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AMMOD

Analyse, Optimierung und automatische Synthese von Sensordatenverarbeitungsanwendungen auf AMMOD-Basisstationen


Unser Planet verliert Jahr für Jahr Biodiversität. Seit 1990 hat in Mitteleuropa die Zahl der Insekten und Vögel stark abgenommen, was mit einzelnen Untersuchungen belegt ist. Umfassende Erhebung und wissenschaftliche Auswertung solcher Daten, wie dies beispielsweise in der Klimaforschung der Fall ist, findet aber nicht statt. Es fehlen dafür die technischen Voraussetzungen und Infrastrukturen.

Mit dem AMMOD-Projekt sollen neuartige Techniken zusammengeführt und angepasst werden, um Artenvielfalt automatisiert zu registrieren, in Analogie zu Wetterstationen. Dafür soll die folgende Technologie eingesetzt werden:

  • Automatische Beprobung von Fluginsekten, Pollen und Sporen für die Bestimmung mit DNA Barcodes (siehe GBOL-Projekt)
  • Automatische Bilderkennung von Vögeln (u.a. Bau eines „skyscanners“), nachtaktiver Insekten („Mottenscanner“), Säugetieren 
  • Automatische biokaustische Bestimmung (von Vögeln, Fledermäusen, Grillen etc.)
  • Automatische Analyse der Düfte in der Landschaft („smellscapes“)

Für das automatisierte Monitoring verschiedener Spezies in weitläufigen, häufig schwer zugänglichen Arealen müssen diese AMMOD-Technologien sowie die Speicherung, Verarbeitung und Übertragung ihrer Daten auf einer generischen Plattform als "Wetterstation der Artenvielfalt“ integriert werden. Diese muss entsprechend mit verschiedenen Sensoren und Aktoren ausgestattet und mit verschiedenen Soft- und Hardwarekomponenten bestückt werden können. Die Herausforderung beim Entwurf dieser Plattform besteht vor allem darin, dass AMMOD-Stationen einerseits sehr große Datenmengen verarbeiten, speichern und über Mobilfunk übertragen müssen. Andererseits sind die verfügbaren Ressourcen im Feldeinsatz beschränkt (Energie basierend auf Solar- oder Windkraft für eine autarke Stromversorgung, Datenspeicherkapazität und Kommunikationsbandbreite).

Unser Teilprojekt befasst sich mit der Sensordatenverarbeitung und -speicherung innerhalb der Basisstation. Dabei verfolgt das Teilprojekt im Wesentlichen zwei Ziele. Einerseits soll eine Hardwarearchitektur für die AMMOD-Basisstationen entworfen werden, die die Verarbeitung und Speicherung von Sensordaten energieeffizient und in Echtzeit ermöglicht, sich aber generisch für die verschiedenen Anwendungsdomänen anpassen lässt. Andererseits sollen die Partner anderer Teilprojekte bei der Implementierung ihrer Algorithmen in Software und Hardware unterstützt werden, da die Programmierung der in AMMOD-Stationen eingebetteten Hardwarearchitekturen (vor allem Mehrkernrechner und programmierbare Hardwarebausteine) Expertenwissen erfordert. Dabei ist es ein deklariertes Ziel, eine Entwurfsmethodik bereitzustellen, die aus einer intuitiven und graphischen Beschreibung von Datenverarbeitungsalgorithmen automatisch eine optimierte Hardware-Software-Konfiguration der Plattform generiert, so dass auch Experten aus anderen Bereichen ohne entsprechendes Know-how in der Lage sind, die Plattform zu programmieren.

 

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