Projekt LasApp je jedním z nejambicióznějších českých výzkumných projektů, který propojuje špičkové laserové technologie s umělou inteligencí (AI). Vznikl ve spolupráci Akademie věd ČR, centra HiLASE v Dolních Břežanech a dalších významných výzkumných institucí. LasApp si klade za cíl nejen vývoj pokročilých laserových systémů, ale také jejich aplikaci v průmyslu, biotechnologiích, medicíně a dalších klíčových oblastech.
Experimentální platforma pro vývoj tenkodiskových laserů © Fyzikální ústav AV / HiLase
Projekt LasApp je jedním z důkazů toho, že Česko může hrát významnou roli na poli technologických inovací s globálním dopadem. Hlavním zaměřením je vývoj vláknových a tenkodiskových laserů patřících mezi nejpokročilejší technologie svého druhu. Známé svou vysokou účinností, výkonem a přesností, což je činí vhodnými pro širokou škálu aplikací — od průmyslového řezání a svařování po vědecký výzkum a medicínu. Klíčovou roli v projektu hraje AI umožňující optimalizaci a automatizaci procesů, jež by byly jinak složité a časově náročné.
Mezi hlavní technologické oblasti, na které se LasApp zaměřuje, patří:
Analýza biofilmů
Biofilmy, tedy složité struktury tvořené mikroorganismy, které se přichytávají na povrchy, kde vytvářejí vrstvu, představují významnou výzvu, protože mohou způsobovat kontaminaci, infekce nebo degradaci materiálů.
Lasery řízené AI však umožňují např. jejich rychlou detailní analýzu, což přispívá k vývoji nových metod pro jejich odstraňování nebo studium jejich vlastností. Lasery dokážou mapovat strukturu biofilmů, zatímco AI získaná data analyzuje a identifikuje klíčové vlastnosti.
Díky přesné analýze pak mohou vědci vyvinout efektivnější metody pro odstranění biofilmů, například v nemocnicích, kde představují riziko infekcí, nebo v potravinářském průmyslu, kde mohou kontaminovat výrobní linky.
Lasery řízené AI mohou být využity i k cílenému narušení biofilmů, což např. zvyšuje účinnost antibiotik a snižuje riziko vzniku rezistence. V průmyslu pak přispívají k ochraně povrchů zařízení před kontaminací a degradací.
Automatizace výrobních procesů
Lasery jsou klíčovým nástrojem v průmyslu, zejména při řezání, svařování a gravírování materiálů. AI však umožňuje automatizaci těchto složitých procesů, díky čemuž lze dosáhnout vyšší přesnosti, rychlosti a efektivity.
LasApp vyvíjí např. metody, které umožňují průběžnou kontrolu kvality během výroby a přizpůsobování parametrů laseru, jako je intenzita, rychlost nebo směr paprsku. To zajišťuje maximální přesnost a minimalizuje odpad.
AI navíc analyzuje data ze senzorů laserových zařízení a předpovídá potřeby provedení jejich údržby. To pak minimalizuje prostoje a prodlužuje životnost.
Vývoj pokročilé optiky
Umělá inteligence hraje klíčovou roli při návrhu a optimalizaci optických systémů, které jsou základem moderních laserových technologií. AI dokáže simulovat různé scénáře a parametry, což umožňuje vývoj optických prvků s maximální přesností a výkonem. Tyto inovace nacházejí uplatnění nejen v průmyslu, ale také ve vědeckých experimentech a medicínských zařízeních.
Např. při návrhu čoček nebo zrcadel lze s pomocí AI najít optimální geometrii a materiály. Díky analýze dat z experimentů vědci objevují i nové materiály s unikátními optickými vlastnostmi, které pak mohou i zlepšit výkon laserů.
Pokroky v biotechnologiích
Projekt LasApp přináší inovace také do oblasti biotechnologií. Lasery řízené AI mohou být použity k analýze biologických molekul, což urychluje výzkum v oblasti genetiky a biochemie. Lasery umožňují i přesné manipulace s jednotlivými buňkami, např. při jejich separaci nebo úpravě. AI zajišťuje, že tyto procesy jsou maximálně přesné a efektivní.
A konečně kombinace laserů a AI umožňuje vývoj nových typů biosenzorů, které mohou detekovat přítomnost specifických látek, např. toxinů nebo patogenů.
Úspěchy projektu LasApp
Projekt LasApp již dosáhl několika významných milníků, které potvrzují jeho potenciál:
Zvýšení efektivity výrobních procesů: Díky kombinaci laserových technologií a AI se podařilo výrazně zkrátit dobu zpracování materiálů a zvýšit přesnost výrobních operací.
Pokroky v biotechnologiích: Analýza biofilmů pomocí laserů řízených AI přinesla nové poznatky o jejich struktuře a chování. Výsledky mohou přispět k vývoji nových léčebných postupů a technologií pro boj s bakteriálními infekcemi.
Vývoj laserových systémů pro vědecký výzkum: LasApp spolupracuje s předními vědeckými institucemi na vývoji laserů schopných generovat extrémně krátké a intenzivní pulsy. Tyto nacházejí uplatnění např. v materiálovém výzkumu nebo při simulaci podmínek ve vesmíru.
LasApp je příkladem toho, jak může propojení špičkového výzkumu s moderními technologiemi přinést inovace s globálním dopadem. Projekt má potenciál ovlivnit široké spektrum odvětví, od průmyslu přes medicínu po vědecký výzkum. Díky využití AI je možné nejen zlepšit výkon laserových systémů, ale také snížit náklady, zvýšit udržitelnost a otevřít cestu k novým aplikacím, které byly dosud nepředstavitelné. V budoucnu se očekává další rozvoj zejména v oblasti integrace AI do laserových systémů nové generace. Tyto technologie by mohly najít uplatnění např. v autonomních vozidlech, pokročilé medicínské diagnostice nebo při vývoji nových materiálů.