IoT + AI, o cómo reducir costes energéticos en una empresa | IA en los negocios #88
Publicado: 2024-03-22IoT - índice
- ¿Qué es el Internet de las Cosas? (IoT)?
- ¿Cuál es la conexión entre IoT y AI?
- ¿Cómo pueden el IoT y la IA reducir los costes energéticos en su empresa?
- Beneficios de usar IoT e IA
- Desventajas del IoT: ¿cuánta energía requiere la IA?
¿Qué es el Internet de las Cosas? (IoT)
El Internet de las Cosas, también conocido como IoT, es una tecnología que permite la conexión e intercambio de datos entre diversos dispositivos conectados a Internet. Es una red de objetos físicos – “cosas” – equipadas con sensores, software y tecnologías que les permiten intercambiar datos con otros dispositivos y sistemas a través de Internet. Pero ¿por qué conectar todos los dispositivos a Internet, desde impresoras y refrigeradores hasta aires acondicionados, camiones y máquinas industriales?
La investigación realizada por Transforma Insights indica que la producción de nuevos dispositivos de IoT aumentará el consumo mundial de electricidad en 34 teravatios-hora (TWh) para 2030. Mientras tanto, la capacitación y el uso de grandes modelos de lenguaje, como ChatGPT, pueden llevar a los centros de datos a elaborar hasta 21% de la demanda eléctrica mundial.
Sin embargo, las soluciones de Internet de las cosas también reducirán el consumo de electricidad en comparación con el uso del mismo tipo de dispositivos sin sensores en más de 1,6 petavatios-hora (PWh). Para ilustrar la escala, esa es la cantidad de electricidad necesaria para cubrir el consumo de más de 136,5 millones de hogares durante un año. Sin embargo, las empresas no pueden prosperar sin dispositivos cada vez más nuevos, y la inteligencia artificial puede ser de gran ayuda para minimizar aún más la energía que consumen.
Fuente: Transforma Insights (https://www.6gworld.com/)
¿Cuál es la conexión entre IoT y AI?
La Inteligencia Artificial analiza datos de dispositivos de Internet de las Cosas, identificando tendencias y estrategias para ahorrar energía. Gracias a ello, el IoT y la IA abren nuevas posibilidades para gestionar eficientemente el consumo energético. Por ejemplo, la IA puede ajustar los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) en función de:
- patrones de uso de la habitación, por ejemplo, bajar la temperatura en una habitación desocupada en un día determinado,
- condiciones climáticas: reducción de la potencia del aire acondicionado en un día nublado o ventoso,
- Calidad del aire interior: aumentar la eficiencia de la ventilación solo durante una reunión en la que participan muchas personas.
Además, la IA respaldada por IoT permite la creación de gemelos digitales para optimizar los procesos de fabricación, como predecir el consumo de piezas de la máquina o analizar la frecuencia y las causas de los fallos que provocan tiempos de inactividad.
Las tecnologías de IA de IoT son beneficiosas para toda la cadena de suministro de electricidad: consumidores, distribuidores y centrales eléctricas. Internet de las Cosas permite la automatización de diversos procesos, como la recopilación de datos energéticos para mediciones y análisis. La aplicación de restricciones de energía del hardware y la optimización del tiempo de entrenamiento del modelo de IA pueden reducir el consumo de energía aproximadamente entre un 12 % y un 15 % con un impacto mínimo en el rendimiento del modelo.
¿Cómo pueden el IoT y la IA reducir los costes energéticos en su empresa?
Los sensores de IoT en los edificios envían datos de consumo de energía en tiempo real para su análisis, acelerando las reparaciones y reduciendo las pérdidas de energía debido a equipos defectuosos. A continuación se muestran ejemplos de sensores que se pueden instalar en edificios:
- Sensores de temperatura : monitorean los cambios de temperatura en las habitaciones y permiten optimizar el consumo de energía para calefacción o refrigeración.
- Sensores de luz : detectan el nivel de luz natural y ajustan automáticamente la intensidad de la iluminación artificial.
- Sensores de movimiento : permiten la activación del sistema solo cuando hay personas presentes en la habitación, lo que reduce el consumo de energía innecesario.
- Medidores inteligentes : recopilan datos sobre el consumo de energía, lo que permite un análisis detallado y una optimización.
- Sensores de calidad del aire : regulan el funcionamiento de los sistemas de ventilación, garantizando una calidad adecuada del aire con un consumo mínimo de energía.
Los termostatos y los sistemas de iluminación inteligentes pueden adaptarse a los patrones de uso de la habitación, reduciendo los costos de energía. Los dispositivos de IoT pueden disminuir el consumo y los costos de electricidad en los edificios durante las horas pico a través de programas y programación de respuesta a la demanda. La implementación de soluciones basadas en IoT e IA puede generar ahorros de energía de hasta un 40%. Además, las soluciones de almacenamiento de energía controladas por IA optimizan su uso mediante la gestión del almacenamiento y la distribución.
Fuente: DALL·E 3, sugerencia: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)
Beneficios de usar IoT e IA
La introducción de tecnologías inteligentes de IoT e IA aporta muchos beneficios. No es sólo una forma de reducir las facturas sino también de mejorar la comodidad del uso de la oficina, principalmente:
- mejor control de la temperatura y ahorro de energía gracias a los termostatos inteligentes,
- Control de la luminosidad de la iluminación , lo que supone una importante reducción del consumo eléctrico, especialmente durante el periodo otoño-invierno.
- Gestión de la humedad del aire : especialmente importante cuando se almacenan documentos o equipos sensibles y especializados.
Los dispositivos de IoT también se están volviendo cada vez más sofisticados y, en respuesta a la creciente demanda, los precios de los sensores están bajando. Un ejemplo es Flex2X, una solución creada por la empresa británica Grid Edge (https://gridedge.ai/). Este sistema integra información de sensores ya instalados en los edificios, como detectores de temperatura o humedad, con datos adicionales, como las condiciones meteorológicas. Luego los analiza utilizando algoritmos de IA, optimizando continuamente la utilización de energía en el edificio.
Fuente: DALL·E 3, sugerencia: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)
Desventajas del IoT: ¿cuánta energía requiere la IA?
Desafortunadamente, la combinación de Internet de las cosas y la IA tiene sus inconvenientes. El uso de IoT e IA se asocia principalmente con la necesidad de un consumo energético significativo. No se ha divulgado públicamente información detallada sobre la cantidad de energía necesaria para entrenar el modelo GPT-4 más potente y conocido, que se utiliza en la versión comercial de ChatGPT y BingChat. Sin embargo, basándonos en los datos disponibles, podemos esbozar la escala de esta empresa.
El modelo GPT-4 tiene más de 175 mil millones de parámetros y fue entrenado con un conjunto de datos que supera los 45 TB. Esto requiere un proceso intensivo de análisis de datos y ajuste de parámetros del modelo, lo que genera una demanda significativa de potencia computacional y un alto consumo de energía.
Para entrenar el modelo GPT-4 se utilizaron Unidades de Procesamiento de Gráficos (GPU) y Unidades de Procesamiento Tensoriales (TPU) avanzadas, conocidas por su intensivo consumo de energía.
Resumen
La IoT y la IA pueden tener un impacto significativo no sólo en los resultados financieros de una empresa sino también en el medio ambiente al mejorar la eficiencia energética. Un edificio grande promedio consume aproximadamente 230.000 kWh de electricidad al año, lo que se traduce en un costo de alrededor de 25.000 dólares. La implementación del Internet de las Cosas puede contribuir a reducir el consumo energético entre un 10% y un 15%. La integración de IoT y AI también es crucial para aprovechar plenamente el potencial de las fábricas inteligentes en términos de desarrollo sostenible y ahorro de costos.
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