Sensornahe KI, energieeffiziente Elektronik und satelliten­gestützte IoT-Technik für Wildtierforschung und Naturschutz

Prozessierung der Daten auf dem (Tier)sender
Da die Übertragung der Rohdaten über aktuelle Satellitenkommunikationsnetze zu energieintensiv ist, arbeiten wir an einer sensornahen Bildverarbeitung. Der entscheidende Vorteil bei einer direkten Verarbeitung der Daten in der Recheneinheit ist, dass in Echtzeit entschieden werden kann, welche Daten zum Satelliten geschickt werden. Die Auslastung der Funkkanäle soll durch die Weiterentwicklung der Künstlichen Intelligenz insoweit optimiert werden, als dass nur die Bild- und Sensordaten übertragen werden, die relevante Informationen liefern. Die verbesserte Bilderkennungs-KI unterstützt dabei, die für den jeweiligen Anwendungsfall relevanten Verhaltensmuster bei Tieren zu identifizieren und den Kamerasensor nur bei Bedarf auszulösen/anzutriggern.

Senderentwicklung
In einem ersten Schritt entwickeln wir einen miniaturisierten Tiersender, der über ein Kameramodul, verschiedene Sensoren und eine lokale Speichereinheit verfügt. Da der Sender frühzeitig im Projekt zum Einsatz kommen soll, um Trainingsdaten zu sammeln, ist die Funkübertragung (noch) begrenzt. Im nächsten Schritt entwickeln wir den Sender weiter und integrieren die Elektronik der KI-Signalverarbeitung. Ein weiterer wesentlicher Teil ist die Einbindung eines leistungsfähigen Satelliten-IoT-Funkmoduls in den Sender, um die spätere Übertragung der extrahierten Informationen zu garantieren. Als Ergebnis entsteht ein kleiner Tiersender, welcher intelligent Daten vorverarbeitet und kombiniert und alle relevanten Umgebungsinformationen über eine Kommunikationsstrecke versenden kann.

IoT-Kommunikationsstruktur
Insbesondere in Gebieten außerhalb der Reichweite terrestrischer Kommunikationsinfrastrukturen ist die Unterstützung satellitengestützter Netze erforderlich. Um eine Direktübertragung vom Senderknoten auf den Satelliten zu ermöglichen, entwickeln wir ein Kommunikationssystem, welches auf einem terrestrischen mioty^®-Verfahren basiert. Wir adaptieren dieses Verfahren auf das Satelliten-Szenario und gewährleisten so eine robuste und energieeffiziente Datenübertragung. Neben der Senderentwicklung muss auch die Empfangsseite, in diesem Fall der Satellit, angepasst werden, um dort Nachrichten empfangen und verarbeiten zu können.