تحسين المنزل الذكي للمدن المستدامة: إطار AiCareASDL لإدارة الموارد وتقليل البصمة الكربونية

يبلغ عدد كبار السن الذين تزيد أعمارهم عن 60 عامًا حوالي 1.1 مليار شخص على مستوى العالم، وفقًا للبيانات المأخوذة لعام 2022. وهذا يشكل 13.9% من إجمالي السكان. من المتوقع أن يتضاعف عدد كبار السن خلال السنوات القادمة، وسيصل إلى حوالي 2.1 مليار بحلول عام 2050. مع تقدم السن، يواجه كبار السن العديد من القيود في إدارة الأنشطة اليومية؛ وهذا سيؤثر بشكل غير مباشر على الاستدامة البيئية وانبعاثات الكربون. لتعزيز الجودة العامة للحياة لسكان المدن، تعتمد الأعمال المقترحة "أنشطة الرعاية باستخدام الذكاء الاصطناعي للحياة اليومية المستدامة" (AiCareASDL) على استخراج غاوسي مؤقت ضبابي من أجهزة استشعار الإنترنت للأشياء لدراسة أنشطة الحياة اليومية. تُستخدم هذه البيانات لاشتقاق أنماط الأنشطة اليومية باستخدام مصنف ضبابي تاكاجي-سوجينو-كانغ. يُستخدم خط الأنابيب الضبابي لتصنيف مؤشر مدة النوم، مؤشر الرفاهية، استهلاك الطاقة، إدارة المياه، وإدارة النفايات. تفسر الأبحاث المقترحة مصفوفة المستشعرات لتحليل كيفية ظهور عدم اليقين والاختلافات الكامنة ضمن النظام. يتم تنفيذ بنية AiCareASDL عبر ثلاثة مستويات رئيسية: الأول ينشر وحدات استشعار الإنترنت للأشياء؛ الثاني يعالج البيانات باستخدام خوارزمية ضبابية تضم حساب اللياقة وعمليات التبادلات؛ ويعترف المستوى الأخير بأنماط الأنشطة بمجرد استيفاء المعايير المحددة مسبقًا. يتم تحقيق العيش المستدام من خلال حساب استخدام الموارد لإدارة المياه والنفايات. تنفذ AiCareASDL التحليل الإحصائي لإدارة المياه المستخدمة في أنشطة الطهي والتنظيف عند مستويات مستشعر مثالية وتحت مثالية. إدارة النفايات لكيس القمامة الفارغ، المتوسط، والممتلئ. يُنفذ التعلم العميق أيضًا، حيث يمكنه التعرف على الأنماط الكامنة في بيانات المستشعرات الخام التي فاتت أنظمة الضبابية القائمة على القواعد. يتم معالجة بيانات أجهزة استشعار الإنترنت للأشياء إلى نماذج التعلم العميق مثل VGG19، ResNet50، Inception V3، MobileNet وDenseNet 121. يتم حساب مقاييس الأداء للدقة، الحد الأعلى، الحد الأدنى، والحساسية، وتخلص النتائج إلى أن نماذج التعلم العميق أدت أداءً أفضل من المصنفات الضبابية بدقة 95%. يتم توضيح فوائد منهجية من خلال دراسات حالة تُظهر كيف تعزز جودة حياة سكان المدن، وتخفف من تأثيرها على البيئة من خلال اشتقاق المعاير المستدامة للبصمة الكربونية. من خلال تشجيع التعايش المتناغم بين الحفاظ على البيئة والنمو الحضري، تجعل AiCareASDL المدن الذكية والمستدامة حقيقة ملموسة.