Künstliche Intelligenz im Smart Home: Realität oder Zukunftsvision?

Der Begriff „Smart Home“ lässt sich mit „intelligentes Zuhause“ übersetzen. Da liegt die Assoziation zur künstlichen Intelligenz nahe, und tatsächlich wird im Zusammenhang mit dem Smart Home auch heute schon von künstlicher Intelligenz gesprochen. Die Unterscheidung zwischen der Automatisierung im Smart Home und der künstlichen Intelligenz ist nicht ganz einfach, weil der Begriff „Intelligenz“ je nach Kontext sehr unterschiedlich definiert wird. Dieser Artikel bietet Ansätze zur Abgrenzung und einen Ausblick auf mögliche Smart-Home-Technologien der Zukunft. 

Was versteht man unter künstlicher Intelligenz? 

Der Begriff „künstliche Intelligenz“ (KI) stammt aus der Informatik. Er wird synonym mit dem Begriff „artifizielle Intelligenz“ (AI, eng.: artificial intelligence) gebraucht und taucht im Zusammenhang mit maschinellem Lernen auf: Computer verarbeiten Daten und sollen lernen, sich durch das Erkennen von Mustern und Zusammenhängen auf annähernd menschliche Weise zu verhalten. Das bedeutet, dass künstliche Intelligenz weit über bloße automatisierte Wenn-dann-Regeln hinausgeht – vielmehr geht es darum, unter Berücksichtigung aller Variablen die besten Entscheidungen zu treffen. 

Auf das Smart Home bezogen könnte die AI also beispielsweise die Verhaltensmuster der im Smart Home lebenden Menschen registrieren und daraus Rückschlüsse ziehen: So könnten etwa die Lichtverhältnisse an die Vorlieben der verschiedenen Bewohner angepasst werden, oder die Temperatur in den unterschiedlichen Räumen kann reguliert werden, je nachdem, wer sich gerade darin aufhält. 

Derzeit ist die Technik jedoch noch nicht so weit. Zwar kann die „Intelligenz“ des Smart Homes bisweilen schon magisch anmuten. Tatsächlich laufen jedoch alle Prozesse nach klaren Regeln ab, die eindeutig programmiert werden. Somit ist die „Intelligenz“ des Smart Homes zurzeit noch keine echte künstliche Intelligenz, man spricht in diesem Zusammenhang auch von „schwacher KI“. 

AI vs. wie das Smart Home heute funktioniert

Die Funktionsweise des Smart Homes ist zwar technisch komplex, vom Prinzip her jedoch recht einfach: Mittels verschiedener Sensoren werden große Mengen an Daten erfasst, dann weiterverarbeitet und schließlich in Form von Befehlen an Aktoren weitergegeben, die dann entsprechend reagieren.

Solche Sensoren können zum Beispiel die Innen- und Außentemperatur messen, die Helligkeit wahrnehmen oder Bewegungen erkennen. Folglich kann die Temperatur im Haus reguliert werden, wenn die Bewohner nach Hause kommen (und beispielsweise durch Öffnen der Eingangstür erkannt werden), Lichter können sich automatisch an- oder ausschalten und sogar die Lieblingsmusik kann für den Feierabend programmiert werden. Mit künstlicher Intelligenz im Smart Home hat das allerdings noch nichts zu tun: Bestimmte Auslöser führen zu ganz klaren Reaktionen – dabei handelt es sich um einfache Programmierung.

Diese Prozesse dienen übrigens nicht nur dem Komfort, sondern können auch zur Sicherheit beitragen: Sind die Hausbesitzer gerade nicht zu Hause, können sie sich zum Beispiel über unerwartete Bewegungen im Haus informieren oder automatisch einen Wachdienst alarmieren lassen. Andere Geräte können ausströmendes Gas oder Wasser, Rauch oder Feuer erkennen und die zuständigen Notfallstellen kontaktieren. Ebenso ist es möglich, beim Verlassen des Hauses automatisch sämtliche Türen verriegeln zu lassen – ein wertvoller Beitrag zum Einbruchschutz. 

Natürlich besteht die Möglichkeit für die Bewohner des Smart Homes selbst jederzeit aktiv in die Prozesse einzugreifen: Per Taster oder Schalter können Licht, Temperatur, Türschlösser oder Rollläden kontrolliert werden. Auch Touch-Displays und Smartphone-Apps ermöglichen die Steuerung – teilweise sogar remote, also von anderen Standorten aus. Dank digitaler Assistenten wie Siri, Cortana, Google Now oder Amazon Alexa können die Befehle sogar gesprochen werden. 

Möglichkeiten für die Zukunft der AI im Smart Home

Die Forschung zu einer starken künstlichen Intelligenz steckt noch in den Kinderschuhen. Gegenüber den Möglichkeiten eines Smart Homes zeigt sich ein Großteil der Menschen in Deutschland noch skeptisch. Aus Science-Fiction-Filmen kennen wir Schreckensszenarien von unkontrollierbarer künstlicher Intelligenz, was die Sorge vor einem Autonomieverlust zur Folge hat. Diese ist jedoch noch weitestgehend unbegründet, da sämtliche Systeme so programmiert werden, dass der Nutzer jederzeit eingreifen kann. Von der Entwicklung einer autonomen, sogenannten „starken KI“ sind wir noch weit entfernt – und womöglich lässt sich diese auch gar nicht realisieren.

Künstliche Intelligenz bietet faszinierende Möglichkeiten: So könnten lernende Geräte beispielsweise in der Lage sein, anhand von Körpergröße und -gewicht, Bewegungsmustern und Verhaltensweisen zwischen mehreren Bewohnern im selben Smart Home zu unterscheiden und für diese selbstständig unterschiedliche Nutzerprofile zu entwickeln – ähnlich wie etwa große Musikdienste heute schon anhand unserer Vorlieben potenzielle Playlists zusammenstellen. Anhand dieser Daten und der Reaktionen der Menschen auf die vorgeschlagenen Prozesse könnte die AI nicht nur Temperatur- und Lichtverhältnisse anpassen, sondern auch die wahrscheinlich gewünschte Musik auswählen oder bei vermutetem Stress das Badewasser einlassen und vieles mehr. 

Auch im Gesundheitsbereich sieht man bereits viele Möglichkeiten für Smart Homes mit AI. Direkt am Körper angebrachte Sensoren messen schon heute über Pulsuhren und ähnliche Geräte den Herzschlag oder analysieren den Schlaf. Auch Messungen der Atemluft, der Bewegungsmuster oder der Geräusche im Haus sind denkbar. Hat die AI im Smart Home typische Verhaltensweisen erlernt, kann sie auch untypisches Verhalten erkennen und einen Notfallalarm auslösen. Insbesondere für Senioren sowie für Menschen mit Krankheiten oder Behinderungen ergeben sich hier möglicherweise lebensrettende Szenarien. 

Energieeffizienz im Smart Home auch ohne AI

Schon jetzt leisten Smart Homes einen Beitrag zur Energiewende. Sie können unter anderem

• die Innentemperatur möglichst konstant halten, indem Sonnenschutz und Rollläden je nach Sonneneinstrahlung und Außentemperatur reguliert werden
• den Strom- und Wärmeverbrauch reduzieren, indem nur aktuell genutzte Räume beleuchtet und geheizt werden
• mittels Energiemanagement den Solarstrom vom Dach den durch Photovoltaikanlagen  gewonnenen Strom so verteilen, dass er zu einem möglichst großen Teil selbst verbraucht wird
• Geräte mit hohem Energiebedarf (zum Beispiel Waschmaschinen) genau dann zuschalten, wenn dank einer PV-Anlage mehr Strom zur Verfügung steht, oder 
• anhand von Sonneneinstrahlung und Windstärke ermitteln, wann die Strompreise besonders niedrig sind, und die Geräte im Haus darauf ausrichten.

All diese Prozesse sind auch ohne tatsächliche künstliche Intelligenz möglich, solange entsprechende Grenzwerte programmiert werden und alle Geräte miteinander und mit dem Netz verbunden sind. Für die Zukunft und die Entwicklung von künstlicher Intelligenz in Smart Homes wäre es denkbar, dass lernende Maschinen nicht nur auf aktuelle Situationen reagieren, sondern schon im Voraus Szenarien berechnen, die die wahrscheinlich zur Verfügung stehende Menge an erneuerbare Energien, Wetterbedingungen, wahrscheinliche Temperaturschwankungen sowie die Verhaltensweisen der Bewohner berücksichtigen, um so die optimale Energieeffizienz zu erreichen.