Fotonika

Fotonika briše meje med tovarnami in klinikami prihodnosti. Natančno vodenje visokoenergijskih pulzov svetlobe danes predstavlja osnovo za različne pomembne industrijske procese, od rezanja do svetlobnega maskiranja pa do zdravljenja obolelih ali celo izdelave novih umetnih (nadomestnih) tkiv. Pri tem se združuje že navedena tehnološka področja, npr. tehnologije vodenja procesov na osnovi naprednih sistemov odločanja, različne adaptivne robotske tehnologije in seveda različne izvedbe laserskih sistemov ter svetlobnih detekcijskih sistemov. Prav slednji predstavljajo osnovo za pametno senzoriko in odločanje na daljavo, saj svetloba posreduje vrsto informacij o snovi, molekularnih okoljih ali procesu obdelave samem in je zato idealen nosilec informacij pri visoko oz. samoadaptivnih tehnologijah. Tovarne prihodnosti bodo s takimi visoko fleksibilnimi in samoadaptivnimi produkti sposobne proizvajati majhne serije specializiranih izdelkov po principih, ki danes veljajo za masovno proizvodnjo. Aditivne laserske proizvodne tehnologije, kot je laserski transferni tisk, sodijo med ključne omogočitvene tehnologije za vzpostavitev digitalne, aditivne in s tem fleksibilne in samoregulativne proizvodnje, ki bo v tovarnah prihodnosti nadomeščala toge proizvodne postopke, kakršne poznamo danes (uporaba mask, šablon, kalupov in drugih analognih orodij).

Po drugi strani pa lahko s teranostičnimi produkti rešimo problem razklopljenih procesov terapije in diagnostike, kjer še posebej slednja z množico informacij sodobnih fizikalnih diagnostičnih metod upočasnjuje odločanje zdravnikov. Primer take najnaprednejše tehnologije v razvoju je Image-guided robotic surgery (da Vinci robotska kirurška platforma), s katerim danes že odstranjujejo raka na osnovi različnih spektralnih in slikovnih senzorjev (http://bme.ucdavis.edu/marculab/image-guided-robotic-interventions/). Pri tem so roboti avtonomni ali pa s projekcijami navidezne resničnosti kirurgom pomagajo pozicionirati laserske kirurške instrumente. Ključ za uporabo takih tehnologij so torej posebni avtonomni varnostni sistemi, ki nadzorujejo in preprečujejo napake avtonomnih robotskih sistemov (http://www.davincisurgery.com/safety/).

V okviru stebra Fotonika od programa pričakujemo naslednje, tudi v svetovnem merilu najnaprednejše tehnološke rešitve:

  • Razvoj povsem novega tipa laserskega izvora za dvo ali več kanalno vzbujanja z različnimi valovnimi dolžinami, izredno hitre (več 10 MHz) in poljubne modulacije moči laserskega izhodnega snopa, brez potrebe po zunanjem optičnem modulatorju, s katerim se lahko ob minimalnih prehodnih pojavih zagotavlja visoko stabilnost izhodne moči za prototipiranje z laserskim transfernim tiskanjem s hitrostmi skeniranja nad 1 km/s, ki jih s klasičnim izvori ni mogoče doseči.
  • Razvoj novega inteligentnega laserskega sistema za daljinsko obdelavo nehomogenih organskih površin (ILOOP) z novo in glede na globalni trg boljšo rešitev od primerljivih; z nadzornim sistemom na osnovi najnovejše senzorske tehnologije za ultra hitro fotonsko merjenje temperature v območju do 100 °C, ki bo soosno sklopljen z delovnim laserskim žarkom, s čimer se bo ves čas merila temperatura na mestu laserskega obsevanja. Tako bo ILOOP bistveno razbremenil operaterja z adaptivno regulacijo laserski parametrov s ciljem natančnega časovnega in prostorskega doseganja temperaturnega polja v obdelovancu.
  • Razvoj nove generacije pametnih oftalmoloških produktov s tehnologijo »Safety inside« z izjemno konkurenčno prednostjo, ki bo zagotavljala optimizacijo terapevtskih protokolov in inherentno varnost za pacienta z vgrajenimi rešitvami avtomatske kontrole pozicije in doze laserskih sunkov. Vzporeden razvoj cenovno optimiziranega subnanosekundnega vlakenskega laserskega izvora bo usmerjen v razširitev pametnih aplikacij povsem novih teranostičnih naprav tudi za zdravljenje bolezni zadnjega očesnega segmenta.