„Eintauchen in photonisch erschlossene, fantastische Welten“

Dr. Marc P. Georges, Leiter des Optiklabors am Raumfahrtzentrum CSL der Universität Lüttich spricht als Leiter der SPIE Optical Metrology 2023 über die Megatrends Künstliche Intelligenz und Multimodale Metrologie, die immer engere Verbindung von Messtechnik und Imaging sowie die Highlights der diesjährigen Konferenz.

Welche Schwerpunkte setzt die SPIE Optical Metrology inhaltlich?

Unsere sechs Konferenzen spannen den Bogen von der Optischen Messtechnik für die industrielle Inspektion und deren Automatisierung, über die Rolle der Modellierung und Simulation hin zu den Möglichkeiten Multimodaler Sensorik und Künstlicher Intelligenz. Auch zum Einsatz der optischen Mess- und Sensortechnik in der Kunst, Archäologie und Architektur gibt es eine Konferenz. Und die nicht zu vergessen: Optische Metrologie in Verbindung mit Imaging für die Charakterisierung von Biomaterialien. Wir haben also einen großen thematischen Block, bei dem der klassische Einsatz in der industriellen Qualitätskontrolle im Mittelpunkt steht. Hier beleuchten die Vorträge spannende Entwicklungstrends, die unmittelbar mit der Digitalisierung und Automation in Verbindung stehen. Und wir auf der anderen Seite hochspezifische Einblicke in die Anwendungen in der Kunst und in der biomedizinischen Forschung.

Gibt es in Ihrem Segment der Photonik gerade spannende Technologietrends?

Auf jeden Fall: Sehr viele Vorträge befassen sich mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz und mit den multimodalen Ansätzen. Die Kopplung unterschiedlicher optischer Methoden und Spektren ist ein großes Thema, um zu genaueren und verlässlicheren Ergebnissen zu gelangen. Ein weiterer klarer Trend ist die optische Messtechnik in immer kleineren Skalen. Denn in Anwendungsbereichen wie der Halbleiterindustrie, der Materialwissenschaft und Biomedizin geht es um ein tieferes Verständnis in Nanometermaßstäben. Diesen Trend spiegeln die eingereichten Vorträge deutlich wider. Es geht auch in den Biowissenschaften zunehmend darum, Imaging und Messverfahren zu kombinieren, um Prozesse in lebenden Zellen besser verstehen zu können, Tumordiagnosen zu optimieren oder Manipulation von Organismen mithilfe von Licht zu ermöglichen. Sensorik, Messtechnik und Imaging wachsen immer enger zusammen. Und um kurz auf die Künstliche Intelligenz zurückzukommen: Sie dient nicht mehr nur der Auswertung und Analyse, sondern zunehmend der Rekonstruktion optischer Signale und der Verbesserung der Bildqualitäten. Lernende Mechanismen helfen beispielsweise, schwach aufgelöste oder mangels Lichtintensität zu undeutliche Aufnahmen so zu optimieren, dass daraus metrologische Befunde ableitbar sind. Dafür ergänzen und korrigieren die speziell angelernten Algorithmen Pixel in der originalen Aufnahme. Diese Verfahren ersetzen nicht die Optik, sondern sie ergänzen die Optische Metrologie und helfen uns, die Grenzen des Messbaren zu verschieben. Dieses Co-Design von Optik und Computing birgt enormes Potenzial.

Auf welche Konferenzhighlights möchten Sie die LASER-Community hinweisen?

Unser vielfach ausgezeichneter Plenary Speaker Zeev Zalevsky von der Bar-Ilan Universität in Israel wird über seine Forschung an Nanosensoren sprechen, die kontinuierlich und simultan eine Fülle von biomedizinischen Parameter erfassen können. Interessant ist es aus meiner Sicht, dass sich mit der Auszeichnung Zalevskys mit dem in unserer Disziplin äußerst renommierten SPIE Chandra S. Vikram Award ein Paradigmenwechsel andeutet: Bisher waren alle Preisträger in der klassischen Metrologie aktiv. Er dagegen nutzt eine Verbindung aus Laseranregung, einer Imaging-Kamera und Künstlicher Intelligenz, um sekundäre Specklemuster zeitlich und räumlich derart genau zu erfassen, dass sich daraus nanometrische Werte ableiten lassen. Das öffnet neue Wege für eine Remote-Biosensorik und die medizinische Diagnostik. Auf diesen Vortrag freue ich mich ebenso sehr, wie auf die Sessions rund um Optische Methoden zur Inspektion, Charakterisierung und Bildgebung von Biomaterialien. Denn dort werden wir in absolut fantastische Welten eintauchen, die uns die photonische Forschung nach und nach erschließt.

Hier finden Sie alle relevanten Informationen zur SPIE Optical Metrology 2023.