Occupancy monitoring and prediction in ambient intelligent environment

Occupancy monitoring and prediction as an influential factor in the extraction of occupants' behavioural patterns for the realisation of ambient intelligent environments is addressed in this research. The proposed occupancy monitoring technique uses occupancy detection sensors with unobtrusive features to monitor occupancy in the environment. Initially the occupancy detection is conducted for a purely single-occupant environment. Then, it is extended to the multipleoccupant environment and associated problems are investigated. Along with the occupancy monitoring, it is aimed to supply prediction techniques with a suitable occupancy signal as the input which can enhance efforts in developing ambient intelligent environments. By predicting the occupancy pattern of monitored occupants, safety, security, the convenience of occupants, and energy saving can be improved. Elderly care and supporting people with health problems like dementia and Alzheimer disease are amongst the applications of such an environment. In the research, environments are considered in different scenarios based on the complexity of the problem including single-occupant and multiple-occupant scenarios. Using simple sensory devices instead of visual equipment without any impact on privacy and her/his normal daily activity, an occupant is monitored in a living or working environment in the single-occupant scenario. ZigBee wireless communication technology is used to collect signals from sensory devices such as motion detection sensors and door contact sensors. All these technologies together including sensors, wireless communication, and tagging are integrated as a wireless sensory agent

Enabling Energy Smart Cities through Urban Sharing Ecosystems

Abstract In order to build real smart cities, heterogeneous data from different sources has to be properly collected, integrated and shared. In this paper, a real district scale example of urban sharing ecosystem based on coopetition is presented. This digital ecosystem enables data sharing that can be synergically applied to different sectors relevant to the urban context, e.g., energy and transportation, in order to create innovative solutions for energy monitoring, citizen engagement, and evaluation and monitoring at district and city level

Intelligent autonomous pollination for future farming - a micro air vehicle conceptual framework with artificial intelligence and human-in-the-loop

Food security is one of the societal challenge topics. As one-third of all food consumed by humans relies on animal pollination currently, this research provides an emerging solution to food supply reduction caused by population shrinking of natural pollinators, so as to reduce its impact on ecological relationships, ecosystem conservation and stability, genetic variation in the crop plant community, floral diversity, specialisation and evolution. This paper develops a conceptual technical roadmap of autonomous pollination for future farming using robotic micro air vehicle pollinators (MPrs). The research provides new insights into autonomous design and manufacture and into possible ways to increase the production efficiency which shortens the time from lab to market. The autonomous MPrs are realized using artificial intelligence and human expertise in the loop for smart agricultural industry. Further, this work identifies scientific and technological advances that are expected to translate, within proposed regulatory frameworks, into the pervasive use of MPrs for agricultural applications and beyond

Smart city : How smart is it actually?

The global megatrends of population growth and fast urbanisation are negatively impacting the life in the cities. Smart city is the high-level concept by which the cities try to address the need to improve their social, economic and environmental sustainability. This thesis studies how the smart city concept is defined, what are the underlying hypotheses and assumptions on which the smart city research is based on, what are the latest results and innovations of the smart city research, how the smart city initiatives are meeting their objectives, and how the hypotheses and assumptions may vary between the smart city initiatives. The objective of this study is to critically review the smart city research paradigm to find possible pitfalls, conflicting results and topics for further study and improvement. This research is conducted as a traditional critical literature review, covering the current academic literature on the smart city topic, the websites presenting the smart city initiatives around the world, and the latest popular literature for contrasting views. A qualitative comparison of the smart city initiatives in selected cities – Helsinki, Singapore and London – complements the literature review. The research strategy in this study approximates the grounded theory, utilising inductive reasoning to generate arguments and conclusions about the form, validity and future of the smart city. This study produced the following key findings: there are many different and overlapping definitions of smart city; the smart city development is mostly seen as the responsibility of smart ICT implementations, while simultaneously demanding for a more focused human viewpoint; the smart city initiatives form complex, multidisciplinary platforms that require holistic evaluation; the current evaluation methods and rankings of the smart cities vary considerably, making the evaluation of the success of the smart cities difficult; some of the existing smart city elements and proposed solutions are ineffective or even counterproductive for the smart city objectives. The main conclusions of this study were that the complex nature of the smart city initiatives and the conflicts and interdependencies of the smart city objectives are not fully addressed in the current smart city research, and that the current smart city research is not adequately multidisciplinary in nature. For the future, this research argues for the increased utilisation of research methods used in information systems science for their ability to address socio-technical and multidisciplinary problems. Also, the need for a future research on the efficacy of the multidisciplinary research of smart cities is identified.Väestönkasvu, siitä aiheutuva muuttoliike ja nopea kaupungistuminen ovat maailmanlaajuisia megatrendejä, jotka usein vaikuttavat kielteisesti elämisen ja asumisen laatuun kaupungeissa. Älykaupunki on ylemmän tason konsepti, jonka avulla kaupungit yrittävät muokata sosiaalista, taloudellista ja ympäristönsä kehitystä kestävämmälle pohjalle. Tässä tutkielmassa tarkastellaan, miten älykaupungin konsepti on määritelty, mitkä ovat ne taustaolettamukset ja perusteet, joiden varaan älykaupunkien tieteellinen tutkimus pohjautuu, mitkä ovat älykaupunkitutkimuksen viimeisimmät tulokset ja innovaatiot, miten älykaupunkihankkeet saavuttavat tavoitteensa ja miten niiden perusteet ja taustaolettamukset vaihtelevat älykaupunkien välillä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on kriittisesti tarkastella älykaupunkien tutkimusparadigmaa ja löytää mahdollisia sudenkuoppia sekä ristiriitaisia tutkimusaiheita ja -tuloksia, joita voitaisiin käyttää älykaupunkien jatkotutkimukseen ja -kehittämiseen tulevaisuudessa. Tämä tutkimus on toteutettu perinteisenä kriittisenä kirjallisuustutkimuksena. Lähdeaineistona on käytetty älykaupunkien viimeisimpiä akateemisia tutkimustuloksia ja julkaisuja, älykaupunkihankkeiden omia nettisivustoja ympäri maailman sekä kontrastin vuoksi myös viimeisimpiä populaarin lähdekirjallisuuden käsittelemiä aiheita ja ilmiöitä. Kirjallisuustutkimusta on täydennetty kvalitatiivisella älykaupunkivertailulla, jossa Helsingin, Singaporen ja Lontoon älykaupunkihankkeita on vertailtu keskenään. Työn tutkimusstrategia muistuttaa ankkuroitua teoriaa, jossa induktiivisen päättelyn avulla pyritään lähdeaineistosta löytämään ja luomaan väitteitä, perusteluja ja johtopäätöksiä älykaupunkien muodosta, olemassaolon oikeellisuudesta ja tulevaisuudesta. Tutkimuksessa havaittiin seuraavat pääkohdat: älykaupunki voidaan määritellä usealla, myöskin samanaikaisesti päällekkäisellä tavalla; älykaupunkien kehittäminen nähdään yleensä tieto- ja viestintäteknologisten innovaatioiden kehittämisenä, vaikka samanaikaisesti usein vaaditaan myös inhimillisemmän näkökulman korostamista; älykaupunkihankkeet muodostavat monitahoisia, monia tieteenaloja koskettavia alustoja, jotka vaativat nykyistä kokonaisvaltaisempaa tarkastelua ja arvi-ointia; nykyiset älykaupunkien menestyksen mittarit ja arviointitavat vaihtelevat huomattavasti, jolloin älykaupunkien älykkyyden ja onnistumisen yhteismitallinen arviointi on vaikeaa; jotkut havaituista älykaupunkien ominaisuuksista ja ratkaisuista ovat tehottomia tai jopa kielteisesti älykaupunkien tavoitteisiin vaikuttavia. Tässä tutkimuksessa päädyttiin seuraaviin johtopäätöksiin: älykaupunkihankkeiden monimutkaisen ja ristiriitaisen luonteen takia nykyinen älykaupunkitutkimus- ja kehitys ei täysin pysty vastaamaan näiden ristiriitaisuuksien ja keskinäisriippuvuuksien tuomiin haasteisiin; nykyinen älykaupunkitutkimus ei myöskään ole tieteellisesti riittävän monialaista. Tämän tutkimuksen pohjalta voidaan suositella, että tulevaisuudessa älykaupunkien kehitys voisi pohjautua enemmän tietojärjestelmätieteiden tutkimusmetodologioiden hyödyntämiseen, jolloin älykaupunkien vaatimat sosiotekniset ja monitieteelliset näkökulmat saataisiin paremmin havaittua, katettua ja arvioitua tutkimustuloksissa. Tulevaisuudessa tarvitaan myös tutkimusta siitä, kuinka tehokkaasti monitieteellinen älykaupunkitutkimus onnistuu