OptiAgent: KI-gestütztes, physikbasiertes System für automatisiertes Optikdesign

OptiAgent ist ein neu entwickeltes, physikgetriebenes Agenten-Framework, das die Automatisierung des Optikdesigns revolutioniert. Durch die Kombination von Large Language Models (LLMs) mit physikalisch fundierten Optimierungsstrategien ermöglicht es OptiAgent, komplexe Linsensysteme ohne tiefgreifende optische Fachkenntnisse zu konstruieren.

Traditionelles Optikdesign ist ein hochgradig nicht-konvexes Optimierungsproblem, das stark auf menschlicher Expertise und domänenspezifischem Wissen beruht. Obwohl LLMs umfangreiches optisches Wissen besitzen, konnten sie bislang kaum in die praktische Gestaltung von Linsensystemen einfließen. OptiAgent überwindet diese Lücke, indem es ein umfassendes Datenset namens OptiDesignQA nutzt, das klassische Linsenkonfigurationen aus Lehrbüchern sowie neu generierte Designs automatisierter Algorithmen enthält.

Das Framework integriert ein hybrides Ziel, das sowohl die vollständige Systemsynthetisierung als auch die Fertigstellung einzelner Linsen umfasst. Zur Ausrichtung des Modells auf physikalische Prinzipien wird die Group Relative Policy Optimization Done Right (DrGRPO) eingesetzt, die durch einen optiklexikografischen Belohnungsmechanismus unterstützt wird. Dieser Belohnungsmechanismus bewertet strukturelle Formatierung, physikalische Machbarkeit, Genauigkeit der Lichtmanipulation und heuristische Erkenntnisse aus dem LLM.

Durch die nahtlose Integration spezialisierter optischer Optimierungsroutinen kann OptiAgent anschließend feinjustiert und präzise optimiert werden. Erste Benchmarks zeigen, dass das System sowohl traditionelle als auch neuartige Linsenkonfigurationen erfolgreich generiert und damit auch Anwendern ohne formale Optikausbildung ermöglicht, funktionale Linsensysteme zu entwickeln.