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30.10.2019

Smarte Informationen statt „Big Data“

Forschungsprojekt MENELAOS_NT soll Methoden entwickeln, um aus Sensordaten smarte Informationen zu generieren

Die Menschheit ist von einer Vielzahl von Sensoren umgeben, die permanent die Umwelt vermessen – und dabei eine wahre Datenflut produzieren. So basieren etwa moderne Geoinformationen auf Satellitenmessungen, Luftbildern, mikroskopischen sowie 3D-Darstellungen, die Daten zu den unterschiedlichsten Aspekten liefern. Ist jedoch eine bestimmte Fragestellung von Interesse – möchte man beispielsweise nach einem Hochwasser gezielt sämtliche Überschwemmungsgebiete identifizieren – ist es häufig sehr aufwändig, aus der Übermenge an Daten die gewünschte Antwort zu „extrahieren“. Im Forschungsprojekt MENELAOS_NT möchten WissenschaftlerInnen des Zentrums für Sensorsysteme (ZESS) der Universität Siegen zusammen mit internationalen Partnern Methoden entwickeln, um aus Sensordaten auf direktem Wege smarte Informationen zu generieren.

Mithilfe neuartiger Technologien Signale und Bilder gezielt so zu erfassen, dass nur die interessanten Informationen herausgefiltert werden – darum geht es den WissenschaftlerInnen. Ein Ansatz aus der Mathematik ist in diesem Zusammenhang das „Compressed Sensing“. Veranschaulichen lässt sich das Prinzip des „Compressed Sensing“ am Beispiel moderner Digitalkameras: Sie haben extrem viele Pixel und produzieren Fotos in so hoher Auflösung, dass sie nachträglich im Chip komprimiert werden müssen, damit die Dateien nicht zu groß werden. Ein Großteil der aufgenommenen Sensordaten erscheint daher gar nicht so nutzbringend – einfacher und ressourcenschonender wäre es, Fotos gleich in komprimierter Form aufzunehmen. Das ‚Compressed Sensing‘ ermöglicht eine solche Komprimierung mithilfe mathematischer Berechnungen.

Im Rahmen von MENELAOS_NT möchten die WissenschaftlerInnen eine solide Methode entwickeln, um das mathematische Prinzip des „Compressed Sensing“ auf allen Ebenen der Sensortechnologie, der Signalverarbeitung und der Informationsgewinnung anzuwenden. Dabei gilt es, Messwerte unterschiedlicher Sensorsysteme (optischer und nicht-optischer Sensoren, Systemen der Nah- sowie der Fernerkundung) möglichst geschickt auszuwerten und miteinander zu kombinieren, um fokussierte Informationen im Hinblick auf eine bestimmte Fragestellung zu erhalten. 

Das Projekt wird im Rahmen des EU-Programms für Forschung und Innovation, „Horizont 2020“, mit rund 3,7 Millionen Euro durch die Europäische Kommission gefördert und ist eines der größten Forschungsprojekte an der Universität Siegen. MENELAOS_NT ist darüber hinaus als Ausbildungsnetzwerk für insgesamt 15 DoktorandInnen konzipiert, drei davon in Siegen.