Förderung neuer optischer Systeme mit integrierter Datenverarbeitung

Photonische Prozessketten
07.12.2018
Erstellt von Photonik Forschung Deutschland

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt die Erforschung innovativer Lösungen zur optischen Signalverarbeitung. Die neue Fördermaßnahme „Computer-Aided Photonics – Ganzheitliche Systemlösungen aus photonischen Verfahren und digitaler Informationsverarbeitung“ ermöglicht vielfältige Anwendungen.

© panthermedia.de/firefox
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Ziel ist es, photonische Verfahren – insbesondere im Bereich der Bildaufnahme und Sensorik – mit Verfahren und Algorithmen aus dem Bereich des maschinellen Lernens zu kombinieren. Die Systeme sollen wirtschaftlich und anwendungsorientiert gestaltet sein. Hinsichtlich der möglichen Anwendungsfelder stellt sich die Fördermaßnahme bewusst breit auf: Recycling- und Abfallwirtschaft, Medizintechnik, Produktion, Sicherheit, Land- und Nahrungsmittelwirtschaft sind nur einige Beispiele für den späteren Einsatz.

Software- und Optikdesign ganzheitlich erforschen

Bisher werden Algorithmen zur Bildverarbeitung und optische Komponenten zur Bildaufnahme bzw. optische Messsysteme weitgehend unabhängig voneinander erforscht und entwickelt. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass die Entwicklung aufeinander abgestimmter Software- und Optikdesigns zu vorteilhaften Synergien und innovativen Lösungen führt. Deshalb zielt die neue Fördermaßnahme „Computer-Aided Photonics – Ganzheitliche Systemlösungen aus photonischen Verfahren und digitaler Informationsverarbeitung“ darauf ab, neue optische Systeme zu entwickeln, die durch ein ganzheitliches Design von Lichtquelle, Optik, Detektor, Licht-Materie-Wechselwirkung und der datenverarbeitenden Algorithmik einen Mehrwert aus den im Licht vorhandenen Informationen ziehen.

Die Herausforderung besteht dabei zum einen in der Entwicklung neuer Hardware wie plenoptischen Kameras, Ptychographie und kohärenter Beugungsabbildung. Zum anderen in der Erforschung dazu passender Lösungen für die Datenverarbeitung, die beispielsweise auf Methoden des maschinellen Lernens, neuronaler Netze und künstlicher Intelligenz basieren. Da je nach Anwendung eine Echtzeitfähigkeit der Systeme erwünscht oder sogar notwendig ist, sind in diesem Zusammenhang Ansätze zur schnellen Übertragung von Sensordaten und zur sensornahen Daten(vor-)verarbeitung gefragt.

Rahmenbedingungen der Förderung

Gefördert werden risikoreiche vorwettbewerbliche Forschungs- und Entwicklungsvorhaben mit direktem Bezug zur Photonik, die technologieübergreifend und anwendungsbezogen sind. Die Forschungsverbünde sollen interdisziplinär aufgestellt sein und die gesamte Prozesskette der Informationsverarbeitung, beispielsweise von der Erhebung der Sensordaten bis zur Visualisierung abdecken. Sie sollen sich auf ausgewählte Anwendungen konzentrieren und von dort ausgehend die Spezifikationen für das rechnergestützte, photonische System sowie die zu lösenden Forschungs- und Entwicklungsprobleme ableiten.

Einreichungsfrist für Projektskizzen: 16. April 2019

Zur Bekanntmachung „Computer-Aided Photonics – Ganzheitliche Systemlösungen aus photonischen Verfahren und digitaler Informationsverarbeitung“