人工智能已成为光子学创新的核心驱动力。从工业生产、质量保证到医学研究，再到农业和环境技术，人工智能与光子学的深度融合都开辟了新的可能性。2025年6月24日至27日，慕尼黑国际光博会（Laser World of Photonics）和慕尼黑国际机器人及自动化技术博览会（automatica）两大展会将汇聚这一新兴技术领域的领军企业，共同探索未来发展的无限可能。

当激光以全速摧毁田间萌芽的杂草、在显微镜下对活细胞进行高通量分类，或通过等离子云轰击实现高质量材料的光谱分析与单一来源回收时，人工智能（AI）提供了精确性、可靠性和高效性。它不仅开辟了新视野，更对光子学的价值创造和商业模式也产生了深远的影响。

AI能提取出大数据里的高附加值信息

随着数字化进程的加速和传感器技术的广泛应用，海量的原始数据不断涌现。AI算法能够从这些数据中提取出具有高附加值的信息，从而加速研发项目的推进，减少了光学和光路设计中的迭代环节，结合AI的虚拟化技术，还减少了实际测试的次数。在人工智能、数字孪生和仿真协同工作时，工业4.0愿景便成为了现实。

其中一项目标是利用这些技术为全自动的一次性生产生成正确的参数。与此同时，光子学推动传感器技术、成像技术和数据处理技术的进步，为实时过程监测奠定了坚实基础，而实时过程监测正是基于AI过程参数动态调整的基础。这让自学习机器的远景以及激光加工最终实现闭环控制变得切实可行的。

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在慕尼黑国际光博会上，参展商们始终致力于将光子学与AI深度融合。他们利用人工智能进行组件的自动化优化，并在激光切割、弯曲和焊接过程中实现更高效、更具生产力和更少故障的工艺链。神经网络以光速模拟大脑的学习过程（这一过程历经进化才得以完善），从而能从海量数据中筛选出以前无法获取的信息。在持续的激光加工过程和质量保证中，AI能帮助检测、分割和评估出相机或CT图像中的隐藏缺陷和异常。在医院和实验室中，它确保得到快速且可靠的结果。

AI加速显微成像及其分析

训练有素的人工智能算法筛选海量数据比人类更可靠、更快速。显微成像供应商将该技术贯穿于整个工艺链：人工智能辅助放置和识别样本，支持调焦和图像采集，在显微镜下检查活细胞时校正噪声，并自动化完成3D重建、图像分割和物体分类。即使面对千兆字节甚至太字节的图像数据，这些工艺链也能迅速交付结果。随着规模的扩大，基于人工智能的分析因更庞大的数据量支撑，在研究和诊断中能得出更可靠的发现。

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高度专业化的中型企业推动AI的应用

AI革命并不仅限于高意（Coherent）、通快（TRUMPF）或蔡司（ZEISS）等大公司。恰恰相反，像普雷茨特（Precitec）和Scansonic这样的中型企业在人工智能支持的激光焊接、激光软钎焊及相关测量技术方面已经取得了显著进展。“人工智能方法正在改变光子学行业的日常运作，”激光技术工作组（AKL e.V.）执行董事、普雷茨特集团研发项目负责人Markus Kogel-Hollacher博士表示。他还补充说，AI在激光加工领域尤其具有巨大潜力。

毕竟，在光子穿透工件并发挥作用的地方，存在许多不确定性。所有关键工艺输入变量都必须严格遵守，以避免质量波动。传感器技术和人工智能不仅提供了帮助并扩展了选择范围：“如今，我们不再仅仅关注结果的好坏。相反，利用人工智能，我们可以从光学过程数据中得出关于物理性质的精确陈述，例如焊缝的强度或接触电阻，”他解释道。他还说，“人工智能支持的在线质量监控在电池、燃料电池或消费电子产品的激光焊接中创造了真正的附加值。”

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光子学助力智能工厂和节能AI数据中心

4D Photonics GmbH 董事总经理Christoph Franz也持类似观点：“未来的智能工厂将需要精简、可灵活集成的解决方案，以实现人工智能支持的多传感器工艺监控与评估。”人工智能从产生的大量传感器数据中过滤出相关信息，从而优化工艺流程。他的公司使用多光谱成像来生成这些数据。单个传感器即可轻松、快速且动态地提供所需的数据量，以必要的精度检查激光过程，并提供关于工艺中错误原因的相关信息。

光子学与人工智能的互动还不止于此：包括高意（Coherent）和Q.ANT在内的集成光子学提供商正在推进纯光学计算过程和数据传输。“我们的光子处理器用光取代电子，从而能将能耗降低30倍，同时将计算密度提高50倍，”Q.ANT董事总经理Michael Förtsch博士表示。这是一次真正的范式转变。他的结论是：“一个更具可扩展性、更具成本效益且更节能的人工智能未来是完全可能的。而光子学正是实现这一目标的关键途径。”

2025年慕尼黑国际光博会将通过应用小组讨论“从理论到实践：在激光制造过程中实施人工智能”（6月24日星期二，11:00-13:00，B3厅）来探讨光子学领域的人工智能这一大趋势。此外，在慕尼黑国际光博会和慕尼黑国际机器人及自动化技术贸易博览会之间，还将有一个以“光子学邂逅机器人技术：人工智能成功案例”为主题的跨界交流区（A3厅），为行业参与者提供交流与合作的平台。