Splot 2. Systemy IT
🧠 Splot 2: Systemy IT i Sztuczna Inteligencja (Oprogramowanie, Chmura, Data Science)
Nadrzędny cel bloku: Stworzenie architektury zbierania, przechowywania i analizy danych środowiskowych dostarczanych przez drony (Blok 1) oraz autorskie czujniki i fotopułapki (Blok 3). Wszystkie działania realizowane są w oparciu o filozofię FOSS (Free and Open Source Software) i systemy z rodziny Linux/Android, dając uczestnikom unikalną możliwość zbudowania od zera systemu klasy Citizen Science bez pułapek licencyjnych.
🏛️ 1. Strategia Podziału Obciążeń AI: Lokalnie vs Chmura (On-Premises vs Hosting)
Aby zachować pełną suwerenność danych, zoptymalizować koszty i wyciągnąć maksimum wartości edukacyjnych dla uczestników, system analizy i AI dzielimy na trzy komplementarne warstwy:
[ WARSTWA EDGE AI ] ──> [ WŁASNE SERWERY CIK ] ──> [ HOSTING ZEWNĘTRZNY ]
(Seeed XIAO / RasPi 5) (Głębokie uczenie, GIS) (Kopia zapasowa, Web-Portal)
Filtrowanie i wstępna detekcja Trening modeli, główna baza Dostęp dla mieszkańców 24/7
- Warstwa Edge AI (Lokalnie na czujnikach): Analiza odbywa się bezpośrednio w terenie, na mikrokontrolerach Seeed Studio XIAO ESP32S3 i stacjach brzegowych Raspberry Pi 5. Modele o niskiej złożoności (np. TinyYOLO, MobileNet) automatycznie odrzucają "puste" zdjęcia i nagrania szumów wiatru. Cel edukacyjny: Nauka optymalizacji i odchudzania algorytmów pod kątem oszczędzania energii w terenie.
- Warstwa Centralna (Własne Serwery w CIK Komorów): Serce obliczeniowe projektu. Na potężnych stacjach roboczych w CIK odbywa się właściwe, głębokie uczenie (Deep Learning), trenowanie modeli na lokalnych zbiorach danych (np. specyficzne odgłosy ptaków z Doliny Utraty) oraz przetwarzanie ciężkich ortofotomap z dronów. Cel edukacyjny: Nauka administracji systemami Linux, zarządzania bazami danych i obsługi frameworków TensorFlow / PyTorch.
- Warstwa Publiczna (Hosting Zewnętrzny i VPS): Zewnętrzne serwery w architekturze chmurowej służą wyłącznie do hostowania publicznego portalu dla mieszkańców (Social Impact), zewnętrznych baz danych SQL (kopia zapasowa) oraz map korytarzy ekologicznych online. Zgoda z wytycznymi: Używamy czystych serwerów VPS (Virtual Private Server) z systemem Linux (np. Debian/Ubuntu), bez dedykowanych, zamkniętych usług AI oferowanych przez gigantów chmurowych (brak opłat za zapytania API, brak abonamentów).
🖥️ 2. Architektura Systemu Nadzoru, Zarządzania i FOSS
Cały system zarządzania rozproszoną siecią czujników IoT (monitoring stanu baterii w terenie, zasięgu sieci radiowej, statusu fotopułapek) budowany jest spontanicznie i elastycznie przez uczestników w oparciu o czyste narzędzia FOSS:
- Zarządzanie siecią i zbieranie danych: Wykorzystanie brokera Mosquitto MQTT do przesyłania lekkich komunikatów z terenu oraz bazy danych InfluxDB do przechowywania danych telemetrycznych.
- Wizualizacja i Alerting: Grafana (wersja Open Source) jako główny pulpit menedżerski projektu w CIK, wyświetlający w czasie rzeczywistym stan wszystkich urządzeń w gminie.
- Zarządzanie danymi przestrzennymi: QGIS (wersja desktopowa dla badaczy) połączona z bazą PostgreSQL/PostGIS zainstalowaną na serwerze CIK.
🧪 3. Własne Mini-Laboratorium Badawcze vs Placówki Zewnętrzne
Utworzenie własnego, niewielkiego, zautomatyzowanego laboratorium w CIK Komorów jest wysoce celowe i uzasadnione dydaktycznie. Dzielimy proces badawczy na dwa etapy:
Własne Mini-Laboratorium w CIK (Etap Edukacyjno-Prototypowy)
Uczestnicy nie tylko zbierają próbki eDNA czy wody z Utraty, ale budują proste urządzenia laboratoryjne DIY.
- Zadania automatyzacji: Wykorzystanie Raspberry Pi do budowy zautomatyzowanego stołu wirówki laboratoryjnej (druk 3D + silnik sterowany z RasPi), budowa autorskiej komory laminarniej z filtrami HEPA, czy spektrofotometru DIY do wstępnej oceny mętności i składu chemicznego wody.
- Wymiar edukacyjny: Nauka automatyzacji procesów laboratoryjnych (Robotic Process Automation), łączenie chemii/biologii z programowaniem i twardą mechaniką.
Zewnętrzne Placówki Badawcze (Etap Walidacji i Certyfikacji)
- Zadania: Nasze mini-lab służy do wstępnej selekcji i nauki. Próbki kluczowe (np. eDNA wykazujące obecność rzadkich ssaków w rejonie Paszkowianki) są wysyłane do certyfikowanych laboratoriów uniwersyteckich (np. SGGW lub Uniwersytet Warszawski). Twardy, niezależny certyfikat laboratoryjny ma bezdyskusyjną moc prawną w dokumentacji planistycznej dla gminy.