Themenbroschüre visIT: Aktuelle Einblicke in unsere Forschung

In unserer Themenbroschüre visIT bekommen Sie in konzentrierter Form tieferen Einblick in jeweils ein Schwerpunktthema unserer Forschung. Hier kommen unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler selbst zu Wort und berichten über Projekte, Entwicklungen und Ergebnisse.

Auf Wunsch nehmen wir Sie gerne in den Verteiler für die Print- oder Digitalausgabe - Sie bekommen visIT dann ca. zwei bis drei Mal pro Jahr kostenlos zugeschickt. Schreiben Sie dazu einfach eine E-Mail an: publikationen@iosb.fraunhofer.de oder nutzen Sie das in der Teaserbox rechts bzw. unten verlinkte Bestellformular.

Begleitend zu visIT erscheint jeweils der vierseitige Newsletter InfOSB mit aktuellen Informationen aus allen Sparten des Instituts. visIT-Abonnenten bekommen ihn automatisch.

Der Tiefbau steht vor einer doppelten Herausforderung: Sanierungsstau und Fachkräftemangel treffen auf steigende Anforderungen an Effizienz und Nachhaltigkeit. Digitale Zwillinge, autonome Maschinen und KI versprechen eine präzisere Planung, zuverlässige und effiziente Ausführung und lückenlose Dokumentation. Daten werden zum zentralen Werttreiber – sie sichern Qualität, machen Prozesse transparent und öffnen den Weg in eine zirkuläre Bauwirtschaft. Der Straßenbau bietet hierbei besonders gute Randbedingungen für eine umfassende Automatisierung: klar abgegrenzte Baufelder, wiederkehrende Abläufe und objektiv messbare Qualitätskriterien.

Diese visIT-Ausgabe zeigt den Weg von der Vision zur Praxis. Sie skizziert den hochautomatisierten Straßenbau von der digitalen Bestandsaufnahme und automatisierten Vermessung über autonome kooperierende Maschinen bis zum Flottenmanagement im 5G-Campusnetz. Wir stellen autonome und fernbediente Arbeitsmaschinen sowie Nachrüstlösungen vor, beleuchten Sicherheitsverfahren, und zeigen sensorgestützte Sortierung für schadstoffbelasteten Bauschutt. Den Ausblick bildet der Digitale Produkt- und Gebäudepass auf Basis standardisierter Datenräume und Verwaltungsschalen.

Als Fraunhofer IOSB verbinden wir Optronik, Systemtechnik und KI zu praxistauglichen Lösungen vom Sensor bis zur Fahrzeug- und Flottensteuerung. Gemeinsam mit Industrie, Bauunternehmen und Behörden bringen wir in Pilotprojekten die Technologien aus dem Labor und der Simulation in robuste Feldanwendungen. Unser Anspruch: Automatisierung, die Menschen schützt, Produktivität steigert und den Weg zur zirkulären Bauwirtschaft ebnet. Wir stehen Ihnen dabei als kompetenter, herstellerneutraler Partner zur Seite.

Inhalt

Die Links führen Sie direkt auf die entsprechende Seite des ePapers:

• Straßenbau neu denken – Wie die robotische Transformation im Tiefbau Gestalt gewinnen könnte
  Jürgen Beyerer
• Autonome Bau- und Arbeitsmaschinen – Semantische Intelligenz und adaptive Steuerung für Bagger, Radlader & Co.
  Janko Petereit
• Assistierte Fernoperation mobiler autonomer Arbeitsmaschinen – Neue Ansätze zur Bewältigung komplexer Einsatzszenarien
  Norbert Fränzel, Andreas Wenzel
• Knowledge Guided Safety Assertion – Sichere Mensch-Maschine Interaktion auf Baustellen dank intelligenter Bildverarbeitung
  Gerrit Holzbach
• Trennung von Materialien und Erkennung von Gefahrstoffen mittels sensorgestützter Sortierung  
  Georg Maier, Thomas Längle
• Digitale Produktpässe im Bau – Wie Industrie-4.0-Technologien zu Prozesseffizienz und Nachhaltigkeit beitragen können
  Reinhard Herzog

Hochenergielaser (HEL) entwickeln sich zu einer disruptiven Technologie und einem Wegbereiter sowohl in der wissenschaftlichen Forschung als auch in Verteidigungsanwendungen. Der Schlüssel zu diesem Fortschritt sind Weiterentwicklungen bei Faserlasern und der Strahlkombination. Ursprünglich auf die Telekommunikation beschränkt, haben sich Faserlaser dank ihrer Kompaktheit, hohen Effizienz und Robustheit schnell in allen Branchen durchgesetzt. Darüber hinaus bieten sie eine hervorragende Strahlqualität und lassen sich leicht kombinieren, wodurch Laserquellen mit einer Leistung von über 100 kW möglich sind. Dies eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten im Verteidigungsbereich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Waffensystemen greifen HEL-Systeme Ziele mit Lichtgeschwindigkeit und großer Präzision an, wobei sie nur elektrische Energie verbrauchen. Sie verfügen daher über ein nahezu unbegrenztes Magazin und verursachen Kosten von nur wenigen Euro pro Schuss. Sie sind ideal für Aufgaben, die eine hohe Genauigkeit erfordern, wie z. B. die Bekämpfung von Drohnen (UAVs/UAS).

In dieser visIT-Ausgabe geben wir Einblicke in diese Technologie und bieten einen Überblick über unser Fachwissen und unsere laufenden Projekte, die von der End-to-End-Systemkonzeption, -integration und -modellierung bis hin zur Entwicklung neuartiger Materialien und Komponenten für Laserquellen reichen.

Wir beginnen mit einem Artikel über unser mobiles Hochenergielasersystem HELIKS mit kohärenter Strahlkopplung (CBC), das als Testumgebung dient, um wissenschaftliche Fragen zur Lasersicherheit, zur Ausbreitung von Lasern in der Atmosphäre und zur Wechselwirkung zwischen Laser und Materie zu untersuchen. In den folgenden Beiträgen werden die Verfolgung von Objekten wie Drohnen, die Ausbreitung von Laserstrahlen in der Atmosphäre, einschließlich Experimenten in einer Nebelkammer, die Strahlsteuerung mittels adaptiver Optik, die Untersuchung potenzieller Gefahren während des HEL-Betriebs und schließlich die Entwicklung von Laserquellen sowie die Entwicklung neuartiger Materialien und Komponenten behandelt. Wir zeigen auch, wie HELIKS Leistungsmessungen in realen Umgebungen ermöglicht, die wiederum in unsere Vollsystemsimulationen einfließen, die alle Aspekte von HEL-Systemen integrieren. Nur so kann das volle Potenzial der HEL-Technologie für vielfältige Verteidigungsanwendungen erschlossen werden.

Wir hoffen, dass Sie diese Ausgabe informativ und unterhaltsam finden.

Inhalt

Die Links führen Sie direkt auf die entsprechende Seite des ePapers (auf Englisch):

• HELIKS – Pioneering high-energy laser research with a unique mobile investigation system
  Helge Bürsing, Michael Henrichsen
• Optimizing target tracking for high-energy laser systems
  Benjamin Göhler, Norbert Scherer-Negenborn
• Comprehensive modeling of the propagation of high-energy laser beams
  Adrian Azarian, Szymon Gladysz
• Simulating atmospheric effects: A cloud chamber for laser propagation studies
  Dirk Seiffer, Kathrin Kociok
• Adaptive optics for high-energy lasers
  Szymon Gladysz, Andreas Zepp
• Coherent beam combining: Pushing the limits of HEL technology –Enhancing power and precision
  Dieter Panitzek, Adrian Azarian
• Laser safety assessment for high-energy laser applications
  Michael Henrichsen, Adrian Azarian
• Impact of directed high-energy lasers 
  Bastian Schwarz, Gunnar Ritt
• Components for monolithic high-power fiber lasers
  Michael Pisarik, Dieter Panitzek
• Silica and fluoride glass fiber research and development for high-power laser and optronic applications 
  Jennifer Hartwigs, Pantelis Bourazanis