Dresden. Forschende am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) entwickeln im neuen Projekt FastSense ein portables Messsystem, das modernste Sensortechnologien mit künstlicher Intelligenz kombiniert. Die neuartige KI Sensorik Umweltmonitoring soll eine schnelle und zuverlässige Erkennung von Schadstoffen und Umweltveränderungen vor Ort ermöglichen.
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Neuartige Messmethoden für Umwelt und Sicherheit
Im Projekt FastSense arbeiten das Fraunhofer IPMS, das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) und das Zentrum für angewandte Forschung und Technologie e.V. (ZAFT) gemeinsam an einem kombinierten Messsystem. Dieses vereint einen schnellen Gaschromatographen mit einem miniaturisierten Ionenmobilitätsspektrometer (GC-IMS). Unterstützt wird die Hardware durch KI-basierte Algorithmen zur automatisierten Auswertung komplexer Messdaten. Das System kann so selbst niedrigste Konzentrationen chemischer Substanzen in Echtzeit erkennen.
Die neue Technologie soll insbesondere flüchtige organische Verbindungen (VOC) erfassen, die als Indikatoren für Stressfaktoren in Ökosystemen wie Wäldern gelten. Herkömmliche Labormethoden sind für den mobilen Einsatz ungeeignet, weshalb das FastSense-System als robustes, schnelles und portables Diagnosetool konzipiert wird. Es verspricht Vorteile für Umweltüberwachung, Zivilschutz und industrielle Anwendungen.
Kompetenzen der Projektpartner
Das Fraunhofer IPMS trägt die Verantwortung für die Entwicklung und Integration der sensorischen Kernkomponenten. Dabei steht die Miniaturisierung von Mikrosystemen und die Aufrüstung des IMS-Chips im Mittelpunkt. Das Helmholtz-Zentrum UFZ steuert sein Wissen in Umweltanalytik bei und validiert das System mit realen Proben aus Waldökosystemen, um die Praxisrelevanz sicherzustellen.
Der ZAFT konzentriert sich auf die Entwicklung intelligenter KI-Algorithmen für die Auswertung der GC-IMS-Daten. Diese erlauben eine automatisierte Interpretation und erleichtern den Einsatz des Systems direkt vor Ort.
„FastSense setzt neue Maßstäbe für die schnelle und selektive Erkennung von Schadstoffen im Umfeld“, heißt es seitens der Projektbeteiligten.
Ziele und Fördersituation
Das Forschungsprojekt läuft von November 2025 bis Dezember 2027 und wird durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie durch Steuermittel des Freistaates Sachsen finanziert. Ziel ist ein Demonstratorsystem, das unter Umweltbedingungen getestet wird und zukünftig vielfältige Anwendungen ermöglicht, etwa bei der Waldzustandserhebung oder der Überwachung von Gefahrstoffen.
- Entwicklung eines portablen, schnellen Messsystems
- Kombination von GC-IMS und KI-Algorithmen
- Echtzeiterkennung von Umweltchemikalien und Gefahrstoffen
Für weiterführende Informationen zur Entwicklung von Sensortechnologien lesen Sie auch unsere Beiträge bei regionalupdate.de.
Mehr Details zur Umweltanalytik bietet das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung: UFZ Umweltanalytik.
Ausblick auf die nächsten Schritte
Das Team plant, den Demonstrator in den kommenden zwei Jahren umfassend zu validieren und anwendungsorientiert weiterzuentwickeln. Die praxisbezogenen Tests sollen zeigen, wie das System in Waldökosystemen, der zivilen Sicherheit sowie der Industrieprozessüberwachung effektiv eingesetzt werden kann. Nach Abschluss des Projekts sind weitere Einsatzfelder und eine Markteinführung denkbar.
