Projekt Biognosting

25.03.2021, von Christian Glahn

Wir freuen uns, dass wir ein neues Projekt gestartet haben. Es heisst Biognosting und ist eine Kooperation mit der Forschungsgruppe Phytomedizin am Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen.

Projektziele

Das Projektziel ist die Entwicklung einer mobilen App, mit der wir Pflanzenkrankheiten automatisch diagnostizieren und Behandlungsvorschläge machen können. Bisherige Ansätze in diesem Bereich verfolgen den konventionelle Ansatz von klassischen Expertensystemen und Entscheidungsbäumen. Entsprechende Systeme leiten Nutzer durch eine Reihe komplexer Fragen. Diese Fragen können Biologen und erfahrene Landwirte vielleicht noch ganz gut beantworten. Amateurgärtner benötigen aber oft ein Wörterbuch, damit sie nur schon die Fragen verstehen. Steht man im Garten oder auf dem Balkon, ist es eher umständlich, solche Begriffe nachzuschlagen.

Wir haben uns also gefragt: Warum sollen wir die vielen Fragen den Nutzern solcher Systeme überhaupt stellen, wenn doch jedes Smartphone mit einer leistungsfähigen Kamera ausgestattet ist und wir damit die Situation direkt festhalten können? Natürlich wollen wir am Ende nicht selbst beobachten, sondern Machine Learning für die Diagnose der Kameradaten einsetzen. Das Prinzip bleibt aber das Gleiche, denn die Nutzer müssen sich nicht Entscheidungsbäumen entlanghangeln.

Für dieses grosse Ziel haben wir eine Startfinanzierung von unserem Departement erhalten. Damit sollen wir einen funktionsfähigen Prototypen erstellen und validieren. Mit dem Prototypen verfolgen wir drei Ziele:

1. Wir wollen demonstrieren, dass die Idee in der Praxis auch funktioniert.
2. Wir wollen mit den Studierenden im Studiengang Umweltingenieurwesen ausreichend Trainingsdaten für entsprechende Machine Learning Modelle erheben.
3. Wir wollen die Prozesse besser verstehen, die notwendig sind, damit wir unbekannte bzw. noch nicht klassifizierte Krankheitsbilder an unseren Modellen testen und integrieren können.

Was macht das Projekt besonders für uns

Das Projekt ist Teil unserer Gesamtstrategie im Bereich der Smarten Umgebungen. Mit dem Projekt evaluieren wir die verteilte Datenerhebung und -verarbeitung an der Schnittstelle von sogenannten Edge-Devices und Cloud-Computing. In unserem Fall sind die Edge-Devices die Smartphones der Anwendenen. Dabei interessieren uns nicht nur die technischen Fragen der Datenerhebung und der Kommunikation, sondern auch Aspekte der Nutzererlebnisse im Umgang mit der auf die Anwendung bezogenen Smarten Umgebung.

Gleichzeitig erlaubt uns die Zusammenarbeit mit den Studierenden die Anwendungskonzepte für die Entwicklung ihrer digitalen Kompetenzen zu übersetzen. Diese Erfahrungen sollen mittelfristig in ein Citizen-Science-Projekt einfliessen.

Damit liegt dieses kleine Projekt am Schnittpunkt unserer Arbeitsschwerpunkte und wir freuen uns auf die Ergebnisse.

Das Projekt wird durch die Anschubsfinanzierung des Departements LSFM der ZHAW unterstützt.