Wissen, das Gestalt annimmt
Wissen, das Gestalt annimmt:
Multimodaler KI-Assistent des Fraunhofer IWU für Formgedächtnislegierungen
Formgedächtnislegierungen (FGL) gehören zu den faszinierendsten Materialien der modernen Technik: Einmal verformt, können sie sich durch eine einfache Erwärmung an ihre ursprüngliche Gestalt „erinnern“. Diese metallischen „Muskeln“ ermöglichen geräuschlose Antriebe, hochelastische medizinische Implantate, adaptive Luftfahrtkomponenten und vieles mehr…
Doch die Auslegung von FGL-Systemen ist nicht trivial. Sie erfordert tiefes werkstoffwissenschaftliches Spezialwissen über Phasenumwandlungen, Kristallstrukturen und thermomechanische Zyklen. Um dieses wertvolle Wissen schneller und barrierefreier aus den Forschungslaboren in die industrielle Praxis zu überführen, hat das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU einen wegweisenden Demonstrator entwickelt: einen interaktiven, virtuellen Fachexperten.
Der virtuelle Fachexperte:
Der neu entwickelte FGL-KI-Assistent steht Entwicklern und Projektpartnern über eine Weboberfläche direkt für Fachgespräche zur Verfügung. Der entscheidende Durchbruch gegenüber klassischen KI-Chatbots: Das System beherrscht die multimodale Wissensvermittlung.
Wenn Anwender Fragen zu spezifischen FGL-Phänomenen stellen – etwa zum Verzug von Bauteilen oder zum genauen Temperaturfenster der Gefügeumwandlung –, antwortet die KI nicht nur mit präzisem Fachtext. Sie liefert vollautomatisch die passenden Diagramme, Gefügebilder und Versuchsaufbauten aus der institutseigenen Wissensdatenbank mit.
Hinter den Kulissen: Multimodales RAG und agile IT-Architektur
Die technologische Basis dieses Systems demonstriert die ausgeprägte KI-Kompetenz des Fraunhofer IWU im Bereich anwendungsorientierter Lösungen:
Multimodales RAG (Retrieval-Augmented Generation): Im Gegensatz zu herkömmlichen Sprachmodellen, die auf statisches Allgemeinwissen zugreifen, arbeitet dieser Chatbot wie ein Experte bei einer „Open-Book-Prüfung“. Bei jeder Anfrage durchsucht er in Echtzeit eine gesicherte Datenbank (Vector Store) nach hochaktuellen Forschungsberichten des Instituts.
Intelligente Dokumentenanalyse: Mithilfe moderner Parsing-Verfahren (unter Einsatz von Tools wie Docling) werden wissenschaftliche PDFs strukturell zerlegt. Textabschnitte, Tabellen und die darin eingebetteten Abbildungen samt Bildbeschreibungen werden separat erfasst. Dadurch kann das System visuelle Inhalte inhaltlich verstehen, zuordnen und zielgerichtet im Chat ausgeben.
Datensouveränität durch Open-Source & Low-Code: Der gesamte Backend-Workflow ist auf der flexiblen Automatisierungsplattform n8n aufgebaut. In Kombination mit lokalen Sprachmodellen ermöglicht diese Architektur maximale Datensicherheit. Sensibles technologisches Know-how verbleibt vollständig auf den Servern des Instituts und fließt nicht an Drittanbieter ab.
Besonders kleine und mittlere Unternehmen (KMU) scheuen oft den hohen Rechercheaufwand, der mit der Einführung neuartiger Werkstofftechnologien wie FGL verbunden ist. Der virtuelle Assistent des Fraunhofer IWU schließt diese Lücke. Er fungiert als digitaler Mentor, der komplexe wissenschaftliche Sachverhalte sofort verständlich macht und durch die Visualisierung von Messkurven und Konstruktionszeichnungen greifbar macht.
„Mit diesem System zeigen wir, wie künstliche Intelligenz den Transfer von Spitzenforschung in die Wirtschaft beschleunigen kann“, heißt es aus dem Projektteam des Fraunhofer IWU. „Wir verbinden unsere langjährige Werkstoffexpertise im Bereich der Formgedächtnistechnik mit moderner Softwarearchitektur, um Unternehmen einen echten Mehrwert zu bieten – schnell, datensicher und anschaulich.“
Kontaktdaten für konkrete Anfragen: bjoern.senf@iwu.fraunhofer.de
