Photonische Sensortechnologien ermöglichen Präzision und Vielseitigkeit bei der Erfassung von Daten in verschiedenen Bereichen. Die Integration in multimodale Systeme verbessert die Genauigkeit, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Daten. Die Fortschritte bei den photonischen Sensoren und ihrer multimodalen Integration zielen darauf ab, Diagnostik, Überwachung und Sensorik zu verbessern, indem sie die Effizienz, Leistung und Zuverlässigkeit erhöhen und gleichzeitig die Größe, die Herstellungskosten und den Stromverbrauch reduzieren.

Die Entwicklung von Sensortechnologien und die multimodale Integration sind eng mit mehreren wichtigen EU-Politiken verknüpft. Dazu gehören das Erreichen einer offenen strategischen Autonomie bei digitalen und neu entstehenden Grundlagentechnologien, die Stärkung der technologischen Souveränität Europas und die Unterstützung des doppelten Übergangs zu einer digitalen und grünen Wirtschaft durch die Förderung energieeffizienter, wettbewerbsfähiger und widerstandsfähiger digitaler Infrastrukturen.

Die Initiative zielt auch darauf ab, den digitalen Wandel voranzutreiben, indem sie den Zugang zu hochwertigen Umweltdaten ermöglicht und die Entwicklung von Technologien für Datenschutz, Compliance und Datenintegrität unterstützt, um die Entscheidungsfindung zu erleichtern und eine faire Datenwirtschaft zu fördern.

Und schließlich trägt es zum grünen Wandel bei, indem es photonische Sensortechnologien für die Umweltüberwachung und nachhaltige Praktiken einsetzt. Es steht im Einklang mit den Zielen der EU für eine grüne und digitale Wirtschaft, indem es den Systembetrieb verbessert und Innovationen in umweltfreundlichen Praktiken fördert und so die technologische Führungsrolle Europas für den gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Fortschritt stärkt.

Von den Projekten wird erwartet, dass sie zu mindestens drei der folgenden Ergebnisse beitragen, um das Potenzial der Photonik für eine digitale, grüne und gesunde Zukunft in Europa voll auszuschöpfen:

• Steigern Sie die Effizienz der entwickelten photonischen Sensoren und übertreffen Sie bestehende Technologien in Aspekten wie Energieverbrauch, Datenerfassungs- und Verarbeitungsgeschwindigkeit sowie Messgenauigkeit.
• Verringern Sie die Größe, das Gewicht oder den Platzbedarf der Sensoren erheblich und quantifizieren Sie die Fortschritte gegenüber aktuellen Technologien.
• Verbessern Sie sowohl intrinsische als auch extrinsische Leistungsmetriken, um die Messgenauigkeit für mindestens drei Anwendungsszenarien zu erhöhen.
• Erweitern Sie die Mess- und Testmöglichkeiten von photonischen Sensoren, indem Sie optische mit nicht-optischen Messparametern verbinden (z.B. für akustische oder elektromagnetische Messungen).
• Tragen Sie dazu bei, die Herstellungskosten zu senken und die Ressourceneffizienz zu erhöhen, während Sie gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der angestrebten Sensorsysteme verbessern.

Von ihnen wird außerdem erwartet, dass sie:

• Helfen Sie mit, die offene strategische Autonomie Europas zu sichern, indem Sie sicherstellen, dass das geistige Eigentum und die Produktionsmittel für Schlüsseltechnologien in der EU verbleiben, um Abhängigkeiten zu verringern und die Verhandlungsposition in der technologischen Zusammenarbeit zu stärken.
• Helfen Sie mit, die internationale Wettbewerbsfähigkeit zu maximieren, indem Sie die Akzeptanz und Umsetzung von Photonentechnologien in neue Produkte und Dienstleistungen steigern, und zwar unter Berücksichtigung der wichtigsten technologischen Anforderungen.

Umfang:

Der Schwerpunkt dieses Themas liegt auf der Weiterentwicklung und Anwendung photonischer Sensortechnologien und ihrer Integration in multimodale Systeme. Von den Vorschlägen wird erwartet, dass sie sich mit der Entwicklung von Sensortechnologien und deren Validierung durch Versuche in realistischen Anwendungsfällen befassen. Dazu gehören die Erforschung multimodaler Sensorfähigkeiten sowie der Einsatz von Sensorfusion und maschinellen Lernansätzen für die Analyse von Sensordaten. Die Techniken sollten sich mit mindestens zwei verschiedenen technologischen Ansätzen, d.h. Sensormodalitäten, befassen, von denen mindestens eine aus den folgenden Bereichen photonisch sein muss:

• 3D-Sensorik und Bildgebung wie LIDAR, optische Kohärenztomographie (OCT), optische Tomographie, Interferometrie, Photoakustik, usw.
• Kommunikation Faserabtastung
• Chemikalien- und Gassensorik
• Bio- und medizinische Sensorik und/oder Bildgebung
• Partikel-Sensorik
• Integrierte photonische Lösungen

Darüber hinaus könnten sich die Vorschläge auf die Entwicklung und Integration von Algorithmen konzentrieren, die die Verarbeitungskapazitäten und die Entscheidungsgenauigkeit von photonischen Sensoren verbessern sollen. Diese Algorithmen können dazu beitragen, die Interpretation komplexer Sensordaten zu optimieren, Echtzeit-Analysen, Umgebungsintelligenz und adaptive Reaktionen in dynamischen Umgebungen zu ermöglichen.

Außerdem sollten die Projekte darauf abzielen, signifikante Verbesserungen in einem oder mehreren der unten aufgeführten Anwendungsbereiche zu erzielen und diese in mindestens drei Anwendungsszenarien zu demonstrieren. Von den Demonstratoren wird erwartet, dass sie TRL 4-5 erreichen, während die photonischen Techniken bis TRL 7 entwickelt werden sollen.

Diese Erwartung unterstreicht das Ziel der Aufforderung, Innovationen zu fördern, die einen wesentlichen und positiven Einfluss auf die Gesellschaft und verschiedene Industriesektoren haben:

• Gesundheitswesen (medizinische Diagnostik, Desinfektion, Behandlung durch verbesserte bildgebende Verfahren und diagnostische Genauigkeit).
• Transportsicherheit (verbesserte Sicherheitsmerkmale in der Automobil- und Luftfahrtindustrie durch bessere Erkennungsmöglichkeiten).
• Industrielle Effizienz und Nachhaltigkeit (industrielle Prozesse wie Fertigung, Qualitätskontrolle, höhere Präzision und Automatisierung durch verbesserte Sensortechnologien).
• Landwirtschaft/Lebensmittelsektor (Präzisionslandwirtschaft, Lebensmittelsicherheit, Reduzierung von Lebensmittelabfällen und Lieferkettenmanagement durch verbesserte Sensortechniken zur Überwachung der Gesundheit von Nutzpflanzen, Erkennung von Verunreinigungen und Optimierung von Produktionsprozessen und Rohstoffnutzung).
• Umweltüberwachung und nachhaltige Energie (Überwachung der Umweltverschmutzung, Klimaforschung, Infrastruktur für erneuerbare Energien und Eindämmung von Naturkatastrophen).
• Sicherheit, Schutz und Widerstandsfähigkeit von Menschen und kritischen Infrastrukturen (Gesichtserkennung, Fernbeobachtung bei Tag und Nacht, (infra-)strukturelle Gesundheitsüberwachung, Erkennung von Chemikalien und Gasen, Sprengstoffdetektion)
• Schutz und effizienter Betrieb der optischen Kommunikation, Risikomanagement für Datentransport und -verarbeitung, einschließlich erhöhter Widerstandsfähigkeit gegenüber Cyber-Sicherheit.

Vorschläge, die zu diesem Thema eingereicht werden, sollten ein Geschäftsszenario und eine Verwertungsstrategie enthalten.

Die Forschung muss auf bestehenden Normen aufbauen oder zur Normung beitragen. Gegebenenfalls sollte die Interoperabilität für den Datenaustausch angesprochen werden.

Alle Projekte sollten auf bestehenden Projekten aufbauen oder eine Zusammenarbeit mit diesen anstreben und Synergien mit anderen relevanten europäischen, nationalen oder regionalen Initiativen, Finanzierungsprogrammen und Plattformen entwickeln, insbesondere mit dem Programm Digitales Europa (DEP).