Die Analyse medizinischer Bilddaten durch Spezialisten ist zeitaufwendig, kostenintensiv und durch mögliche anwendungs- und gerätespezifische Fehler nur unzureichend vergleichbar. Mit dieser Problematik setzten sich die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT, Aachen, in dem erfolgreich abgeschlossenen IGF-Projekt "Cell Culture Analysis Tool" (AIxCell) auseinander.
Dazu wurde eine Datenpipeline durch ein domänenspezifisches System einer selbstlernenden Entscheidungslogik (AutoML) unter Verwendung modularer Softwarebibliotheken, Daten- und Wissensbasis aus zehn verschiedenen Anwendungsfällen automatisiert. Das AutoML-System, bestehend aus einem vordefinierten Suchraum, einer Wissensbasis aus Metadaten, einer Datenvorverarbeitung, einem Meta-Learning-Modell und einem Multi-Fidelity-Ansatz, kann in eine lokal genutzte oder eine Cloud-basierte Anwendung integriert werden. Über einen Internetbrowser kann eine neue Analysenaufgabe definiert, Daten hochgeladen und das AutoML-System gestartet werden. Die Ausgabe der optimal konfigurierten, bewerteten Datenpipeline kann anschließend direkt zur Analyse der Zellkulturen genutzt werden. Alternativ kann die Datenpipeline in einen automatisierten Analyse-Workflow integriert werden. Ein Vergleich mit individuell entwickelten Modellen attestiert die Funktionsweise des Ansatzes zur vollständigen Automatisierung einer Bildauswertung in abgegrenzten Domänen. Aktuell vereinzelt notwendige Nachbearbeitungen können eingebaut werden, was mit zunehmender Repitition den Funktionsumfang der Anwendung erhöht.
Vor allem KMU verschiedenster Branchen wie medizinische Labore, Software-Anbieter oder auch optische und photonische Komponenten produzierende Unternehmen profitieren von der entwickelten Software, da diese für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle genutzt werden kann, und steht sowohl der Industrie als auch Kliniken und der Wissenschaft zur Verfügung.
Das Projekt wurde durch das BMWK aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Für das erfolgreich im August 2022 abgeschlossene IGF-Projekt hat die F.O.M. aus dem Budget des Programms "Industrielle Gemeinschaftsforschung" 248.918 EUR Fördermittel eingeworben und zu 100 % an das Fraunhofer-IPT Aachen weitergeleitet. Weitere Informationen zu dem Projekt und zu den Forschungsergebnissen finden Sie auf der Projektwebseite und in der Erfolgsnote.