Hochdichte Speicherlösungen und fortschrittliche KI haben erhebliche Auswirkungen auf die Überwachung, den Schutz und das Verständnis von Tierpopulationen.
An der Schnittstelle zwischen Spitzentechnologie und Naturschutzbemühungen haben die Zoological Society of London (ZSL) und PEAK:AIO einen innovativen Ansatz für das Datenmanagement für Wildtierstudien entwickelt. Diese Zusammenarbeit, die den Einsatz von hochdichtem Solidigm-Speicher und fortschrittlicher KI umfasst, hat erhebliche Auswirkungen auf die Überwachung, den Schutz und das Verständnis von Tierpopulationen. Das Herzstück dieses Projekts ist die PEAK:AIO-Lösung, die von Solidigms D5-P5336 61.44 TB QLC-Laufwerken angetrieben wird und die Infrastruktur für die schnelle Datenspeicherung und -analyse bereitstellt. So können Forscher schnellere und genauere Entscheidungen treffen, die letztendlich den Naturschutzbemühungen zugutekommen.
Wir hatten kürzlich die Gelegenheit, den Londoner Zoo zu besuchen und zu erkunden, wie die Datenspeichersysteme und hochmodernen KI-gesteuerten Plattformen von PEAK:AIO vom ZSL genutzt werden, um riesige Datenmengen zu verarbeiten, die aus Wildtierüberwachungsprojekten stammen, die vom städtischen Schutz für Igel bis zur globalen Artenbeobachtung reichen. Der Zoo kann die Herausforderungen des Datenmanagements bewältigen, die mit modernen Artenschutzbemühungen einhergehen, indem er modernste Speicher- und KI-Technologien integriert. Wir hatten auch das Privileg, diese Innovationen mit Mark Klarzynski, CEO und Gründer von PEAK:AIO, zu besprechen. Professor Chris Carbone, ein Professor für zoologisch-technischen Artenschutz, und andere, die an dieser bahnbrechenden Initiative beteiligt waren.
Von Igeln zum globalen Artenmonitoring
Eines der faszinierendsten Projekte der ZSL befasst sich mit dem Schutz urbaner Wildtiere und konzentriert sich dabei speziell auf die Igelpopulationen in London. Chris Carbone berichtete uns von den Herausforderungen, denen Igel ausgesetzt sind, eine Art, deren Lebensraum durch menschliche Aktivitäten zunehmend fragmentiert wird. „Sie haben Schwierigkeiten, sich zwischen Populationen zu verteilen“, sagt Carbone, „was zu Problemen wie Inzucht führt.“ Dieses Problem ist bei vielen Arten weltweit verbreitet, da die Urbanisierung in natürliche Lebensräume eindringt.
Naturschützer versuchen, dem entgegenzuwirken, indem sie Wege oder „grüne Korridore“ anlegen, die es Tieren wie unseren Igeln ermöglichen, sich frei zwischen isolierten Lebensräumen zu bewegen. Bewusstsein und öffentliches Engagement sind jedoch entscheidende Faktoren für den Erfolg dieser Initiativen. Die ZSL konzentriert sich auch darauf, die Menschen auf die lokalen Wildtierpopulationen aufmerksam zu machen und sie zu ermutigen, bei der Erhaltung dieser Grünflächen zu helfen, indem sie kleine Schritte unternehmen, um den Tieren ein Gedeihen in ansonsten schwierigen Umgebungen zu ermöglichen.
Aber wo kommen Solidigm SSDs mit hoher Kapazität und NVIDIA DGX-Supercomputer ins Spiel? Laut Carbone sind sie zu entscheidenden Werkzeugen geworden. Moderne Technologien zur Wildtierüberwachung haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten rasant weiterentwickelt und ermöglichen es Forschern, riesige Datenmengen zu sammeln. Diese Daten bringen jedoch auch Herausforderungen mit sich – Speicherung und Analyse.
Die Datenexplosion: Von Kamerafallen bis zur Genomik
In den Anfängen der Wildtierbeobachtung waren Kamerafallen revolutionär, hatten aber ihre Grenzen. Chris erinnerte sich an die Zeit, als Filmkameras nur 36 Bilder aufnehmen konnten, was oft zu verpassten Gelegenheiten führte. „Eine Affenherde verbrauchte vielleicht schon am ersten Tag den ganzen Film, und dann blieb nichts Brauchbares übrig.“ Heute können moderne Digitalkameras Zehntausende von Bildern aufnehmen und Forschern so ein viel umfassenderes Bild des Verhaltens von Wildtieren liefern.
Die Menge der generierten Daten ist exponentiell gewachsen, insbesondere durch die weltweiten Naturschutzbemühungen mit Kamerafallen in mehreren Ländern. Indiens Kamerafallen beispielsweise gehören zu den größten der Welt. Sie setzen über 10,000 Kameras ein und erzeugen Millionen von Bildern. Die Londoner HogWatch-Projekthat ebenfalls über 15 Millionen Bilder gesammelt. Angesichts der rasanten Datenerfassung ist die Verwaltung und Verarbeitung derart großer Datensätze zu einer großen Herausforderung geworden.
Auch die Genomik ist ein Bereich, der zur Datenflut beiträgt. Früher analysierten Forscher kleine Fragmente tierischer Genome, um Populationsstrukturen zu verstehen. Doch mit der zunehmenden Erschwinglichkeit und Zugänglichkeit der Sequenzierung ganzer Genome sind die Datensätze inzwischen auf Terabyte angewachsen. Umwelt-DNA-Projekte (eDNA) Tragen Sie weiter zu diesem Wachstum bei, indem Sie DNA-Spuren in der Umwelt nutzen, um Artenpopulationen zu untersuchen.
Dank der hochmodernen Dichte der Solidigm QLC SSDs haben die an diesen Projekten arbeitenden Teams viel Platz für ihre aktuelle Arbeit und haben auch in absehbarer Zukunft Kapazitäten frei. Dadurch konnte das Projekt so geplant und aufgebaut werden, dass es keine ständigen Upgrades benötigt, um den Datenbedarf zu decken.
Bau eines Supercomputers in einem Zoo
Eine der eher unerwarteten Herausforderungen, mit denen das Team bei der Installation des neuen Edge-Rechenzentrums im Zoo konfrontiert war, betraf die Außenkühleinheit und eine Gruppe chinesischer Wasserrehe. Das Kühlsystem, das für die Aufrechterhaltung der richtigen Temperatur für die Hochleistungs-Computerausrüstung unerlässlich ist, befand sich in der Nähe eines Gebiets, das von diesen empfindlichen Tieren bewohnt wird. Während des Upgrades der Kühleinheit auf eine größere Einheit störten der Lärm und die Aktivität der Anlage die Hirsche, sodass das Team seine Pläne sorgfältig anpassen musste, um den Komfort und die Sicherheit der Tiere zu gewährleisten.
Die Lösung bestand darin, die Wasserhirsche während der Arbeiten vorübergehend in einen sichereren und ruhigeren Bereich innerhalb des Zoos umzusiedeln. Die Situation war jedoch komplexer als bei den meisten Rechenzentrumsinstallationen und verdeutlichte die besonderen Herausforderungen beim Einsatz von Technologie in Umgebungen, die mit Wildtieren geteilt werden. Nachdem die Kühlanlage installiert und die Tiere in ihren Lebensraum zurückgebracht worden waren, setzte das Team das Projekt mit minimaler Störung des täglichen Zoobetriebs fort.
Edge Computing im Londoner Zoo
Angesichts des Datenvolumens benötigte ZSL ein leistungsstarkes und dennoch kompaktes Rechenzentrum, um diese riesigen Datensätze zu verarbeiten. Hier kommt PEAK:AIO und seine am Rand bereitgestellte Hochleistungsspeicherlösung ins Spiel. Diese Lösung unterstützt die Bildgebungs- und Genomik-Workloads des Zoos. Im Edge-Rechenzentrum in den Büros von ZSL im Londoner Zoo bieten zwei DGX-Plattformen von NVIDIA in Kombination mit PEAK:AIO-Systemen bemerkenswerte 1.2 Petabyte redundanten und sicheren Hochgeschwindigkeitsspeicherplatz.
Mark Klarzynski, CEO und Gründer von PEAK:AIO, erklärt, dass diese Speichersysteme so konzipiert sind, dass sie den Anforderungen von KI-Workloads und den Anforderungen des Naturschutzes gerecht werden. Die DGX-Systeme ermöglichen eine schnelle KI-Verarbeitung, die Millionen von Bildern in kürzerer Zeit analysieren kann als herkömmliche Computer-Setups. „Wir verschieben die Leistungsgrenzen auf so kleinem Raum“, sagte Mark. „Es geht nicht nur darum, die Daten zu speichern, sondern auch darum, sie so schnell und effektiv wie möglich zu verarbeiten.“
Mit RDMA über NFS und NVMe über Fabric können diese Speichersysteme einen Hochdurchsatzzugriff auf Daten bieten, der bei der Verarbeitung von Daten in dem von ZSL geforderten Umfang erforderlich ist. GPU-beschleunigte KI-Workloads erfordern dieses Leistungsniveau, insbesondere bei Aufgaben wie der Artenklassifizierung und Objekterkennung in Bildern.
Die Rolle der KI im Naturschutz
Eines der herausragenden KI-Tools, die im Londoner Zoo zum Einsatz kommen, ist der MegaDetector von Microsoft. Dieses KI-Modell ist maßgeblich an der Automatisierung der Bildvorverarbeitung beteiligt, indem es nicht relevante Objekte wie Menschen oder Autos erkennt und herausfiltert und Tiere für die weitere Analyse isoliert. Früher konnte ein Standard-Laptop nur wenige Bilder pro Minute verarbeiten, doch mit der neuen Infrastruktur können im gleichen Zeitraum Tausende von Bildern verarbeitet werden.
Dies ist nur der erste Schritt in einem komplexeren KI-gesteuerten Prozess. Nach der ersten Filterung werden KI-Modelle zur Artenerkennung eingesetzt – eine weitaus anspruchsvollere Aufgabe. „Man sollte meinen, dass wir das inzwischen besser können“, sinniert Carbone, „aber es ist unglaublich schwierig.“ Die Vegetation verdeckt oft Tiere, was es für die KI schwierig macht, Arten richtig zu klassifizieren. Neue Techniken, wie etwa die Verwendung von Begrenzungsrahmen zur Fokussierung der KI-Aufmerksamkeit, verbessern jedoch die Genauigkeit.
Sobald die Bilder markiert und analysiert wurden, können die Daten in komplexere Modelle eingespeist werden. Diese Modelle liefern Naturschützern wichtige Erkenntnisse, wie etwa Populationsschätzungen und Interaktionsmuster zwischen Arten. Die Ergebnisse dieser Analysen helfen bei der Gestaltung von Naturschutzstrategien in London und auf der ganzen Welt.
Echtzeit-Backup und Datensicherheit
Datenintegrität ist entscheidend, wenn es um wertvolle Daten geht. PEAK:AIO verfügt über integrierte redundante Backup-Systeme, um sicherzustellen, dass keine dieser Daten verloren gehen. Der 1.2 PB große Solidigm-Speicher wird mithilfe von NVMe über RDMA nahezu in Echtzeit gesichert, und die Daten können fast sofort wiederhergestellt werden, ohne dass ein herkömmlicher Wiederherstellungsprozess erforderlich ist. Klarzynski betont: „Sie stellen die Daten nicht wirklich wieder her, Sie verwenden sie einfach.“
Für zusätzliche Sicherheit sorgt der Backup-Prozess dafür, dass die Daten unveränderlich sind, d. h. sie können nicht manipuliert werden – ein entscheidendes Merkmal angesichts der sensiblen Natur von Konservierungsdaten. Sollte etwas schiefgehen, sind die Daten sofort zugänglich und jahrelange Forschung ist somit gesichert.
Die Zukunft der Konservierungstechnologie
Mit der Ausweitung der Artenschutzbemühungen steigt auch die Nachfrage nach fortschrittlichen Technologielösungen. Die Arbeit im Londoner Zoo dient als Modell dafür, was möglich ist, wenn man KI, Hochleistungsrechnen und Edge-basierte Speichersysteme kombiniert. Mark von PEAK:AIO weist darauf hin, dass sie zwar bereits Unglaubliches erreicht haben, aber damit nur an der Oberfläche kratzen. „Es gibt Dinge, die KI kann, von denen wir noch nicht einmal wissen“, sagt er.
Die globale Zusammenarbeit wird in Zukunft wahrscheinlich noch wichtiger werden. Forscher stellen sich globale Kamerafallennetze vor, die ähnlich wie Wetterstationen funktionieren und Echtzeitdaten über Arten und Ökosysteme auf der ganzen Welt liefern. Angesichts der zunehmenden Umweltprobleme werden diese Technologien zu unverzichtbaren Werkzeugen im Kampf zum Schutz der Tierwelt unseres Planeten.
Schlussfolgerung
Die Zusammenarbeit zwischen ZSL, PEAK:AIO und Solidigm im Londoner Zoo zeigt, wie Technologie reale Veränderungen im Naturschutz bewirken kann. Durch den Einsatz von Hochleistungsspeichern und KI können Naturschützer riesige Datenmengen in Rekordzeit verarbeiten und so neue Erkenntnisse über das Verhalten von Tieren, Populationsdynamik und die Gesundheit von Ökosystemen gewinnen. Die Zukunft des Artenschutzes ist unbestreitbar digital, und Projekte wie diese prägen die Art und Weise, wie wir die am stärksten gefährdeten Arten unseres Planeten schützen.
Dieser Bericht wird von Solidigm gesponsert. Alle in diesem Bericht geäußerten Ansichten und Meinungen basieren auf unserer unvoreingenommenen Sicht auf das/die betrachtete(n) Produkt(e).
Beteiligen Sie sich an StorageReview
Newsletter | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | RSS Feed
