IoT + IA, o cómo reducir los costos de energía en una empresa | IA en los negocios #88

¿Qué es el Internet de las Cosas? (IoT)

El Internet de las Cosas, también conocido como IoT, es una tecnología que permite la conexión y el intercambio de datos entre varios dispositivos conectados a Internet. Es una red de objetos físicos – “cosas” – equipados 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?

Investigaciones realizadas por Transforma Insights indican que la producción de nuevos dispositivos IoT aumentará el consumo global de electricidad en 34 teravatios-hora (TWh) para 2030. Mientras tanto, entrenar y utilizar grandes modelos de lenguaje, como ChatGPT, puede llevar a que los centros de datos consuman hasta el 21% de la demanda eléctrica mundial.

Sin embargo, las soluciones del 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 magnitud – 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 ayudar enormemente a 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 del Internet de las Cosas, identificando tendencias y estrategias para ahorrar energía. Gracias a esto, IoT y AI abren nuevas posibilidades para gestionar de manera eficiente el consumo de energía. Por ejemplo, la IA puede ajustar los sistemas de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (HVAC) en función de:

• patrones de uso de las habitaciones – por ejemplo, bajar la temperatura en una habitación desocupada en un día determinado,
• condiciones climáticas – reduciendo la potencia del aire acondicionado en un día nublado o ventoso,
• calidad del aire interior – aumentando la eficiencia de la ventilación solo durante una reunión con muchas personas.

Además, la IA apoyada por IoT permite la creación de gemelos digitales para optimizar procesos de fabricación, como predecir el consumo de piezas de máquinas o analizar la frecuencia y las causas de fallos que conducen a tiempos de inactividad.

Las tecnologías de IA IoT son beneficiosas para toda la cadena de suministro de electricidad – consumidores, distribuidores y plantas de energía. El Internet de las Cosas permite la automatización de varios procesos, como la recopilación de datos de energía para mediciones y análisis. La aplicación de restricciones de potencia de hardware y la optimización del tiempo de entrenamiento de modelos de IA pueden reducir el consumo de energía en aproximadamente un 12% a 15% con un impacto mínimo en el rendimiento del modelo.

¿Cómo pueden IoT y AI reducir los costos de energía en su empresa?

Los sensores IoT en edificios envían datos de consumo de energía en tiempo real para análisis, acelerando las reparaciones y reduciendo las pérdidas de energía debido a equipos defectuosos. Aquí hay 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, reduciendo el consumo innecesario de energía,
• medidores inteligentes – recopilan datos sobre el consumo de energía, permitiendo un análisis y optimización detallados,
• sensores de calidad del aire – regulan el funcionamiento de los sistemas de ventilación, asegurando una calidad del aire adecuada con un consumo mínimo de energía.

Los termostatos inteligentes y los sistemas de iluminación pueden adaptarse a los patrones de uso de las habitaciones, reduciendo los costos de energía. Los dispositivos IoT pueden disminuir el consumo de electricidad y los costos en edificios durante las horas pico a través de programas de respuesta a la demanda y programación. La implementación de soluciones basadas en IoT y AI puede llevar a ahorros de energía de hasta el 40%. Además, las soluciones de almacenamiento de energía controladas por IA optimizan su uso gestionando el almacenamiento y la distribución.

Fuente: DALL·E 3, prompt: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Beneficios de usar IoT y AI

La introducción de tecnologías inteligentes de IoT y AI trae muchos beneficios. No solo es una forma de reducir las facturas, sino también de mejorar la comodidad del uso de la oficina, principalmente:

• mejor control de temperatura y ahorro de energía gracias a termostatos inteligentes,
• control de la intensidad de la iluminación, lo que significa una reducción significativa en el consumo de electricidad, especialmente durante el período de otoño-invierno,
• gestión de la humedad del aire – particularmente importante al almacenar documentos o equipos sensibles y especializados.

Los dispositivos IoT también se están volviendo cada vez más sofisticados, y en respuesta a la creciente demanda, los precios de los sensores están disminuyendo. 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 edificios, como detectores de temperatura o humedad, con datos adicionales, como las condiciones climáticas. Luego los analiza utilizando algoritmos de IA, optimizando continuamente la utilización de energía en el edificio.

Fuente: DALL·E 3, prompt: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Desventajas de IoT – ¿cuánta energía requiere AI?

Desafortunadamente, la combinación del Internet de las Cosas y la IA viene con sus desventajas. El uso de IoT y AI está principalmente asociado con la necesidad de un consumo significativo de energía. La información detallada sobre la cantidad de energía requerida para entrenar el modelo GPT-4, el más poderoso y conocido, que se utiliza en la versión comercial de ChatGPT y BingChat, no ha sido divulgada públicamente. Sin embargo, basándonos en datos disponibles, podemos esbozar la magnitud de esta empresa.

El modelo GPT-4 tiene más de 175 mil millones de parámetros y fue entrenado en 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 lleva a una demanda significativa de potencia computacional y resulta en un alto consumo de energía.

Para entrenar el modelo GPT-4, se utilizaron Unidades de Procesamiento Gráfico (GPUs) avanzadas y Unidades de Procesamiento Tensorial (TPUs), conocidas por su intenso consumo de energía.

Resumen

IoT y AI pueden tener un impacto significativo no solo en los resultados financieros de una empresa, sino también en el medio ambiente al mejorar la eficiencia energética. El edificio grande promedio consume aproximadamente 230,000 kWh de electricidad anualmente, lo que se traduce en un costo de alrededor de $25,000. La implementación del Internet de las Cosas puede contribuir a reducir el consumo de energía en un 10% a 15%. La integración de IoT y AI también es crucial para aprovechar completamente el potencial de las fábricas inteligentes en términos de desarrollo sostenible y ahorro de costos.

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