Sensoren inspiriert von der Natur

Das von der EU mit 2,44 Millionen Euro finanzierte WINSOC-Projekt entwickelt innovative Sensorennetze, die biologische Systeme nachahmen. Die Projektpartner erhoffen sich mit diesen neuen Sensoren die Ermittlung drohender Katastrophen, um rechtzeitig reagieren zu können. Erste Projektergebnisse wurden bereits in verschiedenen Magazinen wie IEEE Signal Processing und IEEE Transactions on Signal Processing veröffentlicht.

WINSOC steht für „Wireless Sensor Networks with Self-Organization Capabilities for Critical and Emergency Applications“ und ist ein technisches Forschungsprojekt, das von lebenden Organismen aus unserer Umwelt inspiriert wird. Es wird unter dem Bereich „Technologien für die Informationsgesellschaft“ des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) der EU gefördert und endet im Februar 2009.

Die im Rahmen des Projekts entwickelten Sensoren sollen drei Bereiche der Umweltüberwachung ansprechen: Detektion von Erdrutschen; Detektion von Gaslecks zur Prävention von Unfällen oder einfach zur Vermeidung der Vergeudung von Energieressourcen; und die Überwachung von Temperaturfeldern als eine Methode, Brände aufzuspüren oder besser noch, um das Brandrisiko in einem bestimmten Gebiet vorherzusagen.

Europa erlebt gerade genau so wie der Rest der Welt einen exponentiellen Anstieg bei der Entwicklung städtischer Gebiete und Infrastrukturen. Immer häufiger lassen sich Menschen in Umgebungen nieder, die von Massenbewegungen wie zum Beispiel Erdrutschen bedroht sind oder zunehmend bedroht werden. Diese Situation wird zusätzlich dadurch erschwert, dass die Abhängigkeit der heutigen Gesellschaft von einer funktionierenden Infrastruktur und die Anzahl von Menschen und Objekten in bedrohten Gebieten gleichzeitig zunehmen. Dies führt zu einem insgesamt steigenden Risiko für die Gesellschaft.

WINSOC und ähnliche Programme konzentrieren sich auf die Verringerung dieses Risikos mithilfe von Überwachungs- und Frühwarnsystemen, sodass direkte positive Auswirkungen für den Schutz von Menschenleben und Objekten erwartet werden können.

Ein Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines kostengünstigen autonomen Sensorennetzes, das sich für die Detektion und Beobachtung von Massenbewegungen eignet. Um Informationen über Bewegungsraten, Beschleunigung und Bewegungsrichtung von Erdrutschgebieten zu erhalten, werden geeignete Echtzeit-Beobachtungssysteme ausgewählt und getestet.

Die WINSOC-Plattform zielt darauf ab, ein einfach einzusetzendes Netz von Sensoren zu schaffen, die die relevanten Informationen für die Überwachung und Kontrolle erfassen können. Eine solche Plattform wird, den Voraussagen der Partner folgend, den Einsatz von Sensoren fördern, um der wachsenden Nachfrage nach komplexen Systemen zu begegnen, die aus dem Bedürfnis nach mehr Sicherheit und mehr automatisierten Systemen resultiert.

WINSOC wird dafür die perfekte Verknüpfung zwischen den Anforderungen der Nutzer für entsprechende komplexe Systeme im Bereich der Überwachungsanwendungen und dem derzeitigen Trend für Kostenreduktion bei Sensoren und drahtlosen Geräten liefern.

Um dies zu erreichen, wird das Projekt innovative Algorithmen entwickeln und testen und das geeignetste Funkinterface entwerfen. Diese Entwicklungen sind es, die den Sensoren die Kommunikation ermöglichen werden und die sie von anderen Überwachungssystemen unterscheiden. Teilweise werden diese Entwicklungen von der Biologie inspiriert, es handelt sich um so genannte „bioinspirierte Wissenschaft“. Hiebei nimmt man sich für die Lösung von Problemen die Natur zum Vorbild, beispielsweise indem man lebende Organismen als Studienmodelle benutzt und Probleme im Kontext verschiedener Bereiche wie Technologie und Design, Materialforschung oder Soziologie erfasst.