Verbundprojekt EVENTS: Energiesparende berteilte Sensorsysteme für maschinelles Sehen

Abstract

Im Projekt EVENTS wurde eine mobil installierbare, verteilte Hardwareplattform für die kontinuierliche Videoanalyse im Bereich Landwirtschaft aufgebaut und zur Beobachtung von Nutztieren, sowie zur Steuerung von Robotern eingesetzt. Eine hohe Energieeffizienz des Systems und die Nachhaltigkeit der Gesamtlösung war dabei ein Fokus des Projektes. Darüber hinaus lag ein Augenmerk der Systementwicklung auf einem lokalen, dezentralen Einsatz, um so einen höheren Datenschutz, Verfügbarkeit und Schutz der individuellen Softwarelösungen innerhalb des Betriebs zu erreichen und das Vertrauen der Anwender zu steigern. Ein weiterer Fokus lag auf der Entwicklung eines Chips für lokale Verarbeitung von Kameradaten, durch den eine deutliche Verringerung der zu übertragenden Daten erreicht werden konnte. Für die Weiterverarbeitung der Daten kam eine Edge-Cloud basierend auf der SpiNNaker2-Architektur und konventioneller Hardware zum Einsatz. Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes war die Entwicklung neuartiger ereignisbasierter Algorithmen in enger Abstimmung mit der EVENTS-Hardware. Dadurch konnte eine deutlich erhöhte Energieeffizienz im Vergleich zu konventioneller Hardware demonstriert werden. Entscheidend für den Erfolg des Projektes war der Aufbau einer verteilten Kamera-Plattform mit Verarbeitung auf konventioneller Hardware und Anbindung an eine Nutzerschnittstelle, mit der der Einsatz in der Landwirtschaft rund um die Uhr demonstriert und getestet werden konnte. Hierfür wurden zwei Testfelder zur Verhaltensbeobachtung von Nutztieren aufgebaut. Das erste Testfeld befindet sich in Dorfhain und dient der Beobachtung von Weideschafen. Das zweite Testfeld ist ein Stall mit Milchkühen in Somsdorf, deren Verhalten kontinuierlich erfasst und bezüglich auffälliger Verhaltensmarker überwacht wird. Durch eine einfach zu bedienende Nutzerschnittstelle wurde ein System geschaffen, das direkt von Endanwendern getestet werden kann. Entsprechende Nutzer-Interviews zeigten eine gute Akzeptanz des Systems und zukünftige Anwendungsperspektiven. Durch die Einbindung eines vierbeinigen Roboters konnte der Anwendungsbereich um z.B. automatisierte Inspektionsaufgaben erweitert und Erfahrungswerte beim Einsatz von kommerziell verfügbaren Robotern gesammelt werden. Das Projekt EVENTS hat die gesteckten Ziele erreicht und dabei neben wichtigen technischen Erkenntnissen für die Entwicklung energieeffizienter KI-Hardware und –Algorithmen auch neue, konkrete Anwendungsfälle für die automatisierte Landwirtschaft erschlossen. Dadurch bildet es die Grundlage für weitergehende Entwicklungsprojekte zwischen Forschung + Industrie und hat die Grundlage für zukünftige Produkte bzw. Portfolio-Erweiterungen der beteiligten Firmen geschaffen.