16.02.2023

Die Umweltbeobachtung voranbringen

Sensoren und eingebettete Systeme für die Erdbeobachtung sind Schwerpunkt einer neuen Professur an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Die Abholzung des Regenwalds, das Schrumpfen der Gletscher, das Fort­schreiten der Verstädterung: Die Erdbeobachtung kann viele wertvolle Informationen über den Zustand des Planeten und der Umwelt liefern. Die nötigen Daten können von Satelliten, Drohnen oder mobilen Robotern aufgenommen werden. In jedem Fall sind unterschiedlichste Sensoren nötig, um möglichst viele Umweltinformationen zu sammeln.

 

Abb.: Marco Schmidt (Bild: D. Peter / U. Würzburg)
Abb.: Marco Schmidt (Bild: D. Peter / U. Würzburg)

Genau hier liegt das Spezialgebiet von Marco Schmidt. Er ist Fachmann für komplexe Maschinen, bestehend aus Sensoren, eingebetteten Systemen und jede Menge Software. Seit 1. Oktober 2022 hat er eine Professur für Sensoren und eingebettete Systeme für die Erdbeobachtung am Institut für Informatik der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) inne.

„Die Beobachtung unserer Umwelt wird auch wegen der Klimaproblematik immer wichtiger“, sagt Schmidt. Daten hierzu seien leider in vielen Bereichen noch Mangelware: „Wir messen nur punktuell, sehen zum Beispiel, dass es durch die anhaltende Dürre einzelnen Bäumen schlecht geht. Aber globalere Aussagen, etwa über Veränderungen großer Waldflächen, sind schwer zu treffen.“

Eine seiner Aufgaben sieht der Wissenschaftler darin, passende Sensorik und Algorithmen für unter­schiedliche Anwendungsfälle zu entwickeln. Zu seinen Kooperations­partnern gehören die JMU-Lehrstühle für Fernerkundung, mit denen er schon länger zusammenarbeitet. Das neueste gemeinsame Projekt ist ein Lasten­fahrrad: Ausgestattet mit diversen Sensoren, soll es bald durch Würzburg fahren und unter anderem den Gesundheits­zustand des Stadtgrüns erfassen.

Thematisch ist Marco Schmidts Forschung breit angelegt. Sie reicht von der Umweltbeobachtung mit Robotern bis zur Erdbeobachtung mit Satelliten. Ein Doktorand von ihm verfolgt zum Beispiel das Ziel, einen kleinen mobilen Roboter mit Künstlicher Intelligenz (KI) an Bord autonom in einer großen Menge herumlaufender Menschen navigieren zu lassen. Dort soll er diverse Gefahren­situationen erkennen und melden, etwa herrenlos herumstehende Gepäckstücke.

Das ist keine einfache Aufgabe: „Neuronale Netze zur Verarbeitung von Bildern brauchen viel Rechenkapazität“, sagt Schmidt. Doch an Bord des Roboters sind häufig eher energie­sparende Prozessoren verbaut. Darum müssen die Algorithmen so angepasst werden, dass sie auch auf einem Rechner im Kleinformat möglichst leistungsfähig sind.

Im Bereich der Raumfahrt wird Marco Schmidt mit seinem Kollegen Guido Dietl das Programm der „Universität Würzburg Experimental­satelliten“ (UWE) weiterführen. Der erste Klein­satellit dieser Art, UWE-1, wurde 2005 vom Team von Klaus Schilling in den Orbit geschickt. Weitere erfolgreiche Missionen folgten, als nächstes ist UWE-5 an der Reihe. Dieses Projekt wollen Schmidt und Dietl mit Studierenden das JMU-Master­studiengangs „Satellite Technology“ angehen.

Im Studiengang „Informatik und Nachhaltigkeit“ wird Schmidt die Vorlesung „Umwelt­beobachtung“ anbieten. Generell ist es ihm in der Lehre wichtig, problem­orientierte Aufgaben zu stellen: „Das ist meiner Meinung nach eine der besten Lehrformen, auch weil sie die Motivation stark fördert.“

Ein mögliches Beispiel: Zum Thema „Verarbeitung von Satellitenbildern“ könnte man die Aufgabe stellen herauszufinden, wie sich die Grünflächen in der Stadt Würzburg in den vergangenen drei Jahren verändert haben. In der Vorlesung würde es dann sehr ausführlich um die Techniken und Methoden gehen, mit denen die Studierenden die Aufgabe lösen können.

Marco Schmidt, Jahrgang 1981, stammt aus Würzburg und hat Informatik an der JMU studiert. Hier absolvierte er bei  Klaus Schilling seine Doktorarbeit im Bereich der Raumfahrt­technik; 2011 wurde er promoviert. Danach war er an der JMU als Professor für Telematik mit dem Schwerpunkt Intelligente Systeme tätig. 2014 folgte er dem Ruf auf eine Professur an der Hochschule Bochum. Dort initiierte und leitete er die Arbeitsgruppe Robotik und Computer­technik. 2021 kehrte er nach Unterfranken zurück, als Professor am neu gegründeten CERI-Institut (Center Robotics) der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt. Ein Jahr später wechselte er schließlich an die JMU.

U. Würzburg / DE

 

Weitere Infos

Jobbörse

Physik Jobbörse in Freiburg und Berlin
Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Physik Jobbörse in Freiburg und Berlin

Freiburg, 13.-14.03.2024, Berlin, 19.-21.03.2024
Die Präsentationen dauern jeweils eine Stunde, am Ende der Veranstaltung ist Zeit für Q&A eingeplant.

EnergyViews

EnergyViews
Dossier

EnergyViews

Die neuesten Meldungen zu Energieforschung und -technologie von pro-physik.de und Physik in unserer Zeit.

Meist gelesen

Themen