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Freiberger Hyperspektral-Titanin sucht nach Bodenschätzen

Eine TheiaX-Forscherin mit einer Hyperspektralkamera im Außeneinsatz. Foto: TheiaX

Eine TheiaX-Forscherin mit einer Hyperspektralkamera im Außeneinsatz. Foto: TheiaX

Helmholtz-Ausgründung „TheiaX“ kartiert mit Fernerkundungs-Sensorik und KI wertvolle Hochtechnologie-Metalle im Erdreich

Freiberg, 13. Dezember 2021. Um wichtige Hochtechnologie-Metalle rascher zu finden, ohne überall den Boden zu durchlöchern, setzt das Freiberger Team „TheiaX“ auf Hyperpektral-Augen und Künstliche Intelligenz (KI). Das geht aus einer Mitteilung des „Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie“ (HIF) hervor, aus dem sich das Unternehmen derzeit ausgründet.

System hilft Bergbauunternehmern bei der Entscheidung

„Wir haben hyperspektrale Bildgebungstechnologien, womit Bilder von sehr vielen, eng beieinanderliegenden Wellenlängen aufgezeichnet werden können, mit selbst entwickelten Algorithmen für maschinelles Lernen kombiniert und können damit präzise Modelle des Untergrundes anfertigen“, erklärt TheiaX-Mitgründer Dr. Richard Gloaguen. „Diese helfen den Bergbauunternehmen bei der Ressourcenbewertung, also ob der Mineralabbau wirtschaftlich sinnvoll ist.“

Ein Vorgänger der heutigen Hyperspektralkameras: die Multispektralkamera vom VEB Carl Zeiss Jena in der Raumfahrtausstellung in Morgenröthe-Rautenkranz. Foto (bearbeitet): Heiko Weckbrodt

Ein Vorgänger der heutigen Hyperspektralkameras: die Multispektralkamera vom VEB Carl Zeiss Jena in der Raumfahrtausstellung in Morgenröthe-Rautenkranz. Foto (bearbeitet, freigestellt): Heiko Weckbrodt

Vorläufertechnik in DDR mitentwickelt

Benannt ist die neue Firma nach der Titanin Theia, die in der altgriechischen Sagenwelt unter anderem für die Edelsteine und die Edelmetalle zuständig war. Das dahinter stehende fünfköpfige Wissenschaftlerteam analysiert mit sensorbestückten Drohnen und Hyperspektral-Kameras potenzielle Abbaugebiete. Solche Kameras können die chemisch-physikalische Zusammensetzung einer Steinhalde, einer Bohrkernprobe oder einer bis an die Oberfläche reichenden Erzmine („Aufschluss„) ermitteln. Dafür setzen sie Fernerkundungs-Technologien ein, die ursprünglich vor allem für die Astrophysik und die Raumfahrt entwickelt worden waren. Die Vorläufer dafür wurden in den 1970er Jahren in der DDR bei Carl Zeiss Jena als Multispektralkameras für die orbitale Erderkundung entwickelt.

So sehen beispielsweise die 3D-Karten von TheiaX aus. Eine lernfähige Software wertet dafür unter anderem aus, welche Metalle die Multispektral-Sensoren an der Oberfläche entdeckt haben, und berechnet daraus eine Prognose über das unterirdische Vorkommen. Hier im Bild zu sehen ist die geschätzte Verteilung von Aluminiumhydroxiden im spanischen Tagebau Corta Atalaya. Abb.: TheiaX

So sehen beispielsweise die 3D-Karten von TheiaX aus. Eine lernfähige Software wertet dafür unter anderem aus, welche Metalle die Hyperspektral-Sensoren an der Oberfläche entdeckt haben, und berechnet daraus eine Prognose über das unterirdische Vorkommen. Hier im Bild zu sehen ist die geschätzte Verteilung von Aluminiumhydroxiden im spanischen Tagebau Corta Atalaya. Abb.: TheiaX

Hyperspektralkameras analysieren Inhalt von Gesteinen aus der Ferne

Bei der hyperspektralen Nachfolgetechnik zeichnen Spezialsensoren die für jedes Element und jedes Molekül typische Strahlung auf Dutzenden oder gar Hunderten verschiedenen Kanälen auf. Dadurch ist es auch aus großen Distanzen möglich zu ermitteln, welche Materalien in einem Stern oder eben in einem Berg stecken. Aus den Messdaten erstellt bei TheiaX dann eine lernfähige Software dann dreidimensionale Karten. Die erleichtern den Bergbauunternehmen letztlich die Entscheidung, ob sich Probebohrungen oder gleich ein Bergwerk wirklich lohnen. „Die entwickelten Technologien minimieren die Auswirkungen auf die Umwelt, stärken die Akzeptanz in der Bevölkerung und verbessern gleichzeitig bestehende Erkundungstechnologien“, ist Richard Gloaguen überzeugt.

Auch im Ausland - hier zum Beispiel in einer Mine im spanischen Corta Atalaya - ist die Freiberger Fernkartierungstechnik im Einsatz. Foto: HZDR/HIF

Auch im Ausland – hier zum Beispiel in einer Mine im spanischen Corta Atalaya – ist die Freiberger Fernkartierungstechnik im Einsatz. Foto: HZDR/HIF

Titanin international im Einsatz

Die Freiberger Hyperspektral-Titanin ist inzwischen schon international im Einsatz: „Bisher konnten wir mit unseren maßgeschneiderten Lösungen bereits Projekte für die Bergbauindustrie in Grönland, Bulgarien, Griechenland, der Tschechischen Republik und Deutschland realisieren“, berichtet TheiaX-Chef Christian Christesen. Das mache deutlich, „dass wir mit unseren Dienstleistungen eine Marktlücke füllen.“

Autor: hw

Quellen: HIF-HZDR, TheiaX, Wikipedia