Niklas Dormagen, Max Klein und Sarah Pappert (v.l.) forschen an der THM an Einsatzmöglichkeiten Künstlicher Intelligenz für die Plasmaforschung im Weltraum.Künstliche Intelligenz im Weltraum: Klingt nach einem Science-Fiction-Roman, ist aber Schwerpunkt einer Arbeitsgruppe am Kompetenzzentrum Nanotechnik und Photonik der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM). Derzeit wird mit Partnern der Justus-Liebig-Universität (JLU) ein Experiment für die ISS geplant.

Die AG ist Teil des Projekts AIMS (Artificial Intelligence Meets Space) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Prof. Dr. Mike Schwarz sowie die Doktoranden Niklas Dormagen, Max Klein und die Masterstudentin Sarah Pappert haben während eines Konsortionaltreffens in Duisburg ihre bisherigen Ergebnisse, Erkenntnisse und den Stand ihres Teilprojekts AIPEX (Artificial Intelligence for Plasmaexperiments) vorgestellt. Es handelt sich um eine Kooperation mit Prof. Dr. Markus Thoma von der JLU.

Hauptziel ist die Lokalisierung von Partikeln in komplexen Plasmen – also Materie mit hohem, instabilem Energieniveau. Die erwarteten Resultate sind für deren detailliertes Verständnis bedeutsam. Für die Physik kondensierter Materie und die Fluidphysik dienen komplexe Plasmen als Modellsysteme. Auch für die Industrie ist die Forschung des „Plasmakristallexperiment 4 (PK-4)“ interessant. So könnten die Ergebnisse die Chipherstellung oder die Technik in Fusionsreaktoren verbessern. Darüber hinaus sind wertvolle Erkenntnisse für astrophysikalische Fragestellungen zu erwarten – wie etwa zur Staubagglomeration im Zuge der Planetenentstehung.

Die AG stellt für ihren Beitrag drei Hauptziele in den Fokus, die unter Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) verfolgt werden: Die Automatisierung des PK-4-Experiments, die Datenkompression der Partikelaufnahmen und die Anwendung verschiedener KI-Methoden zur Detektion von Partikelpositionen und -ketten. Ein Referenzmodell des PK-4 dient an der JLU zur Experimentplanung, während seit 2014 ein Aufbau auf der Internationalen Raumstation (ISS) im Orbit um die Erde betrieben wird. Das Nachfolgeexperiment COMPACT wird in Zusammenarbeit mit den Universitäten Greifswald und Auburn (Alabama, USA), dem DLR, der NASA und der Firma OHB vorbereitet.

Während des Treffens präsentierten die Gießener ihre Arbeiten und beteiligten sich an Diskussionen mit weiteren Teilnehmenden des Gesamtprojektes. Die entwickelten KI-Methoden stehen kurz vor den ersten Tests unter realen Bedingungen, die im Rahmen einer Parabelflugkampagne im Frühsommer evaluiert werden sollen.