Ejercicios: Domótica, IoT e inteligencia artificial

Explica qué es la domótica con tres ejemplos concretos de una casa inteligente (persianas que bajan al atardecer, calefacción que se enciende antes de que llegues, luces que responden a la voz) y qué tienen en común las tres.

La figura muestra una casa con varios dispositivos domóticos conectados; el elemento que los coordina está tapado.

Nombra el elemento tapado (la centralita o concentrador domótico), explica qué información recibe de los sensores y qué órdenes envía a los actuadores, y clasifica los dispositivos rotulados en sensores y actuadores.

Clasifica estos dispositivos domóticos en sensor o actuador, y justifica dos de ellos: un detector de movimiento, una persiana motorizada, una cámara, un enchufe inteligente que corta o da corriente y un sensor de fugas de agua.

Explica qué es el internet de las cosas (objetos cotidianos conectados a la red: pulseras de actividad, neveras, altavoces, bombillas) y qué pueden hacer esos objetos gracias a la conexión que no podían hacer antes.

Cita cuatro ventajas de una casa domótica —comodidad, ahorro de energía, seguridad y accesibilidad para personas mayores o con movilidad reducida— y desarrolla una de ellas con un ejemplo concreto.

Explica con tus palabras cómo aprende un sistema de inteligencia artificial: igual que una persona pequeña aprende qué es un perro viendo muchos perros distintos, el sistema aprende de ejemplos. ¿Qué necesita en grandes cantidades para aprender bien?

Describe la cadena completa cuando pides algo a un asistente de voz: voz → conversión a texto → comprensión de la orden → acción → respuesta. Señala en qué paso puede fallar si hay ruido o un acento poco común.

Di si son verdaderas o falsas estas afirmaciones y justifica cada respuesta: (a) el internet de las cosas solo existe dentro de las casas; (b) un dispositivo «inteligente» siempre decide mejor que una persona; (c) los sensores de una casa domótica registran datos aunque nadie los mire; (d) una bombilla conectada puede recibir órdenes desde otro país.

La figura muestra cómo aprende una inteligencia artificial doméstica: registra durante semanas cuándo se encienden las luces, cuándo bajan las persianas y la temperatura de la casa.

Explica qué habrá aprendido el sistema para hacer la predicción tapada (anticipar las rutinas: por ejemplo, calentar la casa justo antes de que la familia llegue), por qué necesita muchos ejemplos de días distintos y qué riesgo tiene registrar la vida de un hogar con tanto detalle.

Compara un termostato programable (obedece horarios fijos) con un termostato inteligente (aprende cuándo estáis en casa). Explica qué datos usa el segundo, qué ahorro consigue al no calentar una casa vacía y qué ocurre si vuestras rutinas cambian de golpe, como en vacaciones.

Quieres entrenar un sistema que distinga al perro del gato de la familia en la cámara del salón. Explica qué ejemplos le darías (muchas fotos etiquetadas de cada uno, en distintas posturas y luces), qué aprendería el sistema de ellos y por qué fallaría si solo le enseñas fotos hechas de día.

Una «escena» domótica llamada «salir de casa» apaga las luces, baja las persianas y activa la alarma con una sola orden. Explica qué es una escena, qué ventaja tiene agrupar acciones y diseña otra escena llamada «noche» con al menos cuatro acciones ordenadas.

Un altavoz inteligente está siempre atento a su palabra de activación y una cámara interior graba el salón. Analiza qué datos salen de esa casa y a dónde van (los servidores del fabricante), qué significa «el micro solo se activa con la palabra clave» y qué configuraciones revisarías antes de instalarlos.

Una casa tiene diez aparatos conectados que consumen de media $2\ \text{W}$ cada uno en espera, las $24$ horas. Calcula el consumo diario y anual en kWh y su coste anual a $0{,}15\ \text{€}$ el kWh, y valora si ese «peaje permanente» compensa según el uso que se les dé.

Se corta internet en una casa domótica. Analiza qué funciones siguen trabajando (las que decide la centralita en local: horarios, escenas básicas) y cuáles mueren (órdenes desde el móvil fuera de casa, asistentes de voz en la nube), y explica qué significa diseñar un sistema «a prueba de apagones de red».

Tu familia compra una bombilla de una marca, un enchufe de otra y un altavoz de una tercera, y no se entienden entre sí. Explica qué es un estándar o protocolo común, por qué las marcas tardan en adoptarlo y qué mirarías en la caja antes de comprar el siguiente dispositivo.

Diseña la domótica de apoyo a una persona mayor que vive sola: sensores de movimiento que avisan si no detectan actividad por la mañana, una nevera que registra aperturas y un botón de emergencia. Analiza dónde está la línea entre cuidar y vigilar, y quién debería recibir cada aviso.

Quieres que una inteligencia artificial aprenda cuándo regar tus plantas. Define qué datos recogerías (humedad del suelo, temperatura, día desde el último riego), qué aprendería el sistema con el tiempo y qué puede salir mal si los ejemplos incluyen una semana rara, como una ola de calor.

¿De quién son los datos de una casa inteligente? Analiza qué sabe el fabricante de tu termostato (horarios, ausencias, hábitos), qué ocurre con los dispositivos si la empresa cierra y sus servidores dejan de funcionar, y qué derechos mínimos exigirías antes de llenar tu casa de aparatos conectados.

Una bombilla conectada con la contraseña de fábrica puede ser la puerta de entrada a toda la red doméstica. Explica por qué cada aparato del internet de las cosas es un posible punto débil (poco potentes, rara vez actualizados, siempre conectados) y escribe tres medidas concretas para proteger la red de casa.

Diseña el «modo vacaciones» de una casa: luces y persianas que simulan que hay gente. Explica por qué los horarios ligeramente aleatorios engañan mejor que los fijos (nadie enciende la luz todos los días a la misma hora en punto) y qué otros detalles delatarían una casa vacía aunque las luces se enciendan.

¿Ahorra energía la domótica? Construye el balance completo: a favor (termostatos que no calientan casas vacías, luces que no quedan encendidas) y en contra (aparatos en espera, servidores que funcionan día y noche). Concluye con tu criterio: ¿en qué casos sale a cuenta y en cuáles no?

Una inteligencia artificial aprende el patrón normal de consumo eléctrico de una casa y detecta anomalías. Explica qué aprende (a qué horas se consume y cuánto), qué podría significar un consumo raro a las cuatro de la madrugada (un frigorífico averiado, un grifo en la bomba de riego) y qué ventaja tiene avisar antes de que llegue la factura.

Redacta cuatro normas familiares para convivir con un asistente de voz: qué no se pide ni se dice delante de él (datos bancarios, contraseñas), qué historial se revisa y borra, cuándo se apaga el micrófono y quién decide dónde se coloca. Justifica cada norma con el riesgo que evita.