Open source-software hjælper forskere med at udtrække nøgleindsigt fra enorme sensordatasæt

Professor Andreas Schütze og hans team af eksperter i måle- og sensorteknologi ved Saarland University har frigivet et gratis databehandlingsværktøj kaldet simpelthen Dave - er en MATLAB-værktøjskasse, der tillader hurtig evaluering af signaler, mønstergenkendelse og datavisualisering ved behandling af enorme datasæt. Den gratis software muliggør meget store mængder data, som dem, der produceres af moderne sensorsystemer, skal behandles, analyseret og visuelt vist, så forskerne kan optimere deres målesystemer interaktivt.

Medlemmer af forskerholdet vil være på Hannover Messe fra den 1. til den 5. april (Hal 2, Stand B46), hvor de vil forklare deres open source-software. Kildekoden til MATLAB-værktøjskassen "Dave—Data Analysis and Verification/Visualization/Validation Environment" er blevet offentliggjort på http://www.lmt.uni-saarland.de/dave.

Når ingeniører udfører eksperimenter med sensorsystemer, de indsamler enorme mængder data og har utallige signaler at analysere – som et resultat, ting har en tendens til at blive meget komplicerede meget hurtigt. Det kan være ekstremt udfordrende at jonglere med alle de numre, der strømmer ind fra sensorerne. En af nøgleopgaverne ved konfiguration af et sensorsystem er at optimere parametrene og variablerne, så resultaterne giver meningsfuld information. Hvilke indstillinger der egentlig er de optimale, er noget, forskerne typisk skal afgøre heuristisk – og det kan tage tid. Hvis de valgte relationer viser sig at være uegnede, hele talpuslespillet kollapser simpelthen.

Den nye software hjælper forskere og virksomheder med at navigere i datajunglen. I stedet for at stole på en konventionel og tidskrævende trial and error tilgang, den nye software stiller effektivt spørgsmålet "Hvad sker der, når...?"

"Når vi bruger vores gassensorer til at måle luftforurenende stoffer, vi står over for det samme gamle problem med at analysere store mængder data og genkende signalmønstre. Hvis vi vil fortsætte med at gøre vores sensorer mere følsomme og mere selektive, vi skal vide, om meget fine modifikationer af selve sensorerne og til analysen faktisk medfører de ønskede forbedringer i følsomhed og selektivitet. Men der er utallige måder, hvorpå sensorer kan modificeres. Vi ønsker at være i stand til at identificere de bedste veje så hurtigt som muligt, eller, ligeligt, for hurtigt at opdage og afvise de uproduktive veje, " forklarer professor Andreas Schütze. "Over en periode på mange år og over adskillige forskningsprojekter, vi har udviklet software, der hjælper os med at nå dette mål. Softwaren gør brug af maskinlæringsmetoder og gør det muligt for os at identificere mønstre hurtigt, at evaluere data rent og for at visualisere vores resultater, " siger Schütze.

Softwareværktøjet er tilgængeligt under en copyleft-licens. Under copyleft regler, enhver tilpasning af det originale værk, ændringer eller forbedringer er også bundet af den samme licens, som dækker det originale værk. "Enhver kan bruge open source-softwaren, forudsat at når resultaterne offentliggøres, forfatterne henviser til Dave, " siger Schütze.

Enhver mængde sensordata kan behandles med Saarbrücken-softwareværktøjet. Softwaren hjælper med hurtigt at finde de bedste veje at tage. "Dave er det modsatte af en sort boks. Softwaren gør beregningerne fuldstændig gennemsigtige. Den viser brugeren, at når de ændrer en bestemt parameter, det har en specifik identificerbar konsekvens. Visualiseringsmodulerne i Dave gør det også nemmere at optimere et målesystem. Brugeren kan løbe igennem, afprøve og visualisere forskellige varianter, og det hjælper brugeren med at finde de mest lovende varianter hurtigt og effektivt, " forklarer Manuel Bastuck, en forskningsassistent i Measurement Technology Lab og udvikleren af ​​Dave-softwaren.

"Ved at bruge Dave som et værktøj, vi var i stand til hurtigt at opnå nogle meget anerkendte resultater inden for tilstandsovervågning i "Industry 4.0"-applikationer. Resultaterne hjalp ikke kun med at løse selve måleproblemet, men også at konfigurere målesystemet mere enkelt og mere omkostningseffektivt, siger Andreas Schütze.