iMouse

integrated Monitoring & operation system in use within a standardized environment

Die Vision des iMouse Projektes ist eine einfache IT und Kameratechnik für eine 24/7 Überwachung, Alarmmeldungen und Auswertungen.


Disruption in der Forschungslandschaft durch eine einfach zu integrierende Retro-fit Lösung.


Herstellerunabhängig, basierend auf Open-Source Software.

der IIoT Projektansatz

Digitalisierung des Forschungsumfeldes

disruptive   |   independent   |   open-science   |  open-book   |   pre-competitive

Das Ziel des iMouse Projektes ist es, eine einfache, bezahlbare und integrierbare technische Lösung zu entwickeln,

um die verschiedenen Zielgruppen 
mit bildgebenden Verfahren besser als bisher unterstützen zu können.

Monitoring

Überwachung von bis zu 5 Mäusen in einer Hersteller unabhängigen standardisierten Umgebung

IoT Hardware Kit

Modulare und skalierbare Module wie eine Waage, Kameras und Sensoren

KI Environment

Maus Erkennung nach

• Individuum

• Haltung, Tätigkeit

• Anomalitäten

Analyse und Bewertung der erfassten Daten durch ein KI-System

Monitoring & Operating

iMouse TV: Monitoring & Operating System

  • Verbesserung des Tierwohls im Sinne von 3R

3R : replacing, reducing, refining animal experiments

  • Effizientere Überwachung der Versuchsreihen
  • Die Erhebung, Nutzung und Sicherung von Daten soll transparenter werden.
  • Datensätze sollen geteilt und und einem grösserem Forschungsfeld zugänglich gemacht werden
Fakten zur aktuellen Forschungslandschaft:
  • Die biometrische Forschung- und Entwicklung ist abhängig von der Verfügbarkeit von Daten.
  • Zur Erhebung dieser Daten werden global circa 200 Milionen Versuchstiere im Jahr eingesetzt.  
  • >60% davon in der Grundlagenforschung/ translationalen Forschung

die aktuelle Situation

...und warum wir etwas verändern wollen.
Aktuelle Vorgehensweisen in Tierlaboren

Die Tiere werden einzeln und vorrangig tagsüber, entgegen ihrer natürlichen Wachphasen, durch die Tierpfleger beobachtet.

Die Untersuchungen an den Tieren müssen durch manuelle Eingriffe in den Tierkäfigen durchgenommen werden.

Die erhobenen Daten werden handschriftlich in Papierordner oder digital, z.B. auf Festplatten, innerhalb der Einrichtung gesichert.

Hauptsächlich werden nur Daten, die einen direkten Erkenntnisgewinn zeigen ausgewertet und interpretiert gesichert…

Die Konsequenzen​

Keine Echtzeitüberwachung

Keine durchgängigen Verhaltensstudien möglich

Erhöhter Stresslevel bei den Tieren und damit verbunden Testverfälschungen

Zeit- und Arbeitsintensiv

Der Datenaustausch ist aufwendig und eingeschränkt

Das Risiko von Datenverlusten und Fehlerquellen ist relativ hoch

Die Daten können kaum einer breiten Zielgruppe, wie anderen Forschungseinrichtungen, zur Verfügung gestellt werden

Dabei gehen die möglich relevante Rohdaten verloren oder bleiben ungenutzt.

iMouse DIGI FRAME

Die skalierbare Erweiterung um bestehende Käfigsysteme

iMouse DIGI FRAME ist ein skalierbares System, das mittels Hard- und Softwareerweiterungen um bestehende Versuchskäfige eine 24/7 Beobachtung

und Kontrolle der Versuchstiere durch die Forscher und Tierpfleger ermöglichen kann. Die erfassten Daten können in Echtzeit eingesehen werden und

digital weiter geleitet, sowie aufgezeichnet werden.

DIGI FRAME ist von bestehenden Systemen und Herstellern unabhängig einsetzbar, da nur die Racks um die Käfige modifiziert werden, und nicht die Käfige selbst.

Die DIGI FRAME Komponenten sollen unabhängig von den vorhandenen und gängigen Racksystemen und Käfigen als Erweiterungen montiert werden können.

Der Vorteil für die Versuchstierhaltung liegt auf der Hand, da einerseits bestehende Systeme nachgerüstet werden können und andererseits die Arbeitsabläufe

der Tierhaltung beibehalten werden.  Bei den Kameras und der Compute Hardware achten wir explizit auf COTS Komponenten welche am Markt 

langjährig erprobt und problemlos erhältlich sind. Das hält die Lösung schlank, preiswert und hoch verfügbar. Um mittel bis langfristig Alarmmeldungen

und eine effiziente Unterstützung für die verschiedenen Zielgruppen bieten zu können, entwickeln wir die dafür benötigten Algorithmen (KI/AI) mit

den besten Forschern auf dem Gebiet des Tiefverhaltens zusammen.

Bei der Wahl der Software Konsole, welche den sicheren und personalisierten Zugriff auf die zu überwachenden Probanden ermöglicht, 

haben wir explizit eine Open-Source Lösung gewählt um einerseits auf bestehendes Know-How aufsetzen zu können und andererseits

die Abhängigkeit unserer Kunden zu reduzieren und darüber hinaus eine nachhaltige Lösung anbieten zu können die auch in Zukunft 

sicher betrieben werden kann, da es eine große Community gibt welche diese stetig weiterentwickelt.

Da eine aufeinander abgestimmte Hardware- und Software Lösung nur problemlos funktioniert wenn die Integration in die bestehende 

IT Landschaft gelingt, ist ein wichtiger Bestandteil unseres Angebotes genau diese Integration durch unsere Netzwerkspezialisten.

-> Technik und Komponenten

Cam2L

Cam4B

Cam1F

Cam3R

DDC

iScale

& Sensors (Humidity/ Temperatur)

Kameras und Compute Units:

 

Bei den Kameras nutzen wir lichtstarke Weitwinkel Objektive um die Käfige bestmöglich auszuleuchten.

Dazu gehört ebenso eine IR Beleuchtung um die Tiere nachts, wenn diese in ihrer natürlichen Wachphase aktiv sind, beobachten zu können.

Die verwendete Compute Hardware ist einfach und skalierbar, dass bedeutet eine Kamera pro Compute Einheit.
Eine Integration von bis zu 4 Kameras ist möglich.

iScale (die Waage):

 

Um die Tiere minimal zu stören haben wir eine integrierte Wiegelösung entwickelt, iScale. Durch diese ist es möglich die Tiere ohne
Menschinteraktion in ihrer natürlichen Umgebung wiegen zu können. Eine Differenzierung der Tiere beim Wiegeprozess ist anfangs
durch Ohrstanzen möglich, und ist Bestandteil des Forschungsprojektes um zukünftig eine automatische Wiegelösung zu erreichen.

Die Daten werden in den Video/ Bild Daten gespeichert und können ebenfalls in einer Datenbank abgelegt werden. 

Sensoren (Feuchtigkeit und Wärme):

 

Darüber hinaus sind ebenfalls Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit dem Zeit/ Datumsstempel kombinierbar.  

Diese Lösung ist am Markt einzigartig.

 

DDC (digitale Datenkarte):


Als weitere Option bieten wir mit unserem Forschungsprojekt DDC (Digitale Datenkarte) die Anbindung via API an die verwendete
ERP Datenbank, z.B. Scionics/ PyRat um die Anzeige der Tierdaten vor Ort ohne analoge Umwege zu synchronisieren.

Dadurch können Fehler vermieden werden und dem Tierpflegepersonal Zeit- und Konzentrationsarbeit abgenommen werden.

-> Integration und Retrofiting

Die Nutzer können auf Ihren Account zugreifen, und die Daten speichern, auswerten und mit anderen Personen teilen 

iMouse

TV

Monitoring & operating System

Bei Montage an bestehendem System:

• einfache Handhabung

• Beibehaltung bisheriger Prozesse

• Keine Modifikationen der Käfige

DIGI

FRAME

das Digitale Labor

Was heute schon machbar ist...

Retro-fit Lösung. 

Bestehende Systeme können um die iMouse Funktionalität ergänzt werden. 

Einzelne Käfige können damit temporär separiert und durch das iMouse System überwacht werden.  

Die Funktionalität:


  • 24/7 live monitoring system
  • Night & Day recording (IR mode)
  • Online access (also with portable devices)
  • Post-OP Überwachung mit bis zu 4 Kameras
  • Zusammenschaltung von verschiedenen Zielgruppen auf einen Cage 
  • Gewichtserkennung (Forschungsprojekt)
  • Aditional sensors (Temp./ Humidity)
  • Trinkverhalten screening (Forschungsprojekt)
  • ERP Integration mit möglicher DDC (Gewichtsdaten zurückspielen in das ERP)
  • Optional ML/AI development (Forschungsprojekt)

Integrations-Prozess

Die Voraussetzungen und Arbeitsschritte zu Ihrer iMouse Lösung

Infrastruktur

• Integration an bestehende Server

• iMouse Server im Institut

• iMouse server ist Eigentum

  von IIoT-Projects

Netzwerkanforderungen

• 4G/5G (keine Infrastruktur verfügbar)

• W-LAN (wenn vorhanden, bis zu 2 Käfigen)

• LAN (erforderlich für mehr als 2 Käfige)

Für Daten Streaming – Bandbreite ist erforderlich

--- zeitlicher Ablauf --->
Kick-Off
Netzwerk Integration
Software
Integration
Hardware Integration
Daten und
Zugang
Service

IT (Kunde)

Tierstall

IIoT-Projects IT

IT (Kunde)

 

IIoT-Projects IT

Tierpfleger

Experimentsleiter

Experimentator

Daten Analyst

IT Support

Tierpfleger

IIoT-Projects IT

IIoT Projects Installer

Experimentsleiter

Experimentator

Daten Analyst

IIoT-Projects IT

Tierhausleitung

IIoT-Projects IT

IIoT Projects Installer

Zielgruppen

100% Transparenz:

• Infrastruktur

• Zusammenspiel

• DMP Funktion

• Service Konzept

• Kosten

 

• Netzwerk Zugang 

• Regeln angepasst

• Computer

  Hardware

  eingebunden

 

• Lizenzen

  (PC/ Tab/ Mobile)

• Funktionen

   beschrieben

• Usability

  angepassst

• Arbeitsablauf

   finalisiert

 

 • Rack und Standort

  eingerichtet

• Kamera integriert

• Computer

  Hardware

  installiert

 

• Infrastructure

• Datenanalyse

• Funktionalität

• Download-

   aktivitäten

• Speicherung

• Optimierungs-

   Workshop &

   Diskussion

 

• Problemlösungen

• Austausch

• Updates

• Jahresservice

• Finaler

  Kostenabgleich

Ergebnisse

GAIA-X Hub, Domain Health

Unser Use Case

"iMouse - Entwicklung einer ganzheitlichen Fallakte für Labornager"

ist integraler Bestandteil des GAIA-X Hub (Domain Health),

die Stimme der Nutzer des Gaia-X Ökosystems und die zentrale Anlaufstelle für Interessenten in Deutschland.

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