{"id":285,"date":"2023-04-17T11:07:01","date_gmt":"2023-04-17T09:07:01","guid":{"rendered":"https:\/\/gaia-initiative.org\/?post_type=research&p=285"},"modified":"2023-08-02T13:09:44","modified_gmt":"2023-08-02T11:09:44","slug":"energieeffiziente-hardware-und-software-fuer-tiersender","status":"publish","type":"research","link":"https:\/\/gaia-initiative.org\/de\/research-articles\/energieeffiziente-hardware-und-software-fuer-tiersender\/","title":{"rendered":"Energieeffiziente Hardware und Software f\u00fcr Tiersender"},"content":{"rendered":"\n

Um das Ziel der GAIA-Initiative zu erreichen, ein Hightech-Fr\u00fchwarnsystem f\u00fcr Umweltver\u00e4nderungen zu entwickeln und in die Praxis umzusetzen, ist eine neue Generation von Tiersendern ein wichtiger Baustein. Teams am Fraunhofer IIS arbeiten an der Hard- und Softwareentwicklung von miniaturisierten Tiersendern mit Niedrigstleistungssensorik mit Kamera und Bildverarbeitung. Die Sender werden energieautark sein, optimal an die Anatomie von Geiern angepasst und sind die Basis f\u00fcr weitere in der Entwicklung befindliche technologische Features wie on-board k\u00fcnstliche Intelligenzen zur Verhaltensdetektion und Bilderkennung sowie ein satellitengest\u00fctztes IoT-Kommunikationssystem.<\/p>\n\n\n\n

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Bei der Konzeption und Entwicklung von Hardwarekomponenten f\u00fcr Tiersender, wie sie in diesem Projekt zum Einsatz kommen sollen, m\u00fcssen die Entwickler*innen des Fraunhofer IIS verschiedenen Anforderungen Rechnung tragen. Zum einen sollen die Sender \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum vollkommen autark und unter schwierigen (klimatischen) Bedingungen funktionieren. Zum anderen darf die Besenderung von Wildtieren oder V\u00f6geln, wie bspw. Geiern, zu keinerlei Beeintr\u00e4chtigungen in deren Verhalten f\u00fchren. Dies grenzt die M\u00f6glichkeiten bei der Umsetzung des Geh\u00e4uses und der verbauten Elektronik und Mechanik enorm ein. Um die CameraTags an die Anatomie von Geiern anzupassen und f\u00fcr die geplanten Einsatzszenarien zu fitten, entwickeln die Forscher und Forscherinnen ein ausgefeiltes Systemkonzept. Dieses basiert auf ultrakompakten Kameramodulen, miniaturisierter Sensorik (GPS, Temperatur, Beschleunigung etc.) und energieeffizienten KI-Mikrocontrollerboards. Damit die aus Sicht der Geier erkannten Tiere und Objekte (z.B. Tierherden, Kadaver, Vegetation) zuverl\u00e4ssig identifiziert und in Form von Bilddaten \u00fcbermittelt werden, muss ein solcher Tiersender optimal angebracht sein. Um die 100% ige Funktionalit\u00e4t des Senders zu gew\u00e4hrleisten, erarbeiten die Ingenieure und Ingenieurinnen zusammen mit den Projektpartnern in iterativen Prozessen die n\u00e4chsten Entwicklungsschritte. <\/p>\n\n\n\n

Die von den Forscher*innen weiterentwickelte Embedded-Software f\u00fcr KI-Mikrocontroller erm\u00f6glicht einerseits die intelligente Bildaufnahme und andererseits die sensornahe (Bild-) Datenverarbeitung direkt auf dem Edge Device. Der entscheidende Vorteil dieser Onboard-Prozessierung und energieeffizienten Vorverarbeitung ist, dass nur die Bilder in Echtzeit und per IoT-Kommunikationsstrecke \u00fcbermittelt werden, die f\u00fcr die Forschungst\u00e4tigkeiten von Nutzen sind. Einschr\u00e4nkungen, wie sie sich durch die energieintensive \u00dcbertragung s\u00e4mtlicher Rohdaten ergeben w\u00fcrden, werden so umgangen. Um die robuste \u00dcbermittlung der extrahierten Bild- und Sensordaten zu gew\u00e4hrleisten, implementieren die Entwickler und Entwicklerinnen ein leistungsf\u00e4higes Satelliten-IoT-Funkmodul in den Sender. Das vom Fraunhofer IIS entwickelte Kommunikationssystem basiert auf der terrestrischen mioty\u00ae<\/sup>-Technologie. Im Projektvorhaben wird das System auf das Satelliten-Szenario angewandt. Neben der Implementierung im Tiersender muss auch der Empf\u00e4nger auf dem Satelliten angepasst werden, damit dort die gesendeten Informationen empfangen und verarbeitet werden k\u00f6nnen. Durch diese Entwickelung eines bidirektionalen Kommunikationslinks wird nicht nur eine robuste und energieeffiziente Daten\u00fcbertragung zum Satelliten, sondern gleichzeitig eine Parametrisierung und Steuerung der Sendeknoten gew\u00e4hrleistet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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