Seminar: 2.01.800-A Got you − Entwurf, Bau und Betrieb von Sensoren zum Detektieren seltener Ereignisse - Details

Seminar: 2.01.800-A Got you − Entwurf, Bau und Betrieb von Sensoren zum Detektieren seltener Ereignisse - Details

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Allgemeine Informationen

Veranstaltungsname Seminar: 2.01.800-A Got you − Entwurf, Bau und Betrieb von Sensoren zum Detektieren seltener Ereignisse
Untertitel inf800
Veranstaltungsnummer 2.01.800-A
Semester SoSe2022
Aktuelle Anzahl der Teilnehmenden 5
erwartete Teilnehmendenanzahl 8
Heimat-Einrichtung Department für Informatik
Veranstaltungstyp Seminar in der Kategorie Lehre
Erster Termin Montag, 25.04.2022 14:00 - 16:00, Ort: (A4 2−227)
Art/Form
Voraussetzungen grundlegene Kenntnisse im Aufsetzen und Betreiben eines Arduino (Mikrocontroler) oder Raspberry Pi (Einplatinencomputer)
Lernorganisation Vorsprechung, mehrere individuelle Pflichtermine mit Betreuer über das Semester verteilt, selbstständiger Bau und Betrieb des Sensors während des Semesters, Blockveranstaltung (1 Tag) in der ersten Woche der vorlesungsfreien Zeit mit Abschlussvortrag, Demo und Diskussion
Leistungsnachweis wird in der Vorbesprechung dargestellt
Lehrsprache deutsch
Info-Link https://uol.de/svs/lehre/lehrangebot/aktuelle-veranstaltungen/seminar-got-you-entwurf-bau-und-betrieb-von-sensoren-zum-detektieren-seltener-ereignisse-se
Sonstiges Das Seminar richtet sich an Studierende aus den Studiengängen Bachelor
Informatik und Wirtschaftsinformatik sowie an die Studierenden des
Master of Education Informatik aber auch an Studierende weiterer
technikbezogener Studiengänge sowie an Gaststudierende im Rahmen des
Studiums Generale.

Die studentischen Teilnehmer/innen setzen sich im Rahmen des Seminars
jeweils mit folgender (allgemeiner) Fragestellung auseinander, die
anschließend (siehe nachfolgender Abschnitt) konkretisiert wird:

Wie muss ein Sensor konzeptionell ausgelegt, wie realisiert und wie
betrieben werden, um ein relevantes, naturphänomenologisches Ereignis,
das nur sporadisch auftritt, sicher detektieren zu können?

Jede/r Studierende ist dabei gehalten, sich über Naturphänomene (wie
z. B. Luft-, Boden oder Gewässerverschmutzung, Klimaerwärmung,
Waldsterben, Artensterben, Ausbreitung invasiver Arten, Gesteinsdrift,
Bodenbewegungen, Gletscherschmelze) und damit verbundene relevante
Ereignisse (wie z. B. Überschreitung eines kritischen
Verschmutzungsgrenzwertes, Populationsexplosion von Schädlingen,
kritischer Stress an tragenden Gebäudeteilen) zu informieren und sich
anschließend für ein Naturphänomen sowie ein relevantes, damit in
Bezug stehendes Ereignis zu entscheiden. Beispielsweise könnte ein/e
Studierende/r das Naturphänomen „Auftauen von Permafrostböden als
Folge der Klimaerwärmung“ wählen und als verbundene relevante
Ereignisse „kritische Rissbildungen an Bauwerken“ (wie Brücken oder
Hochhäuser), die auf betroffenen Baugrund fußen. Im Weiteren
bearbeitet der/die Studierende diese selbstgewähle, konkretisierte
Forschungsfragestellung.

Nun muss individuell untersucht werden, welche Möglichkeiten es
prinzipiell gibt, das gewählte Ereignis detektieren zu können. Dabei
muss bedacht werden, dass eine Detektion 1) sicher (im Sinne von
„zuverlässig“) erfolgen muss und 2) der Sensor u. a. über einen sehr
langen Zeitraum betrieben werden können muss, da es sich nach
Voraussetzung um ein zu detektierendes Ereignis handelt, das
sporadisch, also u. U. erst nach Wochen, Monaten oder Jahren,
auftritt. Mittels Literaturrecherche, Vergleich ggf. exisitierender
Sensoren, Kombination existierender Sensoren für Teilaspekte oder
Entwurf eines neuartigen, eigenen Sensors soll letztendlich ein
geeigneter Sensor identifizert und anschließend realisiert
werden. (Die Abteilung Systemsoftware und verteilte Systeme verfügt
über ein entsprechend ausgerüstetes Hardware-Labor, das Werkzeuge und
Werkplätze zur Verfügung stellen kann; des Weiteren können Dienste der
universtären Werkstätten in Anspruch genommen werden.) Dabei könnte
die Anforderung „sicherer Sensor“ z.B. durch ein einfaches, robustes
oder fehlertolerantes Design erfüllt werden. Die Anforderung „langer
Betriebszeitraum“ könnte durch ein Design erfüllt werden, bei dem der
Sensor durch das Detektieren des Ereignisses selbst die nötige Energie
zur Ereignisdetektion erzeugt (z. B. Induktion durch eine Bewegung)
oder aber durch den Einsatz regenerativer Energiequellen (wie
z. B. Sonnenlicht oder Wärmedifferenzen). Zudem muss, z. B. auf
Grundlage eines Mikrokontrollers (wie ein Arduino) oder eines
Einplatinencomputers (wie ein Raspberry Pi), ein einfaches
informatisches System realisiert werden, an dem der Sensor
angeschlossen ist und das in der Lage ist, zu erkennen und zu
protokollieren, ob der Sensor ein einsprechendes Ereignis detektieren
konnte. (Ein solches informatisches System kann von einem Studierenden
der Informatik sehr leicht umgesetzt werden; es stellt keine
Forschungsherausforderung dar, wird im Weiteren jedoch benötigt.)

Nach dem Entwurf und der protoypischen Realisierung des beteffenden
Sensors soll der Sensor exemplarisch über einen gewissen Zeitraum in
einer geeigneten Umgebung am informatischen System betrieben
werden. Dies kann, je nach gewähltem Phänomen und Ereignis, in einer
realen Umgebung stattfinden (bspw. die Detektion von
Luftqualitätsgrenzwertverletzungen an einem Verkehrsknotenpunkt) oder
in einer Umgebung, die die, dem Ereignis zugrundeliegenden Ursachen,
(sporadisch) simuliert (bspw. durch das Senken eines
Modellgebäudeteils). Ziel des Betriebs des Sensors in einer solchen
Umgebung ist dabei das Erheben von empirischen Daten bzgl. der
sicheren Detektion des gewählten Ergeinisses über einen realen oder
simulierten, möglichst langen Zeitraum. Durch die Auswertung der
erhoben Daten soll somit ein sog. „Proof-of-Concept“ erbracht werden,
dass der entworfene und realisierte Sensor tatsächlich wie gefordert
betrieben werden kann und dabei sicher sporadische Ereignisse
detektiert.

Dokumentiert und präsentiert werden die erarbeiteten Ergebnisse
anschließend wie folgt: jede/r Studierende/r erstellt eine
beschreibende Ausarbeitung (ca. 10 A4-Seiten in genormter Größe und
Format) seines/ihres Ansatzes und stellt diese durch einen Vortrag mit
Demonstration am Ende des Seminars allen Studierenden und
Interessierten in einer entsprechenden Abschlussveranstaltung vor. Die
Ausarbeitungen sämtlicher Studierenden gehen dabei in einen
gemeinsamen Reader ein und werden allen Studierenden und der
Hochschulöffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Zudem erarbeitet
jede/r Studierende ein farbiges A0-Poster, das ebenfalls
überblicksartig den eigenen Ansatz vorstellt. Diese Poster werden (in
Präsenz oder virtuell) sowohl an der Abschlussveranstaltung als auch
für Schülerinformationstage oder Tage der offenen Tür des Department
für Informatik genutzt, um der breiteren Öffentlichkeit die
Möglichkeiten und Ergebnisse eigener Forschung verständlich vermitteln
zu können.

Insgesamt werden die Studierenden jeweils für eine konkrete
Forschungsfragestellung einen geeigneten, d. h. auf die konkreten
Anforderungen maßgeschneiderten, neuen Sensor in einer methodisch
zielgerichteten Art und Weise entworfen, realisiert, betrieben und
letztendlich bzgl. der konkreten Anforderungen hin bewertet haben,
sowie ihre Ergebnisse dokumentiert, vor einer kritischen
Öffentlichkeit präsentiert und argumentativ verteidigt haben.

Räume und Zeiten

(A4 2−227)
Montag, 25.04.2022 14:00 - 16:00

Modulzuordnungen

Kommentar/Beschreibung

siehe unter "Sonstiges"

Anmelderegeln

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