sMArt Office

Mit IoT und KI zum smarten und grünen Büro

Work smart, eat green

Intelligent vernetzt zum Wohlfühl-Büro
Ein Office, das uns versorgt, mit uns und unseren Besuchern interagiert und einfach mehr Spaß bei der Arbeit bringt. Mit IoT und KI ist das in unserem Mannheimer Office nun Realität. In einem Code Camp haben wir zwei Tage an unserer Vision vom smarten und grünen Büro geprototypt. Ob intelligenter Kräutergarten, digitales Türschild oder ambiente Beleuchtung – die Ergebnisse können sich sehen lassen.

Grüner geht’s immerWer hat im Büro-Alltag schon Zeit, sich Gedanken über gesundes Essen zu machen? Etwas wachsen zu sehen und es zu ernten, sind wir nicht mehr gewohnt. Wie kann man mitten in der Stadt die Natur und die Kultur der Selbstversorgung zurück in den Alltag holen? Unser Motto wäre nicht „hello technology“, wenn wir mit Mitteln der Argarwirtschaft 4.0 nicht eine Lösung fänden. Entstanden ist ein smarter Bürogarten, der sich komplett selbstversorgt und unser Mittagsessen mit frischen Kräutern verfeinert. Aktiv werden müssen die Mannheimer Kollegen nur, wenn die Pflanze via Dashboard meldet, dass sie reif fürs Mittagessen ist.

Sensorenpower für Pflanzenfitness

Haben die Pflanzen genug Wasser? Brauchen sie mehr Licht? Wie hoch sind die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit? Um diese Werte zu messen und zu steuern, haben wir die Hydrokultur mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet. Ein Raspberry Pi sammelt die Sensordaten und sendet sie per MQTT, einem Protokoll für Machine-to-Machine-Kommunikation, an die Google Cloud Plattform. Dort wertet das System die Daten aus und reguliert sich selbst. Stimmen die Vitalwerte der Pflanze nicht, startet das System beispielsweise die Bewässerung automatisch.

DEM KRAUT BEIM WACHSEN ZU SEHEN
Wer wissen will, wie es um den Kräutergarten steht, kann auf ein mit Angular5 umgesetztes Web-Dashboard zugreifen. Egal ob für die ganze Parzelle oder eine einzelne Pflanze – Mitarbeiter informieren sich hierüber nicht nur über den Gesundheitsstatus und Reifegrad der Pflanzen. Sie können auch die Entscheidungen des Systems nachvollziehen und lernen, unter welchen Bedingungen die Kräuter optimal wachsen: Wie viel Wasser braucht Basilikum? Unter welchen Temperaturen kann sich Petersilie gut entfalten? Wie viel Licht lässt Kresse nach oben schießen?

Es grünt so grün

Das System wertet Kamerabilder aus, die den Kräutergarten von oben zeigen. Aus der Farbe und Größe der Pflanzenblätter leitet es generative, also von einem Algorithmus erzeugte Grafiken ab, die visualisieren, wie gesund und erntereif die Pflanzen sind: Große Blätter und ein hoher Grünanteil im Bild deuten auf gesunde Pflanzen hin. Kleine Blätter, gelbe oder gar braune Stellen sind ein Zeichen für einen Mangel. Um die Pflanzenarten voneinander zu unterschieden, greifen die Visualisierungen die charakteristische Form der Blätter auf: Bei Petersilie verwenden wir eckige, kantige Formen. Basilikum visualisieren wir durch ovale, sich gegenüberliegende Blätter.

FINGER WEG, MEINSMitarbeiter können sich über das Dashboard Pflanzen für die Mittagspause reservieren. Ein Krautkonflikt wegen unklaren Besitzverhältnissen kommt durch unsere Augmented-Reality-App gar nicht erst auf: Halten Mitarbeiter Tablet oder Smartphone über die Parzelle, erscheint ein 3D-Bild des jeweiligen Krautbesitzers direkt neben seiner Pflanze. Die Unity-App nutzt das Image Tracking des Augmented-Reality-Frameworks vuforia, um die Umgebung zu rastern und die Parzellen zuzuordnen. Die 3D-Gesichter der Mitarbeiter erstellten wir mit dem Tiefensensor des iPhone XS.

Unser smarter Kräutergarten ist nicht das Einzige, was in zwei Tagen Code Camp entstand. Zwei weitere IoT-Projekte sorgen für eine verbesserte Kommunikation im Büro-Alltag.

Digitaler Wegweiser durchs Büro

Wer kennt das nicht: Man braucht spontan einen Meeting-Raum, steht vor verschlossener Tür und fragt sich, ob man ihn betreten kann oder er belegt ist. Unsere IoT-Türschilder erlauben einen schnellen Blick auf die Raumbelegung. Direkt neben dem Besprechungsraum angebracht, rufen sie die Kalenderdaten ab und zeigen, welcher Raum wie lange belegt ist. Dabei ermöglicht eine Gesicherkennung den Zugriff auf vertrauliche Informationen und Berechtigungen. Spontane Meetings können Mitarbeiter direkt am Türschild mit einem Chatbot einrichten.

Eine farbenfrohe Begrüßung

Nicht nur Mitarbeiter, sondern auch Besucher sollen sich in unserem smarten Office rundum wohlfühlen. Ein leuchtendes und farbefrohes Willkommen erwartet unsere Kunden in unserer Küche, dem Herzstück unseres neuen Büros. Getreu dem Motto "Bring deine Farbe in unser Büro" lässt eine ambiente Beleuchtung die Küche in den Corporate Farben unseres Kunden erstrahlen.

Wie das digitale Türschild basiert auch die ambiente Beleuchtung auf einem ESP32-Microcontroller und wird über Libery Note JS und ein Raspberry Pi gesteuert. Die Beleuchtung basiert auf der gleichen Serverkomponente wie das Türschild und wird durch ein Raspberry Pi gesteuert. Die notwendigen Informationen holt sich unser KI Bot aus unserem Exchange Server und dem Webauftritt des Besuchers.

Wir freuen uns schon, weitere Ideen umzusetzen und unser Mannheimer Office noch smarter und grüner zu machen.

TEAM

Stefan Hintz, Dr. Peter Klein, Daniel Kurz, Henrik Rieß, Katrin Schäfers, Martina Uhlig

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