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QUANTIFISENS – Quanteninspirierte, omnifunktionale Fasersensorsysteme – Jena

Das RUBIN-Bündnis

QUANTIFISENS steht für omnifunktionale, quanteninspirierte Fasersensorsysteme (engl. QUANTum-Inspired, omnifunctional FIber SENSor systems) und beschreibt einen neuartigen ganzheitlichen Ansatz zur Lösung von komplexen, sensorischen Kundenproblemen mit Hilfe von optischen Glasfasern, der relevanten Messtechnik sowie innovativer selbstlernender Software. Mit dem Slogan ›the sensing [r]evolution‹ leitet das Bündnis einen Wendepunkt in der evolutionären Entwicklung klassischer Sensoren ein und verfügt über das Potential, diese unter Verwendung von Quantentechnologie in Bereichen sogar zu revolutionieren.

Das Bündnis QUANTIFISENS bestehend aus 12 Unternehmen (neun KMU inkl. zwei Start-ups und drei Großunternehmen) und zwei Forschungseinrichtungen strebt basierend auf vorhandenen Innovationspotentialen den Aufbau einer neuartigen regionalen Wertschöpfungskette an und hebt dabei zukunftsweisend auf die Entwicklung quantentechnologischer Lösungen ab. Die Kombination der mehrheitlich in der High-Tech Optik Region Jena in Thüringen ansässigen Partner bestehend aus hochinnovativen, agilen kleinen Unternehmen und etablierten, produktionserfahrenen Marktteilnehmern ergibt vorteilhafte Verknüpfungen.

Die Ziele

In vielen Industriebranchen und Bereichen des gesellschaftlichen Lebens wird derzeit eine rasante technologische Entwicklung zu immer genauerem, sensorbasierten Monitoring und Controlling von Prozessen und Produkten beobachtet. Die zunehmenden Ansprüche an Genauigkeit und Driftstabilität von Sensorsystemen erfordern zudem in naher Zukunft einen Technologiesprung hin zur Quantensensorik, so dass die Grenzen traditioneller Technologien überwunden werden.

Das Bündnis QUANTIFISENS adressiert diese technologischen Entwicklungen durch das Zusammenführen der Kompetenzen im Bereich der faseroptischen Sensorik, Software & Datenanalyse und der Nutzung von quantentechnologischen Konzepten, die langfristig der signifikanten Verbesserung der Funktionalität von faseroptischen Sensoren dienen.

Konkret werden mit den anvisierten Sensorsystem-Parametern sehr komplexe Kundenprobleme in unterschiedlichen Märkten bedient. Als Zielmärkte des Bündnisses wurden zunächst die Medizinische Bildgebung und die Infrastrukturüberwachung identifiziert. Die optische Fasersensortechnologie bietet in beiden Märkten signifikante technologische Vorteile zu den heute verwendeten Lösungen oder adressiert bisher nicht lösbare Kundenprobleme. Darüber hinaus sind beide Märkte in ihrer absoluten Marktgröße attraktiv und stark wachsend.

QUANTIFISENS adressiert in der Verwertungsphase unterschiedliche Kundensegmente und Anforderungen, wodurch eine ganzheitliche multifunktionelle Sensorlösung mit hoher Expertise entwickelt wird. In dieser Lösung können alle Komponenten, Module und Software optimal aufeinander abgestimmt werden, so dass datensparsam und hocheffizient agiert werden kann. Durch spezifische Kenntnisse ist bei der Produktindividualisierung eine Anpassung speziell auf die Kundenbedürfnisse auf jeder Ebene der Wertschöpfungskette möglich, so dass die Verknüpfung von Quantenphotonik und Sensorik letztlich Produkte mit hohem Alleinstellungsmerkmal eröffnet.

Die Projekte

Aus den Kompetenzen der Einzelpartner wurde eine gemeinsame Innovationsbasis abgeleitet, die sich aus fünf Themenkomplexen zusammensetzt:

  1. Optische Fasertechnologie‹ zur Entwicklung von Spezialfasern, die sensitiver auf zu messende Sensorgrößen (Temperatur, Lage, Dehnung) reagieren, mehrere der Messdaten kombiniert ermöglichen oder deren Ortsbestimmung und Erfassungsreichweite erhöhen,
  2. Streuungsbasierte Messtechnik‹ zur Neu- und Weiterentwicklung von Messsystemen in Bezug auf die Systementwicklung, zur FBG-Reflektorenmesstechnik sowie zur Akustik- und Dehnungssensorik,
  3. Quanten- und Lasertechnologie‹ zur Entwicklung spezifisch angepasster Lichtquellen, sowohl Quantenquellen als auch Laser, mit verbesserten optischen Eigenschaften hinsichtlich Leistung, optischer Pulsdauer und Frequenzstabilität,
  4. Software & Data Analysis‹ zur Entwicklung von Auswertealgorithmen, Datenreduktionsmethoden und Ereignisanalysen speziell für Sensordaten in Verbindung mit Künstlicher Intelligenz (KI), Augmented/Mixed Reality sowie Cloudvisualisierung,
  5. Omnifunktionalen Systemintegration‹ zur Entwicklung von kompakten Integrationsmethoden und Montagetechnologien sowie zur Realisierung der Demonstratoren und langfristig zur kosteneffizienten Fertigung.

Die zu entwickelnde »quanteninspirierte, omnifunktionale Fasersensorplattform« erlaubt es, angepasste Sensorlösungen für breite Einsatzgebiete zur Verfügung zu stellen und langfristig einen nachhaltigen Innovationssprung der Fasersensorik durch Quantentechnologien zu ermöglichen. Mittel- bis langfristig werden innovative Produkte und Dienstleistungen sowie der Zugang zu neuen Märkten für die Unternehmen, insbesondere auch für KMU, geschaffen und ein wesentlicher Beitrag zu Wirtschaftswachstum und Wohlstand der Gesellschaft geleistet.

Die Region

Die Photonikindustrie in Thüringen ist einer der führenden Standorte für Lichttechnologien weltweit. Rund 170 Unternehmen und zahlreiche Forschungseinrichtungen mit exzellentem Ruf konzentrieren sich in der Technologieregion Jena, Erfurt, Ilmenau und Gera. Damit sind ca. 10 % der deutschen Photonikunternehmen im Freistaat ansässig. Als einer der renommiertesten Optikstandorte gehört die Region Jena zu den maßgeblichen Akteuren der nationalen und internationalen Photonikszene und trägt entscheidend zum Branchenumsatz in Deutschland bei. Optische und optoelektronische Produkte aus Jena genießen weltweit hohe Anerkennung. Der Hochtechnologiestandort Jena mit einer Vielzahl von spezialisierten Unternehmen und Forschungseinrichtungen ist ein wesentlicher Technologietreiber für die Photonik in Deutschland.

Die Partner

Kontakt

Bündniskoordinator
FBGS Technologies GmbH
Eric Lindner
Winzerlaer Str. 2
07745 Jena
Tel.: +49 3641 508513
E-Mail: info[at]quantifisens.com

Webseite: www.quantifisens.com