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Makroskopie: die Welt im Detail verstehen

In fünf Jahren werden uns Machine-Learning-Algorithmen und -Software helfen, die Informationen über die physische Welt, die von Milliarden von Devices gesammelt werden, zu organisieren und letztlich auch zu verstehen.

Mit der vom IoT generierten Datenmenge klarzukommen, stellt eine alles andere als geringe Herausforderung dar. Jeden Monat sammeln Milliarden von Devices – von Kühlschränken über Kameras bis zu Satelliten – Exabytes an Daten. Pro Jahr kommen mehr als 30% dazu. Das Problem bei der Sache ist, dass der Großteil der Daten unorganisiert ist. Zur Veranschaulichung: Laut IBM verbringen Data Scientists nicht weniger als 80% ihrer Arbeitszeit damit, Daten zu bereinigen, anstatt zu versuchen, sie zu analysieren oder zu verstehen.

Im Vorjahr machte der US-Computerkonzern eine starke Ansage: In fünf Jahren werden uns Machine-Learning-Algorithmen und -Software helfen, die Informationen über die physische Welt, die von Milliarden von Devices gesammelt werden, zu organisieren und letztlich auch zu verstehen. Die Rede ist von einem Makroskop – also einem System, aus dem sich der Ansatz der Makroskopie ableitet, das anders als ein Mikroskop oder Teleskop in der Lage ist, gewaltige Mengen an komplexen Daten zusammenzubringen und daraus Sinn und Bedeutung abzuleiten. Bei IBM geht man davon aus, dass uns die Makroskop-Technologie helfen wird, neue Einblicke in Bereiche zu bekommen, die für die Menschheit von fundamentaler Bedeutung sind: die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln, Wasser und Energie. 

Eine erste Umsetzung der Makroskop-Technologie ist Physical Analytics Integrated Data Repository and Services (PAIRS). Dabei handelt es sich um eine von IBM entwickelte Plattform. Damit ist es möglich, Geodaten zu sammeln, abzurufen und zu analysieren. Die Rohdaten werden von einer Reihe von öffentlichen und privaten Quellen bezogen. Dazu gehören unter anderem die NASA, das US-Landwirtschaftsministerium (USDA), die US-National Oceanic & Atmospheric Administration (NOAA) und der nationale meteorologische Dienst Großbritanniens (Met Office).

Im Gegensatz zu herkömmlichen geografischen Informationssystemen, bei denen Daten zwischen verschiedenen Quellen verteilt sind und sich die User mit Formaten und Datenmanagement auseinandersetzen müssen, stellt PAIRS kuratierte Daten als Service zur Verfügung. Konkret durchsucht die Plattform Webseiten und FTP-Sites nach neuen Daten. Diese werden dann heruntergeladen, gefiltert und im internen Datenspeicher neu zugeordnet. Dabei ermöglicht es ein Hadoop/Hbase-Server-Cluster, Petabytes von Daten zu speichern und zu analysieren.

Dazu inspiriert, die Technologie zu entwickeln, wurde der Computerkonzern 2012 im Rahmen eines Präzisionslandwirtschaftsprojekts für den US-Winzer Gallo Winery. Auf Basis von Echtzeit-meteorologischen und Bodensensor-Daten, Satellitenaufnahmen und historischen Wetteraufzeichnungen entwickelten IBM-Forscher eine Software, die die optimale Wassernutzung für einen Weinberg berechnen kann. Die Bewässerung wurde von IBMs Cloud-Service überwacht. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Nach drei Jahren wurde der Traubenertrag um 26% gesteigert und die Effizienz des Wassereinsatzes um 15% verbessert. Gleichzeitig wurde die Traubenqualität um 50% erhöht. Das nährt die Hoffnung, auch in anderen Gebieten schon bald große Fortschritte zu machen.

 

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