„KI und maschinelles Lernen: Revolution in der Tinten- und Beschichtungsformulierung“

Das Potenzial von Künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) weckt großes Interesse. Gleichzeitig gibt es auch Bedenken hinsichtlich dieser Technologien. Viele Fragen drehen sich um KI, insbesondere wie sie der Industrie zugutekommen kann. Unternehmen beginnen schrittweise, die Chancen zu erkennen.
Was sind KI und ML? Künstliche Intelligenz (KI) zielt darauf ab, Maschinen zu entwickeln, die menschliche Intelligenz nachahmen können. Maschinelles Lernen (ML) ist ein Bestandteil der KI, der sich darauf konzentriert, Maschinen mittels Daten zu verbessern, ohne dass eine explizite Programmierung erforderlich ist.
Samiul Amin, Professor und Direktor des Master-Programms für Produktdesign sowie des Bachelor-Programms für Chemie-, Umwelt- und Materialtechnik an der Universität von Miami, ist ein führender Experte auf diesem Gebiet. Er betont, dass KI und ML zwar viel Aufmerksamkeit erhalten, aber nicht völlig neue Technologien sind.
„KI und maschinelles Lernen haben sich aus Expertensystemen entwickelt, die es schon lange gibt“, erklärt Amin. „Diese Systeme konnten Instrumente für spezifische Messungen in Forschung und Entwicklung, Qualitätssicherung, Prozessoptimierung und vorausschauende Wartung in der Fertigung sowie in Diagnose und Behandlungsplanung im Gesundheitswesen leiten.“
„Die heutige KI und das maschinelle Lernen bieten viel tiefere Einblicke und Anleitungen durch kontinuierliches Lernen aus neuen Daten“, fügt er hinzu.
Die Implementierung von KI ist noch zögerlich, weil viele nicht wissen, wie sie effektiv genutzt werden kann. In der Produktentwicklung ermöglicht KI die Anpassung von Rezepturen, um bestimmte Leistungsmerkmale zu erreichen, die ohne zahlreiche Experimente nicht realisierbar wären.
In der Tinten- und Beschichtungsindustrie finden KI und ML vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Insbesondere in der Formulierung können sie von großem Nutzen sein. Amin hat zusammen mit Professorin Yelena Yesha ein Unternehmen gegründet, FastFormulator Inc., das chemische Intelligenz – eine Kombination aus KI, maschinellem Lernen und Formulierungswissenschaft – nutzt.
„Wir haben kürzlich an nachhaltigen Tintenformulierungen für ein großes Unternehmen gearbeitet“, sagt Amin. „Wir erforschten biologisch abbaubare Rezepturen. Ein wichtiger Aspekt ist die Fließfähigkeit der Tinte, zum Beispiel bei einem Kugelschreiber, was die Farbintensität und Schreibqualität beeinflusst.“
„Die traditionelle Reformulierung ist sehr zeit- und ressourcenintensiv“, erklärt Amin weiter. „Man optimiert die Rezeptur durch zahlreiche Tests, bis man die richtige Mischung erzielt hat. KI und maschinelles Lernen können diesen Optimierungsprozess erheblich beschleunigen.“
Neue Vorschriften können die Verfügbarkeit von Inhaltsstoffen verändern. FastFormulator setzt KI ein, um über aktuelle Änderungen informiert zu bleiben und Vorschläge für zulässige Ersatzstoffe zu geben. Zudem hilft KI bei der Überwachung von geistigem Eigentum und Patenten.
Ein Beispiel für die Anwendung von KI ist die Entwicklung einer neuen biologisch abbaubaren Tinte oder Farbe. „Mit KI kann ein Formulierer diese Rezepturen buchstäblich innerhalb von Stunden erstellen“, so Amin. „Man gibt die Zutaten in das System ein, das dann Empfehlungen abgibt.“
FastFormulator bietet neben der chemischen Formulierung auch Lösungen für regulatorische Compliance und die Überwachung von geistigem Eigentum. „Unsere Hauptbereiche sind KI, maschinelles Lernen und tiefes Lernen in Kombination mit wissenschaftlicher Expertise in Formulierungs- und Kolloidwissenschaften“, erklärt Amin.
Trotz der Vorteile der KI gibt es Sorgen hinsichtlich der Arbeitsplatzsicherheit und der autonomen Entscheidungsfindung durch KI. Amin meint, diese Ängste seien unbegründet. „KI ist ein Werkzeug, das unsere Produktivität steigern kann. Es liegt an uns, dieses Werkzeug effektiv zu nutzen“, sagt er.
„KI wird die Markteinführungszeit erheblich verkürzen und so Raum für innovative Produkte schaffen“, schließt Amin.