17 Juni KI löst Innovationsschub in der Photonik aus
Die fortschreitende Digitalisierung und sensorische Prozessüberwachung liefert Rohdaten, aus denen sich Informationen mit Mehrwert schöpfen lassen. Das beschleunigt Forschungs- und Entwicklungsprojekte, spart Iterationsschleifen im Design von Optiken und Strahlengängen und senkt im Zusammenspiel mit Virtualisierung, die von Künstlicher Intelligenz (KI) unterstützt wird, die Anzahl realer Versuche.
Der photonisch getriebene Fortschritt in der Sensorik, Bildgebung und Datenverarbeitung ebnet beispielsweise den Weg zu einer Echtzeit-Prozessüberwachung als Basis einer KI-basierten On-the-fly-Anpassung der Prozessparameter. So rückt die Vision selbstlernender Maschinen und letztlich geschlossener Regelkreise in der Laserbearbeitung näher.
Hersteller und Integratoren setzen KI zur automatisierten Bauteiloptimierung und für effizientere, produktivere und weniger störanfällige Prozessketten beim Schneiden, Biegen und Schweißen per Laser ein. Neuronale Netze filtern bisher unzugängliche Information aus großen Datenmengen. In laufenden Laserprozessen und im Qualitätswesen unterstützt KI die Detektion, Segmentierung und Bewertung verborgener Defekte und Anomalien in Kamera- oder Computertomografieaufnahmen. In Kliniken und Labors sorgt sie für schnelle, sichere Befunde.
KI in den Life Sciences
Mikroskopieanbieter nutzten die Technologie entlang der gesamten Prozesskette: KI hilft beim Platzieren und Erkennen der Proben, unterstützt die Fokuseinstellung und Bilderfassung und korrigiert das Rauschen beim Mikroskopieren lebender Zellen. Sie automatisiert die 3-D-Rekonstruktion, Bildsegmentierung und Objektklassifizierung. Die Skalierung führt zu belastbareren Befunden in Forschung und Diagnostik, da der KI-basierten Analytik viel größere Datenvolumen zugrunde liegen.
KI für die Lasertechnik
Mittelständler wie Precitec oder Scansonic sind nach eigenen Angaben weit fortgeschritten, wenn es um das KI-unterstützte Laserschweißen, Laserlöten und die begleitende Messtechnik geht. „KI-Methoden verändern den Alltag in der photonischen Industrie“, sagt Dr. Markus Kogel-Hollacher, Geschäftsführer des Arbeitskreises Lasertechnik und Verantwortlicher für Forschungs- und Entwicklungsprojekte der Precitec Group. Gerade in der Laserbearbeitung ist das Potenzial von KI groß, betont der Geschäftsführer. Denn wo Photonen in Werkstücke eindringen und ihre Wirkung entfalten, gibt es viele Unwägbarkeiten. Es gilt, alle wesentlichen Prozesseingangsgrößen präzise einzuhalten, um Qualitätsschwankungen auszuschließen. Sensorik und KI helfen und erweitern die Optionen: „Es geht nicht mehr nur um gut oder schlecht, sondern mit KI entlocken wir optischen Prozessdaten präzise Aussagen über physikalische Eigenschaften wie die Festigkeit oder den Übergangswiderstand einer Schweißnaht“, erklärt Kogel-Hollacher. So schaffe die KI-gestützte Inline-Qualitätsüberwachung reale Mehrwerte beim Laserschweißen von Batterien, Brennstoffzellen oder Verbraucherelektronik.
Photonik für Smart Factories und energieeffiziente KI-Rechenzentren
Christoph Franz, Geschäftsführer bei 4D Photonics, sieht es ähnlich: „Es braucht für smarte Fabriken der Zukunft schlanke, flexibel integrierbare Lösungen, die eine KI-gestützte multisensorische Prozessüberwachung und -auswertung ermöglichen.“ KI filtert aus den generierten Sensordaten relevante Informationen für Prozessverbesserungen. Um diese Daten zu generieren, setzt 4D Photonics auf multispektrale Bildgebung. Ein einziger Sensor liefert unkompliziert, schnell und dynamisch die nötigen Daten, um Laserprozesse in der erforderlichen Präzision zu durchleuchten und relevante Informationen zur Ursache von Fehlern im Prozess zu liefern, erklärt Franz.
Die Wechselwirkung von Photonik und KI geht darüber hinaus: Anbieter von Integrated Photonics, darunter Coherent oder Q.ant, treiben rein optische Rechenprozesse und Datenübertragungen voran. „Unsere photonischen Prozessoren ersetzen Elektronen durch Licht und schaffen so die Möglichkeit, den Energiebedarf um das 30-Fache zu senken, bei einer zugleich um Faktor 50 erhöhten Rechendichte“, berichtet Q.ant-Geschäftsführer Dr. Michael Förtsch. Ein echter Paradigmenwechsel. Sein Fazit: „Eine besser skalierbare, kostengünstigere und energieeffizientere KI-Zukunft ist möglich“. Der Weg dahin führt über die Photonik.
Photonik meets KI und Robotik
Die Laser World of Photonics 2025 in München greift den Megatrend KI in der Photonik unter anderem im Application Panel ‚Von der Theorie zur Praxis: Implementierung von KI in laserbasierten Fertigungsprozessen‘ am Dienstag, 24. Juni, von 11:00 bis 13:00 Uhr, Halle B3 auf. Außerdem gibt es eine themenspezifische Sonderschau von Laser World of Photonics und Automatica mit Exponaten und Vorträgen unter dem Titel ‚Photonics meets Robotics: AI Success Stories‘ in Halle A3.
Quelle und Bild: messe-muenchen.de