Das Datenlabor: Ein simuliertes Messjahr und ein Werkzeugkasten gegen Störsignale

Bei OpenMycoNet gilt: erst Messdaten, dann alles andere. Damit die Daten der ersten echten Messknoten nicht in einer improvisierten Umgebung landen, haben wir das Datenlabor schon jetzt gebaut und getestet.

Was ist das Datenlabor?

Es ist die Umgebung der BioComm-Software, in der Messreihen gespeichert, verdichtet, gefiltert und dargestellt werden. Du siehst Tagesverläufe, vergleichst Messgrößen und wechselst zwischen Szenarien.

Womit arbeitet es heute?

Ausschließlich mit simulierten Daten. Auf dem Produktivsystem liegt ein vollständiges simuliertes Messjahr: 6 Szenarien, 13 Messreihen und 9 Messgrößen, insgesamt rund 51 Millionen Einzelwerte. Darunter sind bioelektrische Spuren mit 250 Werten pro Sekunde. Jede Ansicht ist dauerhaft als Simulation gekennzeichnet.

Die größte Herausforderung: Störsignale

Bioelektrische Signale aus Myzel sind schwach. Sie liegen im Bereich von Mikro- bis Millivolt und verändern sich langsam. Im Feld werden sie leicht von elektrischen Störsignalen überlagert, umgangssprachlich: Störgeräuschen. Ursachen sind zum Beispiel schwankender Elektrodenkontakt, Feuchte- und Temperaturwechsel oder elektrische Einstreuungen. Wer Messungen aus dem Feld auswerten will, muss deshalb zuerst Signal und Störung auseinanderhalten können. Erst danach ergibt eine Aussage über Pilze Sinn.

Dafür ist das Datenlabor ausgelegt

Ein eigenes Szenario enthält bewusst technische Störfälle: einen Geräteneustart mit Aufzeichnungslücke, zwei Tage fehlende Daten, einen übersteuerten Messverstärker, einen Zeitsprung der Geräteuhr und einen Sensorfehler. Solche Störungen werden an den Daten markiert und in der Ansicht sichtbar gemacht, statt sie stillschweigend zu glätten oder zu löschen. Fehlende Werte erscheinen als Lücke, nie als Null. In den Stimulationsszenarien läuft zudem jeweils eine Kontrollreihe ohne Stimulation mit. So lässt sich eine mögliche Wirkung später von Störungen und natürlichen Schwankungen unterscheiden.

Ob und wie gut sich Störungen im Feld tatsächlich trennen lassen, können erst echte Messungen zeigen. Das Datenlabor sorgt dafür, dass wir dann nicht erst anfangen müssen, die Werkzeuge zu bauen.

Was sagt das aus und was nicht?

Der Test zeigt, dass Speicherung, Verdichtung und Darstellung auch unter realistischer Last funktionieren. Über Biologie sagt er nichts. Wer hier Muster sucht, findet nur die Muster, die wir selbst hineingerechnet haben. Das gilt auch für die Störfälle: Sie stammen ebenfalls aus unserer Simulation. Der Test zeigt, dass das System bekannte Störungen erkennt und kennzeichnet. Ob es unbekannte Störungen im Feld zuverlässig findet, zeigt er nicht.

Wie geht es weiter?

Sobald echte Messknoten Daten liefern, ersetzen diese die Simulation. Die simulierten Daten werden nicht archiviert, nicht mit Messdaten vermischt und nicht für KI-Training verwendet. Echte Messdaten veröffentlichen wir unter CC BY 4.0, damit die Wissenschaft sie prüfen kann, ohne uns vertrauen zu müssen.

Ausprobieren:

Eine Vorschau mit simulierten Daten gibt es auf der Erklärseite des Datenlabors. Das vollständige Datenlabor steht nach kostenloser Registrierung offen.