Top-3 unserer Forschungsprojekte 2022 – Von KI-Assistenzsystemen bis Einzelzellgenomik

Bei Comma Soft arbeiten Wissenschaftler:innen aus verschiedensten Disziplinen, die es gewohnt sind, Gängiges in Frage zu stellen und innovative Ansätze zu verfolgen. Schon deshalb ist unsere tägliche Arbeit im Consulting von großer Forschungsnähe und Neugier geprägt. Daneben arbeiten wir aber auch an ganz konkreten Forschungsprojekten, in denen wir gemeinsam mit unseren akademischen Partnern Lösungen für komplexe Probleme finden. Hier stellen wir unsere drei Highlight-Projekte aus dem Jahr 2022 vor:

discovAIR & SYSCID: Bessere Heilungschancen dank neuer therapeutischer Ansätze

Die Life Sciences-Projekte „discovAIR: discovering the Cellular Landscape of the Airways and Lung Tissue“ und „SYSCID: Systems Medicine Approach for Predictions in Chronic Inflammatory Diseases“ sind im Bereich der Einzelzellgenomik angesiedelt. Beide Projekte haben das Ziel, neue therapeutische Ansätze für Lungenkrankheiten (discovAIR) bzw. für chronische Entzündungskrankheiten (SYSCID) zu entwickeln, die zu den weltweit häufigsten Todesursachen zählen. Dazu analysierten wir gemeinsam mit unseren akademischen Partnern die genetischen Eigenschaften von medizinisch entnommenen Zellen der Lunge und untersuchten, wie sie sich in Anwesenheit von Krankheiten (Asthma, COPD, COVID-19) verändern. Das Projekt war Teil des weltweiten Human Cell Atlas-Vorhabens, bei dem perspektivisch alle Zellen des menschlichen Körpers kartographiert werden sollen.

Eines der spannendsten Ergebnisse für uns war dabei die Entwicklung des Human Lung Cell Atlas, kurz HLCA (Sikkema et al., An integrated cell atlas of the human lung in health and disease, 2022). Der HLCA kombiniert die Eigenschaften von 2,2 Millionen Zellen in einem interaktiven Atlas, der die Zellen nach ihren genomischen Eigenschaften ordnet und dadurch zum Teil völlig neue Zelltypen sichtbar macht. Das Besondere: Wissenschaftler:innen können ihre eigenen Daten mithilfe eines Tools auf der von Comma Soft entwickelten Plattform FASTGenomics in den Atlas projizieren und so herausfinden, ob sich in ihren Zellproben z. B. krankhafte Veränderungen befinden.

Comma Soft hatte in beiden Projekten die Rolle des Datenmanagers und stellte außerdem die Kollaborationsplattform für die projektinterne Genanalyse, auf der z. B. der Human Lung Cell Atlas veröffentlicht wurde. Weiterhin unterstützten wir die Entwicklung des discovAIR-Portals im Single Cell Expression Atlas, auf dem die gesammelten Ergebnisse der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden.

Speaker: Die intelligente und zugleich rechtskonforme Sprachassistenz-Plattform

Das Speaker-Projekt hat zum Ziel, eine deutsche Sprachassistenz-Plattform zu entwickeln, die den europäischen Datenschutz-Anforderungen gerecht wird. Dazu wird derzeit ein Ökosystem für Anwendungen im B2B-Bereich aufgebaut, in das Startups, Forschungsinstitute und Großkonzerne integriert sind.

Während unsere Forschungspartner, das Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) und das Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (IIS), die Plattform entwickeln und ihre eigenen Sprachassistenzsysteme zum Trainieren der Algorithmen zur Verfügung stellen, kümmern wir von Comma Soft uns um die Entwicklung einer sprachgesteuerten App im Gesundheitsbereich. Diese kann z. B. Patienten dabei unterstützen, ihre gesundheitsbezogenen Daten wie Gesundheitsmarker und Medikation per Spracherfassung selbst festzuhalten. Die Daten werden dann mithilfe von KI strukturiert, sodass Auffälligkeiten schneller erkennbar sind und die Behandlung entsprechend angepasst werden kann. Die Technologie wird außerdem bereits von ersten Verbänden produktiv in der Kundenkommunikation genutzt: Patient:innen, die Termine bei Fachärzt:innen suchen, können hierdurch schneller vermittelt werden und Behandlungen in ihrer Nähe erhalten. Bei der fortlaufenden Weiterentwicklung der App fließt die Expertise der Comma Soft-Kolleg:innen im Bereich Speech Recognition und Natural Language Processing ein.

Meso-Assistent: Mehr Qualität und Nachhaltigkeit in der Spritzgussproduktion

Im Projekt Meso-Assistent geht es um die Frage, wie sich Prozesse bei der Plastikspritzguss-Herstellung mit KI-Methoden unterstützen lassen. Der Spritzguss ist ein industriell weit verbreitetes Verfahren, das komplexe Formen bei gleichzeitig geringen Kosten herstellen kann. Allerdings kommt es bei dem Verfahren häufig zu Fertigungsproblemen, die zu erhöhten Ausschussquoten führen. Diese Probleme können oft nur von erfahrenen Operateuren erkannt und behoben werden. In der Praxis sind diese Personen aber durch den Fachkräftemangel oft nicht verfügbar.

Im Meso-Assistent-Projekt verringern wir diesen Ausschuss durch eine intelligente Parametrisierung, die sich Echtzeit-Maschinendaten zunutze macht. Unser Kollege Dr. Lars Flöer, der das Projekt leitet, spricht auch von einer „Schnittstelle zwischen der KI-Welt und der Produktion“. Der Meso-Assistent errechnet aus der Kombination von Maschinen- und Qualitätsdaten in Echtzeit optimale Prozessparameter und erkennt selbstständig Anomalien im Fertigungsprozess. Diese werden den Operateuren an der Maschine transparent gemacht, sodass sie frühzeitig Anpassungen an der Produktion und Materialzusammensetzung vornehmen und fehlerhafte Ergebnisse vermeiden können. Dies ist nicht nur aus Kostengründen interessant, sondern auch mit Blick auf Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft.

Mehr zu unseren Innovations- und Forschungsprojekten:

Ausblick: Unsere Forschungsprojekte für das Jahr 2023

Auch 2023 werden wir uns wieder mit spannenden Forschungsthemen beschäftigen. Das Projekt Speaker wird voraussichtlich im April abgeschlossen, aber auch darüber hinaus werden wir das Thema Natural Language Processing weiterentwickeln. Außerdem stehen bei uns weitere KI-Themen auf dem Programm – im Bereich Produktion besonders das Thema Circular Economy. Wir halten Sie auf dem Laufenden!

Forschungsprojekte sind für uns wichtige Schritte auf dem Weg zu wirtschaftlichen Innovationen. Durch unsere vielfältigen Projekte auf nationaler und internationaler Ebene bringen wir zudem Erfahrung mit der Beantragung von Fördergeldern mit. Wenn Sie interessante Forschungsvorhaben oder innovative Ideen haben, die förderfähig sein könnten, sprechen Sie gerne unseren Forschungsexperten Dr. Michael von Papen an. Hier können Sie Kontakt mit ihm aufnehmen.