Verstärkter Einsatz moderner 3D-Bildgebungsverfahren
Die Zukunft der Bildgebung wird in 3D erfolgen. Doch um an dieser 3D-Revolution teilzuhaben, muss Europa über Arbeitskräfte verfügen, die in der Anwendung von 3D-Bildgebungsverfahren geschult sind. „Unsere Unzulänglichkeiten bei der Verarbeitung und Analyse von Terabytes an 3D-Daten beeinträchtigen bereits die wissenschaftlichen Erkenntnisse, die wir aus zahlreichen Datensätzen gewinnen können“, sagt Jens Wenzel Andreasen, Professor an der Technischen Universität Dänemark. „Mit dem Aufkommen schnellerer Erfassungszeiten und multidimensionaler Verfahren werden wir bald in ein Zeitalter eintreten, in der wir Petabytes an 3D-Daten verarbeiten werden.“ Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts MUMMERING arbeitet Andreasen darauf hin, dass die nächste europäische Forschungsgeneration in der Bildgebung auf die Verarbeitung solch großer Mengen an 3D-Daten vorbereitet ist. „Wir haben ein Doktoratsprogramm ins Leben gerufen, in dem 15 Nachwuchsforschende in der Anwendung von 3D-Bildgebungsverfahren geschult wurden“, erklärt Andreasen. „Ziel war es, die Schulungen so zu gestalten, dass verhindert wird, riesige Mengen wertvoller Tomografiedaten unter einem virtuellen Schrotthaufen zu begraben.“
Plattform für die Durchführung von Tomografie-Experimenten
Die Nachwuchsforschenden nahmen an einem intensiven, netzweiten Doktoratsprogramm teil, das alle Aspekte der 3D-Bildgebung abdeckte. „Eine frei zugängliche, quelloffene, kollaborative Plattform bildete das Herzstück der Schulung“, so Andreasen. „Über diese Plattform konnten die Nachwuchsforschenden zusammenarbeiten und praktische Erfahrungen mit dem gesamten Bildgebungsverfahren von der Datenerfassung über die Rekonstruktion, Segmentierung und physikalische Modellierung bis hin zur Erstellung von Zeitmodellen oder 3D-Filmen sammeln.“ Alle Nachwuchsforschenden nutzten die MUMMERING-Plattform, um eigene Tomografie-Experimente durchzuführen. Zu den Themen gehörten unter anderem die schnelle Kleinwinkel-Röntgenstreuungstensor-Tomografie, die auf Röntgen-Computertomografie basierende numerische Modellierung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen, ein neuartiges Erfassungsschema für die Elektronentomografie sowie die spektrale Fugenrekonstruktion und Materialklassifizierung aus der Multi-Energie-Computertomografie. Die Nachwuchsforschenden stellten ihre Arbeiten in Videopräsentationen vor, die auf dem YouTube-Kanal von MUMMERING angesehen werden können.
Hochqualifizierte Nachwuchsforschende
Andreasen betont, dass die Projektkoordinierenden besonders beeindruckt waren, wie gut die Nachwuchsforschenden zusammengearbeitet haben – keine leichte Aufgabe, wenn man bedenkt, dass ein Großteil dieser Tätigkeit während der COVID-19-Pandemie isoliert umgesetzt wurde. „Die Nachwuchsforschenden teilten sich sogar gegenseitig ihre Erkenntnisse mit, um sicherzustellen, dass alle davon profitierten – ein Maß an Zusammenarbeit, das bei vielen Forschungsprojekten fehlt“, fügt er hinzu. Alle Nachwuchsforschenden schlossen das Projekt als äußerst attraktive – und gefragte – Doktorandinnen und Doktoranden mit der praktischen, qualifizierten Erfahrung, die für die Übernahme von Forschungsarbeiten auf industrieller Ebene erforderlich ist, ab.
Industrierelevante Probleme lösen
Laut Andreasen ist es dem über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekt MUMMERING gelungen, die industrielle Nutzung fortschrittlicher 3D-Bildgebungsverfahren zu fördern. „Die Projektergebnisse befassen sich mit industrierelevanten Problemen und zeigen wichtige Eigenschaften auf, die aus tomografischen Daten extrahiert werden können“, sagt er. „Damit haben wir den Weg zu einer Reihe neuer Anwendungen geebnet, die Wirkung in Bereichen von der medizinischen Computertomografie über In-vivo-Studien bis hin zur Materialverarbeitung erzielen könnten.“ Das allerwichtigste Ergebnis des Projekts ist jedoch die Gruppe hochqualifizierter Fachleute. „Diese Nachwuchsforschenden haben ein starkes Netzwerk aufgebaut, sowohl mit anderen Forschenden als auch mit unseren Industriepartnern, von dem sie während ihrer gesamten Laufbahn profitieren werden“, schließt Andreasen.
Schlüsselbegriffe
MUMMERING, 3D-Daten, 3D-Bildgebung, Bildgebungsforschung, Nachwuchsforschende, Tomografie, Röntgenstrahlen
