LabFlex

Das Forschungsprojekt LabFlex entwickelt ein adaptives, KI-gestütztes Automatisierungskonzept für Laborprozesse in den Life Sciences. Ausgangspunkt ist die zunehmende Komplexität und Dynamik moderner Forschungs- und Entwicklungslabore, in denen klassische, starr programmierte Automatisierungslösungen an ihre Grenzen stoßen. Gleichzeitig steigen Anforderungen an Qualitätssicherung, Nachvollziehbarkeit und Validierung, während qualifiziertes Personal zunehmend zum limitierenden Faktor wird.

LabFlex adressiert diese Herausforderungen durch die Kombination von modularer Robotik, künstlicher Intelligenz und semantischer Systemmodellierung. Im Zentrum steht ein KI-gestützter Planer, der Laborprotokolle in formal beschriebene Prozessmodelle überführt und diese mit den verfügbaren Fähigkeiten von Laborgeräten, Robotersystemen und IT-Infrastrukturen abgleicht. Auf dieser Grundlage werden valide, ausführbare und anpassungsfähige Prozessketten generiert, die durch mobile, kollaborative Robotersysteme in der realen Laborumgebung umgesetzt werden.

Ein wesentlicher Forschungsbeitrag liegt in der Entwicklung einer fähigkeitsbasierten Integrations- und Steuerungsarchitektur, die heterogene Laborressourcen über standardisierte Schnittstellen zusammenführt und eine flexible Rekonfiguration von Prozessen ermöglicht. Die enge Kopplung an bestehende Laborinformations- und Managementsysteme (LIMS) gewährleistet dabei eine durchgängige Datenbasis für Dokumentation, Validierung und regulatorische Anforderungen.

Darüber hinaus adressiert das Projekt gezielt die Mensch-Technik-Interaktion in hochdynamischen Laborumgebungen. Durch die Kombination aus automatisierter Prozessplanung und assistierenden Interaktionsmechanismen entsteht ein System, das Fachpersonal nicht ersetzt, sondern in Entscheidungs- und Ausführungssituationen gezielt unterstützt. Auf diese Weise wird eine robuste Zusammenarbeit zwischen Mensch, Robotik und digitalen Systemen ermöglicht, auch unter variierenden Prozessbedingungen.

Ziel ist die Entwicklung eines übertragbaren Frameworks für adaptive Laborumgebungen, das eine flexible Integration neuer Geräte, Prozesse und Anforderungen erlaubt und damit die Grundlage für zukünftige, skalierbare Automatisierungslösungen in Forschung und industrieller Anwendung schafft.