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Kolloquium des Studiendekanats Elektrotechnik, Informatik und Mathematik (EIM)

Das Studiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik der Technischen Universität Hamburg (TUHH) freut sich, im Rahmen seines Kolloquiums eine weitere Antrittsvorlesung und einen Forschungsvortrag aus dem Bereich der Sensortechnik und smarten Sensoren mit der gesamten TUHH und mit der Öffentlichkeit zu teilen. Dieses Kolloquium des Dekanats EIM beginnt am

Freitag, den 6. Mai 2022 ab 10:00 Uhr

mit folgendem kurzen Programm:

10:00 Uhr: „Sensortechnik – Erfahrungen aus der praktischen Landwirtschaft“.
Dr. Rolf Peters, PotatoConsult UG, Visselhövede
10:45 Uhr: Antrittsvorlesung „Von Acker bis All – Sensoren in herausfordernden Umgebungen“.
Prof. Ulf Kulau, Smart Sensors, Technische Universität Hamburg (TUHH)

Alle Vorträge werden mittels Zoom live für die Öffentlichkeit über das Internet übertragen, interessierte Personen können sich zum Erhalt der Zugangsdaten hier anmelden: https://lists.tuhh.de/sympa/subscribe/kolloq.eim

Sensortechnik – Erfahrungen aus der praktischen Landwirtschaft

Sensoren spielen bei der Weiterentwicklung der Landwirtschaft in Richtung des Digital Farming eine Schlüsselrolle. Sie können dazu beitragen, jede Pflanze und jedes Tier so individuell und optimal wie möglich zu versorgen bzw. zu pflegen und dabei trotz eines nachhaltigen Einsatzes von Ressourcen die wirtschaftlichen Erlöse der Betriebe zu steigern.

Einer Realisierung dieser Vision stehen jedoch zum einen die rauen Bedingungen in der landwirtschaftlichen Praxis gegenüber, die sich durch starke Temperaturschwankungen, unterschiedliche Luftfeuchtigkeiten, hohe Staubfrachten und intensive mechanische Belastungen auszeichnen können. Hinzu kommt ein begrenztes Nachfragepotenzial in der Agrartechnik, in dem ganz spezialisierte Sensoren in relativ wenige Spezialmaschinen verbaut werden, was zu steigenden Sensorkosten bzw. fehlender Verfügbarkeit von wirtschaftlichen Sensorlösungen führt.

Anhand von Beispielen aus der landwirtschaftlichen Praxis wird dieses Spannungsfeld konkretisiert und grundlegende Anforderungen an die Sensoren, aber auch die sich daran anschließende Nutzung der Daten abgeleitet. Dabei kann Rolf Peters auf über 40 Jahre Erfahrungen in praxisorientierten Untersuchungen im landwirtschaftlichen und agrartechnischen Bereich zurückgreifen. Nach seinem Ausscheiden aus den Diensten der Landwirtschaftskammer Niedersachsen und der Versuchsstation Dethlingen setzt er seine Arbeiten im Rahmen von „On-Farm-Research-Versuchen“ fort und ist als Senior-Experte für die Kartoffelproduktion international tätig.

Ansprechpartner:

Dr. Rolf Peters
PotatoConsult UG
Visselhövede
peters@docpotato.de
www.docpotato.de

Von Acker bis All – Sensoren in herausfordernden Umgebungen

Die durch das Mooresche Gesetz begründete stetige Steigerung der Chip-Komplexität hat dafür gesorgt, dass Sensorsysteme mittlerweile omnipräsent und ein fester Bestandteil unseres Alltages geworden sind. Die Messgenauigkeit und Qualität von Sensoren wurden dabei kontinuierlich verbessert, wobei nicht zuletzt die sinkenden Chip-Kosten den massiven Einsatz von digitaler Sensorik befördert haben. Während der Fokus der Forschung lange Zeit auf der Messdatenerhebung lag, sorgt der o.g. Trend einer gesteigerten Komplexität pro Chipfläche (Mooresches Gesetz) dafür, dass eine effiziente Signalverarbeitung (Processing) immer näher an den Sensor rückt. Dadurch werden komplexe Sensorsysteme ermöglicht, welche weit über die reine Messdatenerfassung hinaus gehen und allgemein als „Smart Sensors“ bezeichnet werden.

Ulf Kulau ist seit Oktober 2021 an der TUHH und leitet dort das Institut für Smart Sensors. Motiviert von zahlreichen herausfordernden Anwendungen werden im Institut innovative Architekturen (Hard-, Firm- und Software) für eine effiziente, zuverlässige und vor allem sensornahe Datenverarbeitung (Vereinigung von „Sensing & Computing“) erforscht. Die Forschungsschwerpunkte von Ulf Kulau sind dabei wie folgt:

Low-Power Processing und Energy-Neutral Sensing durch Adaption von Betriebsparametern
Zuverlässigkeit, Fehlertoleranz und Fehlererkennung auf ressourcenbeschränkten Systemen
Integrierte Signalverarbeitung zur Vorverarbeitung und Entscheidungsfindung auf ressourcenbeschränkten Sensorsystemen

In seiner Antrittsvorlesung wird Ulf Kulau den besonderen Reiz von Sensorsystemen in herausfordernden Umgebungen anhand von zwei Projekten darstellen und mit den Forschungsschwerpunkten des Instituts verknüpfen. Sensoren in der Landwirtschaft sind teilweise extremen Umweltbedingungen ausgeliefert und obendrein schwer zugänglich. Durch ein individuell angelerntes Undervolting kann es gelingen, die Energieeffizienz zu steigern und gleichzeitig eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten, wobei dieser Ansatz derzeit auf asynchrone Rechnerstrukturen für Sensoren erweitert wird. Ähnlich wie bei der Landwirtschaftssensorik finden sich auch im Weltraum extreme Umgebungsbedingungen. In einem aktuellen Forschungsprojekt werden derzeit Sensoren zur Erfassung des Kardio-Vaskulären Zustandes von Astronauten erforscht. Hierbei wurden im ersten Schritt Methoden zur Erhöhung der Signalqualität mittels Differenzsignalbildung untersucht, was neben inhärenter Fehlertoleranz ebenso Störungen auf Systemebene (bspw. durch Strahlung) kompensieren kann. Aktuell werden weiterführende Methoden zur integrierten Signalverarbeitung erforscht, wobei die Ressourcenbeschränktheit des Sensorsystems selbst (u.a. Energiebudget, Rechenleistung) ein wesentliches Element für die Forschungsfragestellungen am Institut für Smart Sensors darstellt.

Ansprechpartner:

Prof. Ulf Kulau
Smart Sensors
Technische Universität Hamburg (TUHH)

ulf.kulau@tuhh.de
https://www3.tuhh.de/e-exk3/