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Das iFOODis-Projekt zielt darauf ab, ein robotergestütztes Überwachungsnetz einzurichten, das Umweltmessungen in der Atmosphäre, an Land und in angrenzenden Gewässern umfasst. In jedem dieser Bereiche werden umwelt- und landwirtschaftlich relevante Parameter mit spezifischen Sensorsystemen gemessen. Durch die Kombination von lokal agierenden Roboternetzen an Land und an der Küste mit Fernerkundungsdaten (aus dem Weltraum und aus der Luft), Wetterdaten sowie Datenbanken, die bereits bei lokalen/regionalen Behörden und Nichtregierungsorganisationen vorhanden sind, wird das geplante intelligente Beobachtungssystem eine ganzheitliche Echtzeitüberwachung und Vorhersage des Umweltzustands (Gesundheit des Ökosystems) entlang des Übergangs von der Atmosphäre zum Meer ermöglichen. Zu den Vorteilen eines solchen großen und heterogenen Netzes von Agenten gehört die Möglichkeit, verteilte Messungen in einer Vielzahl von metrischen Maßstäben durchzuführen. Ein vernetztes Team von Robotern ermöglicht die Messung lokaler Bodeneigenschaften wie Verdichtung, Erosion sowie die Konzentration von Nährstoffen und Kohlenstoff, die Indikatoren für Qualität und Fruchtbarkeit sind. In größerem Maßstab werden Satellitenbeobachtungen, die die Nutzung und Veränderung des Bodens überwachen, Informationen in Form von räumlichen und zeitlichen Messungen liefern.
Die Projektpartner werden gemeinsam Robotik- und Sensortechnologien entwickeln und einsetzen. Darüber hinaus werden die Partner gemeinsam Technologien und Software entwickeln, die einen zeitnahen und schnellen Austausch, eine synoptische Fusion, Visualisierung und Interpretation der aufgezeichneten Daten ermöglichen. Geeignete Technologien werden ein Hauptthema der am MUDS angesiedelten Forschungsschule sein. In dieser Forschungsschule, die in enger Zusammenarbeit mit HIDA und MARDATA durchgeführt werden soll, werden spezifische Themen in den Bereichen Robotik, Daten- und Agrar-/Umweltwissenschaften behandelt.
Backbone-Projekt mit übergreifenden Arbeitsgruppen und technischen und methodischen Entwicklungen
Die technischen Arbeitspakete werden in Teilprojekten angewendet
für einen Haupt- und zwei Transfer-Anwendungsfälle
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Das Projekt wird vom DLR koordiniert und bezieht Partner aus den Helmholtz-Zentren AWI, verschiedenen DLR-Arbeitsgruppen und dem GEOMAR ein. Zusätzlich wird das Deutsche Erdbeobachtungszentrum / Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum des DLR beteiligt sein. Dadurch wird die Expertise in der terrestrischen und marinen Robotik einschließlich der Erdbeobachtung und der marinen Umweltwissenschaften gebündelt. Für die geplante Fallstudie in der Modellregion Schlei (Schleswig-Holstein) arbeiten wir mit dem Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und Ländliche Räume (LLUR) Schleswig Holstein, Flintbek und dem Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung zusammen.
Als Kernprojekt zielt iFOODis darauf ab, weitere ergänzende Projekte einzuwerben, wie z.B. die Teilprojekte oder die zukünftigen Satellitenprojekte, die sich mit spezifischen Herausforderungen befassen, wie z.B. der Messung der Pflanzengesundheit, der Flexibilität von Robotern, spezifischen Fragen der Schädlingsbekämpfung oder der Überwachung der biologischen Vielfalt auf dem Land und in der aquatischen Umwelt. Diese ergänzenden Projekte sollen sich nicht nur auf Robotik und Datenwissenschaft konzentrieren, sondern auch für landwirtschaftliche und Umweltthemen offen sein. Auf diese Weise hoffen wir, Fachwissen aus verschiedenen Disziplinen einbringen zu können, um die beschriebene Herausforderung umfassend zu bewältigen.
Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)
WP – 1: Verwaltung und Verbreitung
Partner: DLR-RM, AWI, GEOMAR
WP Leader: Armin Wedler
WP – 2: Forschung Schule & Bildung
Partner: CUB, HMGU, AWI, DLR, GEOMAR
WP Leader: Vikram Unnithan
WP – 3: Technologietransfer
Partner: AWI, DLR, GEOMAR
WP Leader: Frank Wenzhöfer
TT – 1 : Datenerfassung & Auswertung
Partner: GEOMAR, AWI, DLR-RM, DLR-DFD, DLR-OS, DLR-SR
WP Leader: Sascha Flögel
TT – 2: Semantische Navigation und Erkundungs
Partner: DLR-RM, AWI, GEOMAR, DLR-KN
WP Leader: Martin Schuster
TT – 3: Autonome Probenahme und Einsatz von Sensoren
Partner: DLR-RM, AWI, GEOMAR
WP Leader: Peter Lehner
TT – 4: Robuste drahtlose Kommunikation, Entfernungsmessung und Zeitmessung
Partner: DLR-KN, DLR-RM, AWI, GEOMAR
WP Leader: Siwei Zhang
TT – 5: Situationsbewusstsein und Datenmanagement
Partner: DLR-DFD, AWI, GEOMAR, DLR-RM, DLR-KN, DLR-SR
WP Leader: Konstanze Lechner
Im Hinblick auf den Ansatz der Vernetzung, der Beratung und des angestrebten hohen Technologietransfers richtet das Projekt eine „projektbegleitende Arbeitsgruppe“ ein, die während der Projektlaufzeit flexibel gehandhabt und aufgebaut werden soll. Diese Endnutzer und Stakeholder können in zwei Gruppen unterteilt werden:
Es wird eine Forschungsschule „iFOODis-edu“ eingerichtet
Angegliedert an die bereits bestehende Graduiertenschule der MUDS und das bereits etablierte Summer School Konzept der CUB
Insgesamt wird die Research School aus 6 Doktoranden bestehen, die mit den beteiligten Institutionen DLR, GEOMAR, AWI und CUB verbunden sind, während sie wahrscheinlich in das Promotionsprogramm einer der Münchner Universitäten TUM oder LMU eingeschrieben sind.
Zusätzlich zu dem bereits von der MUDS angebotenen Curriculum wird es Workshops und Sommerschulen geben, die von der CUB organisiert werden und deren Dozenten PIs der Partner von iFOODis sein werden, wie im Folgenden beschrieben.
Die Workshops werden sich darauf konzentrieren, einen soliden theoretischen Hintergrund zu Themen wie Erdbeobachtung, Fernerkundung, Klimawandel, Ozeanografie, Robotik und Datenmanagement zu vermitteln – alles Themen, die für die künftige Landwirtschaft, Lebensmittelproduktion und Ernährungssicherheit von entscheidender Bedeutung sind. Diese Workshops werden die bestehenden Kurse und Vorlesungen der MUDS-Graduiertenschule ergänzen. Die Planung sieht vor, dass die Workshops als kurze, intensive, ein- oder zweiwöchige Blöcke im Januar abgehalten werden, während die Sommerschulen im Juni für einen Zeitraum von zwei Wochen stattfinden werden. Der Workshop dient auch der Vorbereitung der Teilnehmer auf die Sommerschulen.
Ein typischer Workshop besteht aus einer umfassenden theoretischen Einführung, einer Diskussion der wichtigsten technologischen Herausforderungen, eingeladenen Referenten zu ausgewählten Themen, Computerübungen, Datenerfassung, -verarbeitung und -analyse. Darüber hinaus gibt es eine Sitzung zum interdisziplinären Austausch und Brainstorming, z. B. durch kurze Präsentationen der Teilnehmer über ihren Hintergrund und ihr Fachwissen, Diskussion der wichtigsten wissenschaftlichen Fragen, Ermittlung der technologischen Herausforderungen und Ergebnisse der vorangegangenen Sommerschule(n). Verschiedene praktische Elemente wie kurze Exkursionen zur Datenerfassung oder Besuche bei nahegelegenen Forschungseinrichtungen und Instituten bieten den Teilnehmern die Möglichkeit zur Vernetzung.
Die Workshops sind in drei große Themenbereiche unterteilt, die das gesamte Spektrum vom Weltraum über den Boden bis zum Wasser abdecken, d. h. Elemente, die für die Landwirtschaft und die Ernährung von wesentlicher Bedeutung sind.
All diese Aktivitäten sind eine Fortsetzung der 2015 begonnenen Summerschool-Aktivitäten im Rahmen des von der HGF finanzierten Projekts ROBEX:
http://robexsummerschool.de/
