simplicity Studio unterstützt, einer integrierten Entwicklungsumgebung, die Entwicklern aller Erfahrungsstufen Werkzeuge und Funktionen bietet, um die IoT-Entwicklung zu vereinfachen und zu optimieren.
 
Silicon Labs bietet ein umfassendes Portfolio an Sicherheitsplattform-Produkten für IoT-Designs. Beispielsweise bietet die EFR32 wesentliche Sicherheitsfunktionen in Konfigurationen, die auf die spezifischen Anforderungen verschiedener Anwendungen zugeschnitten sind. Silicon Labs nutzt auch modernste Sicherheitstechnologien, einschließlich TrustZone für Arm Cortex-M-Architektur MCUs.

Sicherheit ist eines der größten Anliegen für Benutzer von Smart-Home-Geräten. Silicon Labs' Secure Vault™ ist eine führende globale IoT-Sicherheitslösung, die entwickelt wurde, um Ihre Geräte vor den raffiniertesten Netzwerkbedrohungen zu schützen und das Vertrauen der Benutzer zu gewinnen. Zusätzlich bietet Silicon Labs Custom Part Manufacturing Services (CPMS) an, um Ihnen oder Ihrem Vertragshersteller SoCs mit angepassten Sicherheitsmerkmalen bereitzustellen, die Ihr geistiges Eigentum während der ausgelagerten Produktion vor Fälschung schützen.   Sicherheitsatteste verhindern, dass gefälschte Geräte öffentliche Geräte-IDs zur Nachahmung echter Geräte verwenden. Die Secure Vault-Technologie wird verwendet, um einzigartige öffentliche/private Geräteschlüsselpaar basierend auf ECC direkt auf dem Chip zu generieren, wobei der private Schlüssel das Gerät niemals verlässt. Durch die Verwendung von Zertifikaten mit dem öffentlichen Schlüssel können Gerätehersteller oder externe Dienste Geräte jederzeit herausfordern, um zu überprüfen, ob der Chip, auf dem das Gerät läuft, authentisch ist.   Die Secure Boot- und Secure Update-Technologien von Secure Vault verhindern, dass Hacker Geräte kapern, indem sie den Originalcode durch scheinbar normalen, aber bösartigen Code ersetzen, der die Fernsteuerung des Geräts ermöglicht. Wenn Secure Boot mit Root-of-Trust- und Secure Loader-Technologien kombiniert wird, um eine vollständige "Chain of Trust" zu schaffen, können Gerätehersteller sicherstellen, dass Geräte nur vertrauten Anwendungscode ausführen und Firmware-Updates vor der Ausführung authentifiziert werden.   Secure Vaults sicheres Schlüsselmanagement verhindert, dass Angreifer Schlüssel oder Inhalte von Geräten extrahieren, was durch die Erstellung eines physikalisch nicht klonbaren Funktionsschlüssels (PUF) basierend auf den einzigartigen Merkmalen jedes Geräts erreicht wird. Alle Schlüssel werden im sicheren Schlüsselmanagement mit dem PUF-Schlüssel verschlüsselt. Zusätzlich werden PUF-Schlüssel beim Start generiert und niemals im Flash-Speicher gespeichert.   Secure Vaults sichere Debugging-Funktionen verhindern, dass Hacker Geräte über den Debug-Port des Chips kontrollieren. Gerätehersteller können dennoch auf die Debugging-Funktionen des Geräts zugreifen, indem sie kryptographische Tokens verwenden, um Ports zu entsperren. Die Anti-Tamper-Technologie von Secure Vault schützt Geräte vor Manipulationsangriffen, wie z.B. Spannungsschwankungen, magnetischen Störungen und erzwungenen Temperaturanpassungen. Beim Erkennen von Manipulationsversuchen können Geräte geeignete Maßnahmen ergreifen, wie z.B. das sofortige Löschen aller ihrer Schlüssel.

Der rasche Fortschritt von Smart-Home-Anwendungen wird durch den Schlüsselfaktor der Benutzerfreundlichkeit vorangetrieben, und der beste Weg, dieses Ziel zu erreichen, besteht darin, Geräten durch KI- und ML-Technologien zu ermöglichen, eigenständig zu denken. Während jedoch der Komfort von Smart-Home-Geräten verbessert wird, muss auch darauf geachtet werden, die Privatsphäre der Nutzer zu wahren, die Entführung von Geräten zu verhindern und das geistige Eigentum der Gerätehersteller zu schützen, für das die erforderlichen Sicherheitstechnologien bereits vorhanden sind. Durch die Zusammenarbeit mit Silicon Labs können Sie die Entwicklung der Smart-Home-Geräte beschleunigen, die für die Zukunft benötigt werden. Handeln Sie jetzt, um Vorstellungskraft in Realität umzuwandeln.