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Zoll, Bauindustrie, Medizin und Gesundheit Scan-Verfahren schließt Sicherheitslücken

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Digitale Transformations-Lösungen im Maschinenbau-Umfeld: Estland als digitalstes Land der Welt ist offen für Geschäfte mit deutschen Unternehmen. Ein Beispiel für die Innovationsfreude: Myonen-Tomografie mit KI-gestützten Algorithmen.

GScan - Technologie
GScan - Technologie
(Bild: GScan)

Arzneimittel, Feuerwerkskörper, Markenprodukte, Kunstwerke und Antiquitäten – sie zählen zu den Produkten, die Transport- und Einfuhrbeschränkungen unterliegen oder bestimmten Schutzrechten. Durch Medikamentenfälschungen sind die Verbraucher gesundheitlichen Gefahren ausgesetzt, und Warenplagiate und Produktpiraterie verursachen der Wirtschaft hohe Schäden. Allein in der EU wird der Schaden auf Herstellerseite auf jährlich 60 Mrd. Euro geschätzt.

Bei den gigantischen internationalen Güterströmen können die Behörden nur einen kleinen Teil der Fracht kontrollieren, und ein noch kleinerer Teil der illegalen Waren wird vom Zoll entdeckt. Die am weitesten verbreitete Technologie zum Scannen von Liefer- und Lastwagen bis hin zu Eisenbahnwaggons ist die Gammastrahlen- und Röntgenradiografie. Sie stößt an ihre technischen Limits, weil sie nur begrenzt Materialien erkennt oder nur einen geringen Durchsatz erzielt.

Im Rahmen des EU-Projekts Silentborder wird nun ein neuer Hightech-Scanner für die Myonen-Tomografie entwickelt. Dieses bildgebende Verfahren bildet großvolumige Objekte in 3D ab mittels Myonen der kosmischen Strahlung. Ein Myon ist ein Elementarteilchen, das in vielen Eigenschaften dem Elektron ähnelt. Die Myonen-Tomografie gilt als die modernste Technologie für die Frachtkontrolle. Braucht ein Scanvorgang mit Röntgenscannern 20 bis 30 Minuten, so wird es mit der neuen Technologie etwa 10 Mal schneller gehen.

Mit dieser Technik wurden z.B. die ägyptischen Pyramiden auf unbekannte Grabkammern untersucht. Kosmische Myonen sind hochgradig durchdringend, ihre durchschnittliche Energie beträgt das 10.000-fache der Energie einer typischen Röntgenstrahlung, und sie sind praktisch nicht absorbierbar.

Der Scanner nutzt die natürlich vorkommende sekundäre kosmische Strahlung. Er ermöglicht eine sichere und schnelle Durchleuchtung von Frachträumen und erkennt und identifiziert gefährliche und illegale Güter, Schmuggelware - und sogar in Containern versteckte Personen. Er unterscheidet dabei zwischen verschiedenen Materialien und lokalisiert sie innerhalb der Fracht. Die Zollbehörden können dann gezielt reagieren.

Multinationales EU-Projekt in Estland

Am Silentborder-Projekt sind mehrere europäische Länder mit Forschungseinrichten, Universitäten und Industriepartnern beteiligt, unter anderem Deutschland mit dem Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum, oder Italien und Belgien. Der Standort für die Entwicklung der komplexen Technologie ist Estland, das mit der Universität Tartu sowie dem Unternehmen GScan aus der estnischen Hauptstadt Tallinn an dem Projekt beteiligt ist. GScan hat das Konzept entwickelt und initiiert, dass Silentborder als Projekt etabliert wird.

Als Technologie-Unternehmen entwickelt GScan Detektoren und Tomografie-Technologie, die nur die natürliche Strahlung der Umgebung nutzt. „Der Scanner wird bestehende Systeme übertreffen, indem er neuartige Hochleistungsalgorithmen kombiniert mit künstlicher Intelligenz für die Material-Identifizierung einsetzt“, sagt Hannes Plinte, CEO von GScan. Nach Feldtests wird der neue Tomografie-Scanner für die Produktentwicklung und Vermarktung bereit sein, etwa für einen ersten Einsatz im Zollwesen sowie in der Bauindustrie für die Sicherheitsprüfung von Stahlbeton, im Gesundheitswesen und in der medizinischen Tomografie.

„Mit dem multifunktionalen passiven Scanner werden wir die große Sicherheitslücke schließen bei der schnellen und sicheren Inspektion einer großen Anzahl von Frachtstücken“, führt Hannes Plinte weiter aus. „Die Erkennungsfähigkeit basiert auf hochpräzisen Sensoren zur Partikelverfolgung, kombiniert mit modernsten tomografischen Rekonstruktions- und Materialklassifizierungs-Algorithmen zur Datenanalyse.“

Das digitalste Land der Welt

Estland sieht für sich einen starken Wettbewerbsvorteil als Standort für die Entwicklung einer solch komplexen Technologie. Das Land hat eine 150-jährige Tradition im Maschinenbau und eine starke Basis von Grundlagen- und Informationswissenschaften gepaart mit einer hochmodernen Fertigungsindustrie. Zusätzlich ist der Grad der Digitalisierung so weit vorangeschritten, dass man bei der Implementierung von Industrie-4.0-Lösungen den Wettbewerb anführt.

„Lösungen von digitalisierten Prozessen für Automation, Robotik und IKT werden in über 120 Ländern eingesetzt“, sagt Leana Kammertöns, Export Advisor bei Enterprise Estonia in Berlin. „Der Weg begann Mitte der 90er Jahre mit dem „Tiigrihüpe“, dem Tigersprung, und der Digitalisierung des Verwaltungswesens. Von dort wurde sie ins Bildungswesen übertragen und in das industrielle Umfeld.“ Der Begriff ‚e-Estonia‘ steht für dieses robuste Ökosystem, das als effizient, sicher und transparent zu weltweiter Bekanntheit gelangt ist. Heute gilt Estland als die digitalste Gesellschaft der Welt.

Kooperation zwischen Wirtschaft und Wissenschaft

„Die Entwicklung der neuartigen Myonen-Tomografie steht stellvertretend für Zusammenarbeit zwischen estnischer Wirtschaft und Wissenschaft“, sagt Leana Kammertöns. Neben GScan ist die Universität Tartu durch seine Forschungseinrichtungen NICPB und iCV Lab vertreten. Das Nationale Institut für chemische Physik und Biophysik (NICPB) ist eine öffentlich-rechtliche Forschungseinrichtung, die Grundlagenforschung und angewandte Forschung auf Basis der akademischen Freiheit betreibt. Das iCV Research Lab beschäftigt sich mit ‚Computer Vision‘. Sie bewegt sich im Grenzbereich zwischen Informatik und den Ingenieurwissenschaften und erforscht das Computersehen und seine Darstellung in 3D-Modellierung.

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Offen für Business mit deutschen Unternehmen

„Estland mit seinem international ausgerichteten Maschinenbau-Umfeld ist offen für Business mit deutschen Unternehmen – als Entwicklungs- und Kooperationspartner oder als Auftragshersteller. Wir bieten hohe Fertigungstiefe und wettbewerbsfähigen Kosten, Industrieparks, Accelerators und Kompetenzzentren“, sagt Leana Kammertöns. Als Mitglied der EU ist in Estland Rechtssicherheit gegeben. In zwei Flugstunden ist das Land erreichbar. Die deutschsprachige Website www.tradewithestonia.com/de/ der Wirtschaftsförderung Estland enthält weitere Fallstudien über smarte Lösungen für verschiedene Branchen. Für die direkte Ansprache können Kunden GScan direkt ansprechen oder eines der Büros der estnischen Wirtschaftsförderung in Nürnberg und Berlin.

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