Künstliche IntelligenzNeues Forschungsprojekt zur Optimierung von Laserbetrieb

26. März 2025

Foto: DESY

Seit dem 1. März 2025 gibt es ein neues Forschungsprojekt mit dem Titel „AI-Powered XFEL Laser Operations: Boosting Uptime with Language Models“ an der University of Hamburg Business School. In Zusammenarbeit zwischen der Professur für Data Science und dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) wird über einen Zeitraum von drei Jahren ein KI-gestützter Assistent entwickelt, der die Wartung und Fehlersuche an hochkomplexen Lasersystemen erleichtern soll.

Großangelegte Röntgensynchrotrone und Freie-Elektronen-Laser (XFELs) sind auf eine Vielzahl komplexer optischer Lasersysteme angewiesen. Ausfälle dieser Systeme können zu teuren Stillstandszeiten führen, auch wenn stets ein Laseroperator in Bereitschaft ist. Da es jedoch kaum möglich ist, dass eine einzelne Person alle Details jedes Lasersystems kennt, soll das Projekt hier gezielt Abhilfe schaffen.

Das Team entwickelt fortschrittliche, große Sprachmodelle (LLMs), die umfangreiche technische Dokumentationen, Logbucheinträge und Steuerungsdaten verarbeiten können, um Laseroperatoren bei der Fehlersuche und Wartung zu unterstützen. Neben der Verbesserung der Effizienz und Genauigkeit bei der Problemlösung soll der Assistent auch dabei helfen, technische Dokumentationen zu optimieren und Leistungsstatistiken für datenbasierte Entscheidungen bereitzustellen.

Dieses innovative Projekt wird von der Data Science in Hamburg – HELMHOLTZ Graduate School for the Structure of Matter (DASHH) gefördert. Die Projektleitung liegt bei Prof. Dr. Anne Lauscher (University of Hamburg Business School, UHH), Dr. Ingmar Hartl (DESY) und Dr. Henrik Tünnermann (DESY), während der neu eingestellte Doktorand Afshin Karimi an der praktischen Umsetzung arbeitet.

Seine Aufgaben erklärt er so: „Im Rahmen dieses innovativen Projekts verwende ich Large Language Models, um komplexe technische Dokumentationen und Logbucheinträge zu analysieren und die Laserbetreiber bei der Identifizierung von Problemen und der Optimierung von Wartungsprozessen zu unterstützen. Ziel ist es, durch den Einsatz von KI die Betriebszeit und Effizienz der Lasersysteme zu erhöhen und damit letztlich die wissenschaftliche Produktivität bei DESY zu steigern.“

Prof. Dr. Lauscher resümiert: „Das Vorhaben markiert einen weiteren Schritt hin zu einer Zukunft, in der Generative Künstliche Intelligenz dabei hilft, Forschungsinfrastrukturen zu optimieren um wissenschaftliche Entdeckungen voranzutreiben.“