KI trifft Sensorik – Innovationen und Anwendungen

Bei der dritten Ausgabe der Workshop-Reihe »Hands-on ZSI« am 11. März 2026 kamen im Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Innovationsakteure zusammen, um neueste Entwicklungen aus Sensorik, Edge-Computing und KI zu diskutieren. Das Fraunhofer-Zentrum für Sensor-Intelligenz ZSI – ein gemeinsames Zentrum der beiden saarländischen Fraunhofer-Institute für Biomedizinische Technik IBMT und für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP – und die Wirtschaftsförderungsgesellschaft saaris GmbH boten mit dem praxisorientierten Format erneut eine zentrale Plattform, um aktuelle technologische Trends sichtbar zu machen und konkrete Kooperationsmöglichkeiten für Innovationsprojekte aufzuzeigen.

Das Fraunhofer-Zentrum für Sensor-Intelligenz ZSI ist eine gemeinsame strategische FuE-Initiative der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. und des Saarlands. Als eine zentrale Anlaufstelle dient es der Stärkung von Forschung und Wissenschaft in der Großregion Saarland zum Nutzen von Gesellschaft und Wirtschaft. Das Fraunhofer ZSI entwickelt Sensorsysteme der nächsten Generation mit KI-Komponenten für Anwendungen in den Bereichen Materialprüfung, Produktions- und Bioprozesse sowie im Gesundheitswesen. Die Initiative Fraunhofer ZSI wird gemeinsam von den Fraunhofer-Instituten IBMT und IZFP getragen.

Intelligente Sensorik direkt am Edge 

Ein Schwerpunkt des Workshops lag auf der Frage, wie Sensorik und KI direkt dort zusammenwirken können, wo Daten entstehen. Moderne Edge-Systeme ermöglichen es, Signale unmittelbar am Sensor auszuwerten, sodass nur verdichtete und relevante Informationen übertragen werden müssen. Dieser Ansatz reduziert Speicher- und Bandbreitenbedarf erheblich, schafft Energieeffizienz und unterstützt ein durchgehendes Monitoring sensibler Strukturen.

Industrieanwendungen: Von Diagnostik bis Zerspanung 

Der Vormittag begann mit einem Beitrag von Infineon Technologies Austria AG. Carolin Kollegger stellte ein Single-Chip-System der nächsten Generation vor, das elektrochemische Messungen von medizinischen Parametern in sehr kleinen Geräten ermöglicht. Der Chip integriert ein komplettes Messsystem auf einer einzigen Plattform, inklusive analoger Frontends zur elektrochemischen Detektion sowie integrierter Signalverarbeitung, die durch KI-Algorithmen unterstützt wird. Dank seines energieeffizienten Designs kann das System in batterie- oder smartphonegestützten Alltagsgeräten eingesetzt werden. Damit eröffnen sich völlig neue Wege für mobile Diagnostik (Lab@home) – etwa bei der Messung von Kaliumwerten –, die bisher dem Labor vorbehalten war. Die Technologie ermöglicht präzise Messungen bei gleichzeitig geringem Hardwareaufwand und könnte medizinische Testverfahren erheblich vereinfachen.

Stefan Beinkämpen von K|Lens GmbH zeigte anhand eines bildbasierten Qualitätskontrollsystems, wie KI die manuelle Sichtprüfung zunehmend ersetzt. Mit Hilfe intelligenter Bildverarbeitungslösungen können Qualitätsmerkmale in Elektronik, Elektromobilität oder Medizintechnik schneller, reproduzierbarer und vollständig automatisiert bewertet werden.

Eine weitere industrielle Perspektive brachte Darleen Hallerbach aus dem Data Innovation Lab der Robert Bosch GmbH ein. Sie zeigte, wie Sensorik und KI gezielt zur intelligenten Prozessüberwachung in der Metallzerspanung eingesetzt werden können. Multimodale Sensoren erfassen Schwingungen, Kräfte, Temperaturen und akustische Signale in Echtzeit, während KI-Modelle diese Daten analysieren, um Verschleiß, Anomalien oder Prozessinstabilitäten frühzeitig zu erkennen. Durch die enge Kopplung von Sensorik, Edge-Auswertung und Produktionssteuerung lassen sich Qualitätsverluste vermeiden und Wartungszyklen präzise planen. Dadurch entstehen stabile Produktionsprozesse, reduzierte Ausschussquoten und eine deutliche Steigerung der Maschinenverfügbarkeit. Die Herausforderung liegt allerdings in der Integration in sogenannten Brownfield-Anlagen und in den hohen Datenmengen, die anfallen und verarbeitet werden müssen. Auch Erklärbarkeit und Akzeptanz seitens der Anlagenbediener stellen mitunter eine Herausforderung dar. Dennoch hat der Einsatz von KI großes Potenzial, hierzu gehört die sofortige Detektion von Anomalien, die Reduktion von Stillständen, gerade dann, wenn physikalische Prozesse als Datenquellen für Agentische KI-System eingesetzt werden.

Drei Demonstratoren des Fraunhofer ZSI

Das Fraunhofer ZSI präsentierte drei praxisnahe Demonstratoren, die verdeutlichen, wie KI-basierte Sensorik die Brücke zwischen Forschung und industrieller Anwendung schlägt.
Der erste Demonstrator aus dem Bereich Biotechnologie zeigte, wie das KI-Modell YOLO eingesetzt wird, um dreidimensionale Zellaggregate automatisch zu erkennen und zu charakterisieren. Auf Basis von Mikroskopiebildern analysiert das Modell morphologische Merkmale wie Größe, Form und Struktur der Aggregate, die in Bioreaktoren kultiviert werden. Dieser Ansatz ermöglicht eine kontinuierliche Qualitätskontrolle, unterstützt die Optimierung von Bioprozessen und ist sowohl skalierbar als auch direkt in biotechnologische Produktionsumgebungen integrierbar. Für die Pharma- und Biotechbranche eröffnet das neue Möglichkeiten, Zellkulturen zuverlässiger zu überwachen und Entwicklungszeiten zu verkürzen.

Der zweite Demonstrator widmete sich der Sensor-Edge-Technologie für Bauwerke und Infrastruktur. Hier werden physikalische Belastungen, Schwingungen oder Temperaturveränderungen erfasst und direkt am Sensor ausgewertet, sodass nur reduzierte Datenmengen übertragen werden müssen. Die Echtzeitfähigkeit ermöglicht eine sofortige Identifikation kritischer Ereignisse und leistet einen zentralen Beitrag zur vorausschauenden Instandhaltung. Schäden oder Materialermüdung können so früh erkannt werden, was ungeplante Ausfälle vermeidet, Wartungsstrategien verbessert und langfristig erhebliche Kosten senkt.

Der dritte Demonstrator zeigte intelligente Sensorik für Produktionsmaschinen. Multimodale Sensorknoten überwachen Maschinenzustände in Echtzeit, KI-Algorithmen erkennen Anomalien, prognostizieren Qualitätsabweichungen und ermöglichen eine optimierte Produktionsplanung. Die Technologie zeigt somit, wie Produktionsdaten genutzt werden können, um Qualität vorherzusagen, Wartungen präzise zu planen und Prozesse dynamisch zu optimieren. Damit bildet sie eine wichtige Grundlage für prädiktive Instandhaltung und zukunftsfähige Fertigungsprozesse.

Der vierte Vortrag folgte nach der Mittagspause durch Dr. Uwe Remminghorst und Bastian Erb von der Vetter Pharma-Fertigung GmbH & Co. KG.  In der Keynote von Vetter Pharma wurde deutlich, wie wichtig das Zusammenspiel von Science und Engineering ist, und dass der erfolgreiche Einsatz von KI und intelligenter Sensorik in industriellen Prozessen vor allem eine belastbare und gut strukturierte Datenbasis erfordert. Moderne Automatisierungssysteme verbinden bereits heute komplexe Datenströme aus Sensorik, Anlagensteuerung und Produktion.

Automatisierungstechnik übernimmt dabei zentrale Aufgaben, die weit über die reine Mechanisierung hinausgehen. Bei Vetter wurde Automatisierung neu gedacht. Es erfolgte z. B. der Umstieg auf lineare Transportsysteme. Automatisierung dient der Effizienzsteigerung, der Reduktion von Durchlaufzeiten und Kosten, der Verbesserung der Produktqualität und der Erhöhung der Reproduzierbarkeit von Produktions-schritten. Darüber hinaus schafft sie Flexibilität und Skalierbarkeit – zwei Faktoren, die bei stark variierenden Produktvarianten und Produktionsvolumina von entscheidender Bedeutung sind. Datenbasierte Prozessoptimierung wird damit zum integralen Bestandteil moderner Fertigungssysteme.

Ein besonders wichtiges Element ist der Einsatz von Robotik. Roboter bieten flexible Verfahrwege, hohe Modularität und die Möglichkeit, unterschiedlichste Tools oder Endeffektoren einzusetzen. Sie lassen sich an wechselnde Aufgaben anpassen und unterstützen automatisierte Abläufe durch eine sehr hohe Reproduzierbarkeit. Durch die Integration von Vision-Systemen sind sie zudem in der Lage, Objekte zu erkennen, Positionen anzufahren oder Qualitätsmerkmale automatisch zu erfassen. Erst durch die Verknüpfung dieser robotischen Fähigkeiten mit umfassend orchestrierten Prozessdaten macht daraus ein intelligentes Produktionssystem. Die Benefits liegen in datengetriebenen Prozessentscheidungen, Prozessanalysen-, Prozessoptimierung und der Optimierung des Werkereinsatzes. Entscheidend ist jedoch auch hier der Faktor Mensch und seine Erfahrung, insbesondere derer, die bereits seit vielen Jahren bei Vetter Pharma arbeiten.

So betonten beide Referenten, dass diese umfassende Vernetzung auch eine der größten Herausforderungen darstellt. Moderne Produktionsanlagen benötigen ein gutes Prozess- und Ingenieursverständnis, zusammen mit einem guten Datenverständnis. Dies bedeutet, dass Systeme nicht nur technisch harmonisiert werden müssen, sondern auch im Arbeitsalltag von den Mitarbeitenden akzeptiert werden. Der Nutzen – etwa durch Entlastung, Zuverlässigkeit oder klare Prozessverbesserungen – muss unmittelbar spürbar sein. »Die KI muss der KI schmecken, nicht dem Betrachter, der Mensch muss sie erklären können«, so Dr. Remminghorst.

Fördermöglichkeiten für gemeinsame Innovationsprojekte

Neben technischen Lösungen standen auch Transfer- und Förderwege im Fokus. Die neue Transferinitiative der saaris GmbH, Fitt gGmbH und Triathlon unterstützt Unternehmen dabei, geeignete Forschungspartner zu finden und Fördermittel für gemeinschaftliche Innovationsprojekte zu nutzen. In diesem Zusammenhang wurde auf das neue Landesprogramm InnoBonus und seine attraktiven Förderquoten verwiesen, die kleinen und mittleren Unternehmen den Einstieg in KI-basierte Entwicklungsprojekte erleichtern. Dadurch wird der Weg von der Idee bis zur industriellen Umsetzung deutlich verkürzt.

Forschung trifft Anwendung: Ziel der Workshop-Reihe

Die Reihe »Hands-on ZSI« verfolgt das klare Ziel, Forschungsergebnisse schneller in marktfähige Anwendungen zu überführen. Als aktiver Mitgestalter war saaris maßgeblich an der Planung, Organisation und Durchführung beteiligt und unterstützt das Fraunhofer ZSI und interessierte Unternehmen dabei, passende Kooperationspartner zu finden und Innovationsprojekte erfolgreich umzusetzen. Die Veranstaltung zeigte auch in der dritten Ausgabe, wie groß das Potenzial der Verbindung von Sensorik und KI ist – von der mobilen Diagnostik über die Qualitätssicherung bis hin zur industriellen Fertigung und Infrastrukturüberwachung.

Weitere Informationen zu diesem Workshop finden Sie hier

Diese News erscheint im Rahmen der saarländischen Transferinitiative. Partner der Initiative sind die saaris GmbH, die FITT gGmbH sowie die Triathlon Transfer GmbH. Ziel der gemeinsamen Aktivitäten ist die nachhaltige Stärkung des Technologietransfers im Saarland und damit die gezielte Weiterentwicklung und Wettbewerbsfähigkeit des saarländischen Wirtschaftsstandortes. 

Gerne können Sie sich bei Interesse an dem Thema oder einer Kooperation auch an unsere verantwortliche saaris-Mitarbeiterin wenden. Sie unterstützt Sie bei der Vernetzung, mit dem Ziel, den Technologietransfer im Saarland voranzutreiben.