Die Überwachung unserer Umwelt aus der Luft ist inzwischen weit verbreitet – Drohnen, Flugzeuge und Satelliten erheben vielfältigste Daten für den Klimaschutz und die Landwirtschaft. Zahlreiche lebenswichtige Prozesse spielen sich jedoch im Boden unter unseren Füßen ab und sind aus der Luft nicht zu beobachten. Mit der Sensorbox MoleNet hat die Arbeitsgruppe Nachhaltige Kommunikationsnetze (ComNets) von Prof. Anna Förster am TZI ein kostengünstiges System entwickelt, das die einfache Überwachung solcher Prozesse erlaubt.

Im Rahmen von studentischen Projekten wird MoleNet für vielfältige Zwecke in Entwicklungsländern eingesetzt. Dabei dient es gleichzeitig der nachhaltigen Entwicklung vor Ort und der praxisorientierten Ausbildung in Bremen. Die Stiftung der Universität Bremen und ihre Treuhandstiftungen haben dem System daher den mit 7.000 Euro dotierten 2. Platz beim „Goldenen Plietsch 2023“ verliehen. Der Wettbewerb ehrt innovative, originelle oder mutige Ideen, die im Zusammenhang mit der Lehre oder Forschung an der Universität stehen.

Netzwerkverbindungen unter widrigen Bedingungen

Der Schwerpunkt der Gruppe ComNets liegt in der Erforschung von Kommunikationsnetzen. Häufig geht es dabei um die Gewährleistung der Informationsübermittlung unter widrigsten Bedingungen, beispielsweise bei Naturkatastrophen. Ein wichtiger Aspekt in allen Forschungsprojekten ist die Nachhaltigkeit in doppelter Hinsicht: Wie kann die Nachhaltigkeit von Netzwerkanwendungen verbessert werden und wie kann das Netzwerk selbst nachhaltig gestaltet werden? Die Projekte werden überwiegend von nationalen und internationalen Regierungsinstitutionen finanziert.

MoleNet trägt auf vielfältige Weise zu nachhaltigen Projekten bei. „Wir bauen unterirdische Sensorgeräte, entwickeln Kommunikationsprotokolle für die unterirdische Umgebung und erforschen mögliche Anwendungen auf der ganzen Welt“, erklärt Prof. Förster. „Dabei entwickeln wir keine neuen Kommunikationstechnologien, sondern stellen die passenden Komponenten zusammen und optimieren sie.“

Die Optimierung ist notwendig, um eine Reihe von Herausforderungen gleichzeitig zu erfüllen. Schon die Idee für MoleNet entstand aus der Praxis heraus, weil es keine entsprechenden Lösungen am Markt gab. Bodenwissenschaftler:innen hatten sich an ComNets gewandt, weil sie die Ergebnisse ihrer Forschungsprojekte besser monitoren wollten. Dafür mussten die Sensorboxen und ihre Funk- oder Internetverbindungen unterirdisch zuverlässig funktionieren. Gleichzeitig mussten sie kostengünstig, leicht zu bedienen und extrem energieeffizient sein.

Einsatz zur Aufforstung und in der Landwirtschaft

Diese Kombination ist in MoleNet gelungen, sodass jetzt unterschiedlichste Sensoren für Faktoren wie Feuchtigkeit, Temperatur, pH-Wert oder Vibration in hoher Stückzahl zur Messung von Umweltfaktoren eingesetzt werden können, ohne dass die Kosten dafür unerschwinglich werden.

Der Kreativität sind dabei kaum Grenzen gesetzt. Das Spektrum der umgesetzten Projekte reicht von der Aufforstung in Kamerun über die Sicherheit von Bergleuten in Südafrika und das Tee-Monitoring in Ruanda bis zur Warnung vor Elefanten in Sri Lanka. Vorgeschlagen und umgesetzt wurden all diese Projekte von Studierenden der Universität Bremen, die aus den jeweiligen Ländern stammen. Ihre fachliche Ausbildung erfolgte damit nicht nur sehr praxisorientiert, sondern auch interdisziplinär mit Überschneidungen zu Bereichen wie Biologie, Informatik und Wirtschaft.

Die Ergebnisse der Projekte werden open-source veröffentlich, sodass sie kostenlos von allen Interessierten übernommen werden können.

Weitere Informationen

ComNets:  www.uni-bremen.de/comnets

MoleNet:   blogs.uni-bremen.de/molenet