Aufbau datengesteuerter Fischfarmen für Blue Planet Ecosystems

Durch Sonnenlicht und IoT zu einem nachhaltigen Fischzucht-System

IoT als Wegbereiter für KI 

Sonnenenergie, Wasser, Algen und Plankton  mehr braucht das Blue Planet Ecosystems nicht, um Fische vollautomatisch zu züchten. Cloudflight bietet eine Komplettlösung von der Hardware bis zur Anwendung: Sie ermöglicht durchgängige Schritte in allen Phasen von Design zu Bild und Operate. Mit IoT (einem Hardware/Software-Ökosystem) wird sie remote überwacht, gesteuert und kontinuierlich optimiert. 

Bernhard Niedermayer, Head of Emerging Technologies at Cloudflight

Bernhard Niedermayer
Head of
Emerging Technologies

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Herausforderung

Ausgangssituation:

  • Blue Planet Ecosystems ist ein Start-up und muss schnell handeln
  • Der Kunde hat wechselnde Anforderungen
  • Es gibt keinen Vendor Lock-in; Unabhängigkeit

Die Hauptfrage: Wie erhält man IoT-Daten möglichst plattformunabhängig und erweiterbar für jeden, der sie nutzen möchte.

Cloudflight hat zwei Projekte für Blue Planet Ecosystems geleitet. Die erste Herausforderung bestand darin, dass der Kunde bereits Steuerungssysteme hatte, aber Raspberry Pi und WIFI verwendete; das System fiel oft aus und Daten gingen verloren.

Das Ziel war es, ein ausfallsicheres Steuerungssystem zu haben, auf das man sich verlassen kann.

Beim zweiten Projekt ging es um den Umgang mit Daten. Das Cloudflight-Team bereitete einen IoT-Plattform-Ansatz vor. Wir wollten keine Software schreiben, die einfach nur Daten empfängt und sendet – denn es gibt bereits relativ viele fertige Plattformen.

Reliable-control-system-Blue-Planet-Ecosystems

Idea

Die Idee von BPE ist es, durch einen datengesteuerten Ansatz eine Quelle für nachhaltige Meeresfrüchte in städtischen und Wüstenumgebungen zu schaffen. Cloudflight hilft BPE bei der Implementierung der notwendigen Cloud-basierten/Edge-Infrastruktur und Software, die dafür benötigt wird.

Einige der Anforderungen sind:

  • minimale Wassermengen zu verwenden (Recycling betreiben, Lecks erkennen)
  • Nutzung von Solarenergie, wenn verfügbar (Solarstrom + Netzstrombatterie; die Hardware läuft über die Batterie)
  • energieintensive Vorgänge zu optimieren

Wir wollen also Daten sammeln und verarbeiten, die all die verschiedenen Prozesse, die in den Tanks ablaufen, genau repräsentieren, so dass wir dann eine KI darauf trainieren können, die diese Prozesse optimiert.

Eine weitere Idee ist es, zwei Regelkreise zu schaffen. Der erste Regelkreis beobachtet die Temperatur im Tank. Die Steuerboxen können dann die Heizung einschalten – alles ohne Computer.

Mit Videokameras können die Fische aufgezeichnet werden, um das Wohlergehen der Fische sicherzustellen. Dieser maschinelle Lern- und KI-Aspekt soll in einem erweiterten Kreislauf geschehen – damit rechtzeitig bemerkt werden kann, ob die Fische krank sind.

Lösung

Unser Motto lautet: Mitdenken und den gesamten Prozess vom Sensor bis zur Webanwendung mit Daten vorbereiten.

Wir haben die Voraussetzungen für den gesamten Prozess der Fischzucht geschaffen, um sicherzustellen, dass

  • die Daten sowohl vollständig als auch genau sind
  • und das gesamte System vielseitig ist – es kann sich entweder über WLAN oder über mobile Netzwerke verbinden.

In einer ersten Phase stellte sich Cloudflight die Frage, ob man zu diesem Zweck eine eigene IoT-Plattform bauen sollte.

Was ist IoT?

IoT beschreibt ein Hardware/Software-Ökosystem, das Folgendes umfasst:

  • die “Dinge”-Seite, die typischerweise aus netzwerkfähigen Sensoren (z. B. Licht, Temperatur und Entfernung) und Aktoren (z. B. Motoren, Servos, Heizungen und Pumpen) besteht
  • eine Plattform, die es ermöglicht, diese “Dinge” zu verwalten und die von ihnen generierten Daten an Benutzeranwendungen weiterzuleiten, welche aus den so gesammelten Daten einen Mehrwert generieren (z. B. Dashboards zur Visualisierung oder Machine-Learning-Modelle für die vorausschauende Wartung). Auf diese Weise generierte Erkenntnisse können wieder in Eingaben für vernetzte Dinge übersetzt werden. Zum Beispiel neue Solltemperaturen, die eine Heizungsanlage umschalten

Wir haben uns gegen eine proprietäre Lösung entschieden und setzen stattdessen auf bestehende Cloud-Dienste für generische IoT-Komponenten wie das Gerätemanagement.

Mit diesem Public-Cloud-IoT-Layer, der Hardware zur Überwachung des Aquariums und unseren maßgeschneiderten Softwarekomponenten zur Umsetzung von hochspezifischen Regelkreisen haben wir eine kosteneffiziente sowie zukunftssichere Grundlage geschaffen.

Ein Blick in die Zukunft: Blue Planet Ecosystem plant in Richtung einer webbasierten App, welche in der Cloud betrieben werden soll. Diese App soll Biologen historische und prognostizierte Sensordaten präsentieren, welche entsprechend handeln und Befehle an die Regelkreise zurücksenden können.

Sind Sie neugierig, wie man die Fischproduktion revolutionieren kann? Im Data Scientist Blog von Lukas Winkler können Sie mehr darüber erfahren. 

BPE Logo with text

Blue Planet Ecosystems ist ein Biotech-Start-up, das die Methoden der Lebensmittelproduktion revolutionieren will. In ihren künstlichen Ökosystemen produzieren sie Fisch aus Sonnenlicht. Bei diesem Konzept unterstützen Algen, Wasser, Sonnenlicht und IoT die Fischzucht. 

Cloudflight

Im aktuellen Projekt unterstützt Cloudflight BPE bei der Implementierung der zweiten Version ihres Steuerungssystems, indem wur unsere IoT-Know-hows beisteuern und damit ihre Prozesse und die allgemeine Zuverlässigkeit des Systems verbessern. Gleichzeitig setzen wir auch die Anbindung an AWS IoT Core um und bereiten eine neue Webapp zur Steuerung der Farmen vor. 

Vision

  • Brauchen Sie einen datengetriebenen End-to-End-Ansatz?
  • Würde Ihr Unternehmen von IoT und Cloud Services profitieren?
Bernhard Niedermayer, Head of Emerging Technologies at Cloudflight

Bernhard Niedermayer
Head of
Emerging Technologies

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