Die Hochschule Landshut entwickelt gemeinsam mit der Universität Passau und der Micro-Epsilon Messtechnik GmbH ein innovatives Verfahren, mit dem sich optische 3D-Messaufbauten mit Hilfe von KI schneller als bisher realisieren lassen und selbst optimieren können.
Um die Nähte eines Airbags im Autocockpit auf kleinste Defekte hin zu überprüfen oder optische Bauteile wie beispielsweise Linsen zu kontrollieren, braucht es eine hochpräzise Technik. Bisher mussten jedoch die zugehörigen Messaufbauten für jede neue Messaufgabe umständlich neu ausgelegt und in aufwändigen Laborversuchen optimiert werden, je nach Größe und Beschaffenheit des Objekts. Das soll sich nun ändern: Die Hochschule Landshut startete im August die Entwicklung eines innovativen Verfahrens, das ermöglicht, mit Hilfe von Modellbildung und künstlicher Intelligenz kamerabasierte 3D-Messaufbauten effizienter als bisher zu realisieren. Das Projekt KISSMe3D wird vom Freistaat Bayern mit rund 1,24 Millionen Euro finanziert. Die Hochschule Landshut erhält eine Förderung in Höhe von 362.100 Euro. Am Projekt beteiligt sind die Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG in Ortenburg und das Institut für Softwaresysteme in technischen Anwendungen der Informatik (FORWISS) der Universität Passau.
Um das ehrgeizige Ziel zu erreichen, sollen das zur Auslegung und Optimierung solcher Aufbauten erforderliche Ingenieurswissen und die zugehörige Erfahrung im Rechner nachgebildet werden. Dies soll mit einer cleveren Kombination aus Methoden der physikalischen Modellierung, wie sie beispielsweise auch für die Visualisierung bei Videospielen angewendet werden, und künstlicher Intelligenz geschehen. Zu den Messverfahren, für die diese neue Methode eingesetzt werden kann, zählen bei KISSMe3D das Lichtschnittverfahren, die Deflektrometrie zur Messung von spiegelnden Oberflächen wie etwa Linsen oder Smartphone-Displays und die Streifenprojektion für matte Gegenstände wie zum Beispiel Spritzguss-Kunststoffteile. Damit kommen Laser, Bildschirm und Projektor zum Einsatz. Diese drei unterschiedlichen Lichtquellen sowie die Eigenschaften der verwendeten Kameras sollen nun am PC möglichst realistisch beschrieben werden, damit die optimale Anordnung für jede neue Messaufgabe „auf Knopfdruck“ ermittelt werden kann. „Auf diese Weise lässt sich der Entwicklungsprozess enorm beschleunigen. Die Konzeptionierung, die aktuell durchaus mehrere Wochen bis Monate dauern kann, erfolgt dann vollautomatisch im Rechner“, erklärt Prof. Dr. Christian Faber, Projektleiter an der Hochschule Landshut, der mit seinem wissenschaftlichen Mitarbeiter Simon Hartel vor allem für die physikalische Modellbildung zuständig ist.
Prof. Dr. Christian Faber von der Hochschule Landshut und sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Simon Hartel am Deflektometriesystem Foto: Hochschule Landshut
KI-basiertes Sensor-Learning
Kameras, Objektive, Bildschirm und Projektor lassen sich damit am PC so modellieren, bis ein „Digitaler Zwilling“ entsteht. „Man muss nun nicht mehr in der Praxis Kameras montieren, sondern kann alles am Rechner simulieren“, erläutert Faber. „Gerade bei Objekten mit komplexer Oberflächenstruktur lohnt es sich aber ab einem gewissen Punkt nicht mehr, die Modellierung immer genauer – den Digitalen Zwilling also immer ‚naturgetreuer‘ – zu machen. Ab da setzt die künstliche Intelligenz ein, die aus den Messdaten selbst lernt.“ Das intelligente System optimiert sich für die neue Messaufgabe automatisch – ein immenser Vorteil für die Fertigungsproduktion. Ziel ist, die Einrichtungszeit bei der Inbetriebnahme um Faktoren zu reduzieren und ein optimales Messsystem in wenigen Schritten zu erreichen, das sich beim Endkunden durch selbstadaptierende Sensorik selbst kalibriert und weiter anpasst.
Die praktische Umsetzung dieses Projekts erfordert vielseitige Kompetenzen, sowohl im Bereich der optischen und physikalischen Grundlagen, KI-Methoden, Algorithmik und Sensortechnologie als auch Kenntnis über industrielle Anforderungen. Deshalb ergänzen sich die drei Projektpartner ideal: Während an der Hochschule Landshut die Modellbildung für die optische Messtechnik im Vordergrund steht, liegt der Schwerpunkt KI-Entwicklung bei der Universität Passau. Das Unternehmen Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG fokussiert sich auf die Spezifikation der Anwendungsszenarien, die Bereitstellung geeigneter Sensorkomponenten und den Aufbau der Demonstratoren.
Über KISSMe3D:
Das Projekt Modellbildung und Künstliche Intelligenz für bessere Sensorsysteme in der 3D-Messtechnik (KISSMe3D) läuft noch bis Januar 2025. Projektleiter an der Hochschule Landshut ist Prof. Dr. Christian Faber. Projektpartner sind das Institut für Softwaresysteme in technischen Anwendungen der Informatik (FORWISS) an der Universität Passau und die Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG in Ortenburg als Konsortialführer.
Projektname:
Modellbildung und Künstliche Intelligenz für bessere Sensorsysteme in der 3D-Messtechnik (KISSMe3D)
Projektpartner:
Hochschule Landshut
Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG in Ortenburg
Institut für Softwaresysteme in technischen Anwendungen der Informatik (FORWISS) an der Universität Passau
Projektleitung an der Hochschule Landshut:
Prof. Dr. Christian Faber
Förderung Hochschule Landshut:
362.100 Euro
Voraussichtliche Gesamtkosten für das Projekt:
2,27 Millionen Euro
Finanzierung:
FuE-Programm „Informations- und Kommunikationstechnik“ des Freistaats Bayern (Gesamt-Fördersumme 1,24 Millionen Euro)
Über die Hochschule Landshut: Die Hochschule Landshut steht für exzellente Lehre, Weiterbildung und angewandte Forschung. Die sechs Fakultäten Betriebswirtschaft, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen, Informatik, Interdisziplinäre Studien, Maschinenbau und Soziale Arbeit bieten über 50 Studiengänge an. Das Angebot ist klar auf aktuelle und künftige Anforderungen des Arbeitsmarktes ausgerichtet. Die rund 4.600 Studierenden profitieren vom Praxisbezug der Lehre, der individuellen Betreuung und der modernen technischen Ausstattung. Für Forschungseinrichtungen und Unternehmen bietet die Hochschule eine breite Palette an Projektthemen, die von wissenschaftlichen Fachkräften mit bestem Know-how betreut und umgesetzt werden. Rund 120 Professorinnen und Professoren nehmen Aufgaben in Lehre und Forschung wahr.
Doktorand der Forschungsgruppe Medizintechnik stellt seine Ergebnisse auf der IEEE Tagung Biomedical and Health Informatics vor. Im Projekt AIARLiver erforscht die Forschungsgruppe Medizintechnik KI-Methoden zur Führung von Operationen an der Leber mittels Augmented Reality. In der Augmented Reality sind Realität und Virtualität beispielsweise durch Überlagerungen miteinander verknüpft. Die technische Herausforderung liegt vor allem in der […]
5 Minuten klingt überschaubar – das könnte man doch ab und zu fürs Klima aufbringen? Diese Idee hatte Prof. Dr. Markus Schmitt von der Hochschule Landshut, auch wenn sein gleichnamiges Projekt deutlich umfangreicher wurde. 5 Minuten fürs Klima – die Kanalinfo auf Youtube. Markus Schmitt lehrt „Management und Nachhaltige Entwicklung§ an der Hochschule Landshut. Anfang […]
Well-Being ist das, wonach wir alle streben. Dabei geht es nicht nur um die Abwesenheit von Krankheit, sondern um die Existenz von etwas Positiven. Well-Being gilt als so zentral, dass die WHO es sogar als eines der wichtigsten Ziele definiert hat. Allerdings ist der Begriff schwer zu fassen, denn Well-Being gestaltet sich für jeden Menschen […]
In Deutschland gibt es über 70.000 Pflegekinder – Tendenz steigend. Kinder und Jugendliche leben in Pflegefamilien, weil die biologischen Eltern beispielsweise mit der Erziehung überfordert oder krank sind. Pflegeeltern zu sein ist kein Beruf, sondern idealerweise eine Berufung: Menschen nehmen Kinder und Jugendliche aus sozialem Engagement heraus auf und erhalten hierfür eine Aufwandspauschale. Allerdings wollen […]
Das Pilotprojekt „5-Safe“ zur Erhöhung der Sicherheit von Kindern auf dem Weg zum Unterricht konnte nun beginnen. Die Hochschule Landshut übernimmt die wissenschaftliche Leitung. Nach längerer Konzeptphase ist es nun soweit: Das Bundesministerium für Verkehr und Digitales hat für das Projekt „5-Safe“ den Startschuss gegeben. Ziel des Forschungsvorhabens ist, die Sicherheit von Schulkindern auf ihrem […]
Gemeinsam mit neun Partnern entwickelt die Hochschule Landshut ein datenbasiertes Konzept, um die Ladeinfrastruktur für Elektromobilität auszubauen. Der Ausbau der Elektromobilität und der dafür notwendigen Ladeinfrastruktur ist eines der Kernziele der Europäischen Union. Schnelles Laden und Netzstabilität sind dabei die Hauptthemen. Die Konzepte hierfür benötigen umfassende Daten, auf deren Grundlage sich die Auswirkungen auf die […]
Durch 3D-Druck individuell anpassbar für den Alltag
Veronika Selmaier entwickelt in ihrer Bachelorarbeit Unterarmgehstütze Einige Medizinprodukte werden bereits individuell für Patient*innen hergestellt. Bei Unterarmgehstützen ist dies bisher jedoch noch weitestgehend unüblich. Da sie meistens zeitlich begrenzt nach Unfällen oder Operationen eingesetzt werden, handelt es sich üblicherweise um Massenprodukte, die sich zwar kostengünstig herstellen lassen, aber außer einer Längenverstellung keine weitere individuelle Anpassung […]
Der Forschungsschwerpunkt Medizintechnik an der Hochschule Landshut arbeitet an neuen Methoden, um medizinische Eingriffe besser vorzubereiten bzw. durchzuführen. Von 3D-gedruckten Hüftmodellen bis hin zu Augmented-Reality-Methoden: In der Forschungsgruppe Medizintechnik an der Hochschule Landshut tüfteln die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen an neuen Verfahren, die zukünftig Chirurginnen und Chirurgen bei Operationen unterstützen sollen. 3D-Drucke zur Anpassung von Implantaten […]
Das Institute for Data and Process Science (IDP) der Hochschule Landshut entwickelt ein neues Weiterbildungsangebot für den Mittelstand. Die geplanten Kurzschulungen sollen kleineren Unternehmen dabei helfen, in den Bereichen Digitalisierung und Nachhaltigkeit Schritt zu halten. Schnelle Fortbildung in Betrieben mit Hilfe von Zertifikaten, die sogar den Einstieg in ein Studium erleichtern? Das neue Projekt der […]
Eine Delegation aus Bayern, an Bord auch zwei Landshuter Professor*innen, hat die Top-Universitäten in Mexico Ciudad besucht, um künftige Kooperationen in Forschung, Gestaltung und Lehre auszuloten. Drei mexikanischen Top-Universitäten waren neben weiteren Instituten und der deutschen Botschaft die Ziele der von BAYLAT organisierten Delegationsreise. BAYLAT steht für das Bayerische Hochschulzentrum für Lateinamerika, eine bayernweit tätige […]
Leadership lernen vom Profi – ein Offizier an der Hochschule
Reinhold Kohler ist nicht nur Professor für Internationales Management and Business Administration an der Hochschule Landshut, sondern auch im konzeptionellen Bereich der übergeordneten Führung der Luftwaffe tätig. In dieser Tätigkeit forscht der Wirtschaftsingenigeur zu Motivation und identifiziert Hochschulen für die Bundeswehr, an denen der künftige Führungsnachwuchs der Luftwaffe dual studieren kann – was unter anderem […]
Porträt: Prof. Dr. Bettina Williger, Psychologie mit Schwerpunkt Mensch-Technik-Interaktion
„Ingenieurspsychologie“ mag für den Laien verwunderlich klingen. Die Disziplin kombiniert zwei Wissenschaften, die doch recht unterschiedliche Gegenstandsfelder im Blick haben – hier technische Systeme, dort die menschliche Psyche. Wie das eben doch zusammenpasst, und welche spannenden Forschungsfelder sich hier auftun, erläutert Frau Prof. Dr. Bettina Williger in unserem Interview. Seit kurzem unterstützt sie Studiengangsleiterin Prof. […]
Prof. Dr. Kleimaier von der Hochschule Landshut beschäftigt sich in seinen Kunstwerken mit dem Zusammenspiel von Mensch und Natur und der Zukunft, in der wir leben wollen.
Würden Sie sich ein Elektroauto kaufen? Und wenn ja, welches? Zwei Punkte sind hier sicher entscheidend: Wie groß die Reichweite ist, also wieviele Kilometer Sie nach einmal Vollladen fahren können, und wie lange der Prozess des Aufladens benötigt. Es geht also um batteriebezogene Aspekte, und genau hieran arbeiten Dr. Jonathan Flórez Montaño und seine Kollegen […]
Ein Forschungsprojekt an der Hochschule Landshut will den Herstellungsprozess von Mund-Nasen-Bedeckungen in Deutschland verbessern sowie die Filterwirkung der Masken optimieren. Atemschutzmasken sind seit Beginn der COVID-19-Pandemie ein fester Bestandteil unseres Alltags: So ist in den letzten zwei Jahren der Bedarf an FFP2-Masken deutlich gestiegen. Hiervon profitieren vor allem fernöstlicher Hersteller, die bei der Maskenproduktion eine […]
Prof. Dr. Stefan Arlt, Professor für Energietechnik an der Hochschule Landshut, analysiert mit zahlreichen Branchenexperten die verschiedensten Antriebssysteme hinsichtlich Emissionen und Markterfordernisse. Das Resultat ist ein faktengeladenes Buch, welches eine Antwort auf die Verkehrswende sucht. Politik, Automobilhersteller und Gesellschaft diskutieren unermüdlich über die Zukunft des Autos, über Antriebe und Brennstoffe. Eine Seite fördert Elektroautos, andere […]
Das Pilotprojekt „5-Safe“ zur Erhöhung der Sicherheit von Kindern auf dem Weg zum Unterricht konnte nun beginnen. Die Hochschule Landshut übernimmt die wissenschaftliche Leitung. Nach längerer Konzeptphase ist es nun soweit: Das Bundesministerium für Verkehr und Digitales hat für das Projekt „5-Safe“ den Startschuss gegeben. Ziel des Forschungsvorhabens ist, die Sicherheit von Schulkindern auf ihrem […]
Ein Hannoveraner und ein Bayer diskutieren in dieser TRIOLOG-Ausgabe angeregt zu Nachhaltigkeitshemen. Der gegenseitige Austausch hat bereits Tradition. Er begann mit der Diskussion in einem sozialen Netzwerk über die Frage, wie sich eine defekte Kaffeemaschine nachhaltig reparieren lässt. Zwischen dem Landshuter Professor und dem ehemaligen Radprofi sowie Staatssekretär von Alabama (USA) entwickelte sich ein enger […]
