«Дома меня ждут 20 козочек и 38 свинок». Новополочанин переехал в Минск, чтобы делать систему управления городским освещением и «бабушка-фрэндли» умный дом

Год назад основатель новополоцкой компании Astrolight, которая занимается светодиодным освещением, Сергей Иванькович участвовал в телешоу ОНТ «Мой бизнес». Его проект — децентрализованная система домашней автоматизации — не дошёл до финала, зато заинтересовал одного из менторов, специалиста по финансам Алексея Бабушкина. Он предложил ребятам переехать в Минск. Так начался стартап Hi-Tech nation, который недавно выиграл SAP Leonardo Hackathon.

«Многие говорят, что на это нужны сотни тысяч долларов, годы жизни и штат в 100 человек»

Решение для домашней автоматизации Qolos, которое новополочанин представил на телешоу, c тех пор значительно изменилось. Прошлым летом была закончена финальная версия архитектуры. В ноябре команда подала заявку на патент. Сейчас проект занимается разработкой самих устройств, во втором квартале начнётся альфа- и бета-тестирование.

— Меня зацепил как проект, так и команда, — объясняет свой выбор Алексей Бабушкин, СЕО проекта. — Она занимается аналоговой и цифровой электроникой больше 10 лет, у неё большие компетенции в низкоуровневом программировании, есть научные и практические наработки в области машинного зрения. Каждое устройство они продумывают до мелочей, каждая их фича действительно несёт практическую пользу. 

Например, «умная» розетка в их концепции «умного дома» защищена от детей не заглушкой, которую легко вытащить, а специальным алгоритмом, который знает, что в неиспользуемой в данный момент розетке не должно быть напряжения. А датчик положения окна уведомит родителей, если ребёнок переведёт окно из положения «проветривания» в «открыто».

После конкурса Алексей и Сергей приняли решение создать совместное предприятие с инвестиционной компанией Quattro Capital, сняли офис и зарегистрировали Hi-Tech nation.

Центр разработки решили основать в Минске, а опытное производство и сборочный цех — в Новополоцке, на базе Astolight.

— За десять месяцев в роли СЕО я слышал от всевозможных экспертов, что наши цели и сроки невыполнимы, у нас ничего не получится, мол, нужны сотни тысяч долларов, годы жизни и штат в сто человек, — поясняет СЕО компании. — При этом мы продолжаем выполнять KPI и расширять линейку устройств.

Сейчас у Hi-Tech nation два основных направления.

1. Беспроводная система управления городским и промышленным освещением. Одновременно она выступает в роли независимой инфраструктуры для внедрения различных IoT-решений в рамках концепции Smart City.
2. Интеллектуальная система домашней автоматизации, способная обучаться, используя накопленный опыт и реакцию пользователя.

В основе обоих проектов лежат одни и те же разработки из области самоорганизующихся сетей и машинного обучения.

«Бабушка-friendly» система домашней автоматизации

— В большинстве случаев решения, представленные на рынке систем домашней автоматизации, — это просто набор датчиков и исполнительных устройств,  — объясняет Алексей. — Они не могут сделать больше, чем заложено в их сценариях. Сейчас все умные дома сводятся в один большой пульт всего, т. е. «умный дом», которым всё равно надо управлять. Согласитесь, что-то здесь не сходится. Если вы зашли в дом, и включился свет, что в этом «умного»?

Мы же создаём систему домашней автоматизации следующего поколения. Она будет подбирать идеальное сочетание уличной температуры, отопления, влажности и вентиляции в доме, исходя из личных предпочтений хозяев. Со временем система заберёт на себя часть коммуникаций с домом, и вы забудете про настройку и управление кондиционером, отоплением и пр. Например, если вы уехали в отпуск, но забыли перекрыть воду или отключить какие-то электроприборы, как делаете это обычно, система пришлёт уведомление с предложением сделать это за вас.

В компании отмечают, что, как только домашняя автоматизация «прочно войдёт в нашу жизнь», этим начнут пользоваться злоумышленники. Команда позаботилась об этом заранее.

— Вспомните истории про умные колонки, которые пугали людей по ночам жутким смехом, — это банальный взлом системы, — вспоминает Алексей. — Компания Hewlett-Packard провела исследование рынка интеллектуальных систем и выяснила, что практически все подобные решения имеют проблемы с безопасностью. Понятно, что по мере развития подобных технологий, будут увеличиваться и требования к ним. Но пока что ни производители электроники, ни сами пользователи не хотят заморачиваться этим. Мы же уделяем безопасности большое внимание, потому что работаем на перспективу.

Чаще всего злоумышленники взламывают Wi-Fi канал, через который и получают доступ к системе. Поэтому разработчики децентрализованной системы домашней автоматизации используют двойное шифрование данных.

— Мы шифруем не только внешний трафик, но и локальный, что в свою очередь исключает возможность получения доступа к системе через взлом WI-FI сети. Ключи шифрования находятся в самих устройствах и, если кто-то захочет получить доступ к данным, у него ничего не получится. Плюс наша система отслеживает попытки несанкционированного доступа и уведомляет об этом пользователя, — объясняет технический директор.

Ещё одной проблемой существующих систем домашней автоматизации команда считает сложную настройку, из-за которой люди, наигравшись с беспроводным управлением домом, через какое-то время забрасывают это. В Qolos эта проблема решена с помощью «бабушка-friendly» интерфейса: новое устройство добавляется в систему без каких-либо скрытых кнопок, QR-кодов и паролей, просто по нажатию одной кнопки в приложении (единственное условие, чтобы смартфон находился рядом с устройством). Вся дальнейшая настройка и организация системы происходит самостоятельно.

Код на ассемблере, децентрализация и собственный протокол

Архитектура системы построена по принципу децентрализованной самоорганизующейся сети.

— Как правило, во всех системах умного дома есть головное устройство, на котором всё завязано (взломав его, можно получить доступ к системе). У нас оно отсутствует. Умным является каждый элемент системы. Благодаря этому система носит модульный характер, а для управления достаточно лишь смартфона. Сегодня вы можете купить одну умную розетку и сразу пользоваться всем функционалом, который в ней заложен, а завтра докупить ещё какие-то девайсы, — поясняют разработчики.

Уникальность децентрализованной системы домашней автоматизации в том, что она собирает данные сразу с нескольких источников (датчиков). А перед тем, как выполнить какое-либо действие, все устройства обмениваются информацией. Благодаря этому удаётся избежать ситуаций, когда побежала кошка, сработал датчик движения, а затем включился подогрев полов.

Одним из своих преимуществ команда считает собственный протокол передачи данных:

— Кто-то может подумать, что это наш недостаток, но мы так не считаем. Сейчас на рынке огромное количество протоколов связи, и это тормозит развитие отрасли: производители «умных домом» не вкладываются ни в какой из них, потому что не знают, кто станет лидером. Мы верим в то, что будущее «интернета вещей» за протоколами, с помощью которых можно управлять конечными устройствами напрямую с помощью смартфона. Поэтому ни под кого не подстраиваемся и делаем всё сами, в том числе протокол.

Под фразой «всё сами» ребята подразумевают и софт, и железо.

— Невозможно сделать хороший софтверный продукт на чужом железе. О какой надёжности нашего шифрования мы могли бы говорить, если бы использовали готовые решения и модули для передачи данных, — объясняет автор проекта, СТО Сергей Иванькович. — Поэтому мы делаем всё сами. Это позволяет нам максимально быстро вносить необходимые изменения на любом уровне продукта в максимально короткие сроки.

В планах — реализовать камеру с машинным зрением и интегрировать её в децентрализованную систему домашней автоматизации. По словам инженеров, отдельные такие решения есть, а вот в составе «умного дома» пока нет.

— Позже всех к нашей команде присоединился специалист в области обработки потокового видео, но уже сейчас у нас есть ряд собственных алгоритмов для распознавания и запоминания людей. В будущем система будет понимать нестандартные паттерны, например, если вы лежите на полу, то, наверное, что-то не так. И реагировать на них — отправит вам пуш-уведомление и, если вы не реагируете, вызовет скорую помощь.

По словам команды, вся их работа — это сплошной челлендж.

— Код мы пишем на ассемблере, готовых библиотек не используем, — рассказывает технический директор. — Система не работает «вхолостую», есть специальные алгоритмы, которые периодически «просыпаются», проверяют её работоспособность, состояние датчиков и т. п. и отключаются. Для одного из устройств реализовали алгоритм распознавания цифр и букв на микроконтроллере, у которого 250 кб оперативной памяти и 4 мб флеш-памяти. Алгоритм, конечно, не реалтайм это делает, но за доли секунды.

Наши устройства потребляют очень мало энергии: в спящем режиме не более 10-15 нА. Это результат огромной инженерной работы, а ведь в чипе у нас 2-ух ядерный процессор + сопроцессор, который увеличивает производительность. Таким образом нам удалось значительно увеличить срок автономной работы устройств от зарядки до зарядки.

«За пару дней в гостинице переписали всю систему управления освещением»

Со своей системой управления городским и промышленным освещением команда заняла первое место в конкурсе «SAP Leonardo Hackathon» в декабре. Система уже реализована на нескольких объектах в Беларуси, России и Казахстане.

Например, команда Hi-Tech nation осветила ледовую арену «Химик» в Новополоцке, установив 120 светильников под куполом арены. Без трудностей не обошлось.

— Самоорганизующаяся сеть изначально некорректно организовывалась на большом пространстве, сама себе мешала, — объясняют специалисты. — Но за ночь мы написали алгоритм для обучения этой сети, и она сама себя настроила: просто эти 120 устройств остались на ночь включенными, а наутро уже работали, как надо».

Белорусы также сделали светлее центральную площадь «умного города» Акколь в Казахстане. Светильники работают полностью в автоматическом режиме: включаются, когда темнеет, снижают яркость, когда город спит и на улице никого нет, и передают данные о состоянии сети в режиме реального времени.

При необходимости корректировать работу системы можно в реальном времени через приложение в телефоне из любой точки мира. По словам Сергея, было лёгкое волнение от масштаба проекта. Разработчики до конца не знали, как система поведет себя в незнакомых ей условиях.

— Когда мы приехали в Казахстан, оказалось, что наша система не рассчитана на работу с серверами заказчика, а работа через наши сервера заказчика не устраивала. Вместо этого нам предложили интегрироваться с какой-то дорогой платформой IBM. Мы понятия не имели, как это сделать. По факту, нам оставалось только переписать ту часть системы, которая отвечала за взаимодействие с нашими серверами, что мы и сделали, забронировав гостиницу ещё на несколько дней. Кстати, некоторые программные модули, которые тогда родились, позже перекочевали в систему для «умного дома».

«Если вам не хватает ума и дерзости, то добро пожаловать на рабочие места других творцов»

Ребята, вы говорите, что у вас достаточно жёсткие сроки, поэтому никто не верит, что в них можно уложиться. К чему такие жертвы?

Алексей: Мы стартап, и основное наше преимущество — это скорость. Нам приходится жертвовать выходными, здоровьем, технический директор вот уже две ночи подряд не спит. А по-другому хороший продукт вы и не сделаете.

А когда закончатся инвестиции, будете новые привлекать?

Алексей: Денег, которые мы уже привлекли, хватит, чтобы закончить этап разработки и выпустить первую презентационную партию (весна 2019 года). Плюс у нас уже сейчас появилась возможность выйти на операционную деятельность по умным системам освещения. А вот на запуск системы умного дома в серийное производство и продвижение на рынок однозначно потребуются дополнительные инвестиции.

Есть ли в планах продажа компании?

Сергей: Я отрицательно отношусь к продажам компаний. Люблю родину, как бы смешно это ни звучало в наше время. Только что задумался и понял, что я ведь в 20 лет уволился с наёмной работы и всю жизнь трудился только на себя. Поэтому мне сложно представить, как может быть по-другому.

Сергей, специалист вашего уровня мог бы получать намного больше в ведущих ИT-компаниях страны. Почему стартап?

Сергей: Если вам не хватает ума и дерзости, то добро пожаловать на рабочие места других творцов, можете реализовывать их хотелки.

Как вам Минск? Уже обжились здесь?

Сергей: Не очень. Не люблю большие города, за исключением Питера.

Через год-два привыкнете к столичной жизни и не захотите уезжать.

Нет, что вы! В Новополоцке я живу за городом, на природе: ночью во двор может зайти лось или лиса. Меня дома ждут 20 козочек и 38 свинок. Я их развожу. Как можно отвыкнуть от такого?