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Sensorik im NOI Techpark: Von der Idee in Richtung digitaler Zukunft
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2020-03-09 2020-02-28 28 Februar 2020 - Domenico Nunziata
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Prototypen, Software, Hardware, IoT: So entwickeln die Experten am NOI Techpark Sensoren für eine bessere Zukunft.

Auf dem Weg, der zum Hauptgebäude von NOI Techpark führt, steht ein unscheinbarer Baum. Tatsächlich unterscheidet er sich nicht wesentlich von anderen Bäumen, dennoch ist dieser anders. Denn an diesem Baum sind Sensoren installiert, die Daten über die Qualität und Quantität seiner Blätter aufzeichnen. Beides ändert sich im Laufe der Zeit, wenn der Baum wächst und anhand der aktuellen Jahreszeit. Die gesammelten Daten werden anschließend auf einen Server geladen, der Analyse- und Vorhersagemodelle ausarbeitet. Durch dieses System kann der Beitrag der Bäume eines Parkes an die Umwelt gemessen werden. Die Analysesoftware kommt von der Firma R3GIS mit Sitz im NOI Techpark.

Sensorik wird in der Technologieforschung immer wichtiger. Im Südtiroler Innovationsviertel kann man den Entwicklungsprozess eines Sensors von den ersten Schritten bis zur Erstellung eines Prototyps verfolgen. So ist es auch möglich, urbane (aber nicht nur) Zukunftsszenarien zu verstehen, in denen das Internet of Things eine nicht unwesentliche Rolle spielen wird. Sensoren stellen dabei als Endgeräte eine fundamentale Komponente dar.

Die Herausforderung: low-power Sensoren

Sensoren sind mittlerweile nicht mehr so teuer und auch der Produktionsprozess erweist sich als nicht mehr schwierig. In den Mittelpunkt ist ein anderer Aspekt gerückt: Wie verhält es sich mit ihrem Energiekonsum? „Zukünftig stellt die Produktion von Low-Cost-Sensoren keine große Herausforderung mehr da. Die Herausforderung besteht darin, Sensoren mit geringem Energieverbrauch zu entwickeln“, erklärt Gianluca Antonacci, Gründungsmitglied von CISMA mit Sitz im NOI Techpark, das auf Analyse und Untersuchung von umwelttechnischen Daten spezialisiert ist. Geräte zur Datenerhebung in Regionen zu installieren, die gerade in Sachen Energiesparen nicht besonders förderlich sind – wie zum Beispiel in den Bergen – stellt gerade für ein Land wie Südtirol eine große Hürde dar. Doch nicht nur dieser Aspekt bereitet Kopfzerbrechen, sondern auch die Datenanalyse. „Messung, Analyse, Aufarbeitung und Verwertung – das sind die Phasen des Lebenszyklus von Daten“, erläutert Antonacci und weist darauf hin, dass gerade die Analyse – gemeinsam mit der Erhebung – der empfindlichste Part bei der Arbeit mit Daten ist.

Patrick Ohnewein, Experte im Bereich Digital von NOI, weist darauf hin, dass im Innovation District der ganze Entwicklungsprozess eines Sensors von Anfang bis Ende verfolgt werden kann und dass „Sensoren sowohl im Bereich der Hardware als auch in jenem der Software entwickelt werden. Es können Tests durchgeführt, fortgeschrittene Prototypen hergestellt und mathematische Modelle zur Datenanalyse erstellt werden.“ Ausgangspunkt ist Maker Space, die Prototypenwerkstatt von NOI und Anlaufstelle für jeden, der solch ein Projekt im Sinn hat.
Anschließend wendet man sich ans Sensor System Technologies LAB, ein gemeinsames Labor der unibz und von Eurac Research für fortgeschrittene Prototypenentwicklung. Hier können umfangreiche Tests durchgeführt werden, um ausdruckbare Sensoren auf Basis neuer Drucktechniken herzustellen und um Lösungen für Datenzugriff, Datenanalyse und Datenverteilung zu erhalten.
Die letzte Etappe ist das Free Software Lab, wo mit Unterstützung der SMART Data Factory von unibz mathematische Modelle erstellt werden.

IoT und Digital: Zusammen im Zeichen des Design Thinking

Doch NOI Techpark ist auch eine riesige Experimentierwerkstatt. Die Entwickler in den Bereichen IoT und Digital fördern mit dem stetigen Austausch von Know-how das Design Thinking – immerhin ist interdisziplinäre Zusammenarbeit im Zeichen technologischer Entwicklung grundlegend, um Innovation zu schaffen.
Doch für überzeugte Tüftler geht es noch weiter. Auf den Dächern des Technologieviertels sind diverse Antennen installiert, die mit geringem Energieverbrauch, aber großer Reichweite Signale aussenden.

Das Netz heißt LoRaWAN und steht jedem zur Verfügung, die Sensoren testen wollen. Hier können Daten über Sensoren übertragen und erhalten werden. Somit können zum Beispiel innovative Unternehmen ihre Geräte ausprobieren, ohne selbst die dafür nötige Infrastruktur einrichten zu müssen.
Die nötigen Informationen für solche Experimente kommen aus dem Open Data Hub, einer enormen Datenbank für lokalen Tourismus und Mobilität und ein gemeinsames Projekt mehrerer Tech-Unternehmen, die von NOI koordiniert werden. Momentan liegt der Fokus darauf, auf Apps die Verkehrs- und Parkplatzsituation sowie den öffentlichen Transport im Auge zu behalten.

„Wir haben insgesamt fünf Repeater installiert; plus einen in der Hinterhand. Unser LoRaWAN ist ein Open-Source-Projekt, das dem Autokonfigurationsprinzip folgt, einer Art Plug and Play („anstecken und abspielen“). Momentan sind 190 User mit dem Netz verbunden; darunter auch jene, die sich während der SFScon verbunden haben“, erklärt Roberto Monsorno, Koordinator des Center for Sensing Solutions von Eurac Research, ein Labor innerhalb des Sensor System Technologies LAB.
Doch auch Low-Energy-Sensoren sind nicht die finale Lösung. Es müssen Netzwerke aufgebaut werden, die nicht nur gut vernetzt sind, sondern auch sicher. Damit das LoRaWAN-Netz sicherer wird, muss auch Cybersecurity in den Mittelpunkt gerückt werden. So kann man sich am besten vor Cyberattacken schützen und sich voll und ganz auf die technologische Innovation konzentrieren.

FACT SHEET

Das Technologiefeld Digital von NOI Techpark beschäftigt sich mit zahlreichen Projekten, darunter der Open Data Hub und das Free Software Lab. Es vernetzt Forschungsinstitute und organisiert die italienweit größte Veranstaltung zum Thema Free Software, die SFScon. Außerdem werden auch unabhängige Entwickler gefördert, unter anderem mit der Ausrichtung mehrerer Hackathons.

CISMA mit Sitz im NOI Techpark ist in der Untersuchung und Analyse umwelttechnischer Daten spezialisiert. Das Unternehmen bietet Daten, Vorhersagen und technische Beratung in den Bereichen Energie, Luft und Wasser an. 

Sensor Systems Technologies LAB ist ein gemeinsames Labor der Freien Universität Bozen (Sensing Technology Lab) und Eurac Research (Center for Sensing Solutions). Im Labor werden autonome elektronische Sensorensysteme entwickelt, die durch verschiedene Anwendungen Daten sammeln und diese aufbereiten, um Einsicht in Umweltprozesse, Urbanistik und Produktion zu gewährleisten.

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