In einer Welt, die zunehmend von generativer KI und hyperrealistischen Deepfakes geprägt ist, stellt sich eine beunruhigende Frage: Wie können wir nachweisen, dass das, was wir online sehen, tatsächlich geschehen ist?

Jeden Tag wird es schwieriger, synthetische Medien von echtem Bildmaterial zu unterscheiden, was das Vertrauen in den Fotojournalismus, Archivmedien und die Erstellung alltäglicher Inhalte untergräbt. Genau diese Herausforderung war der Auslöser für die Entwicklung von CAIM1 (kurz für „Counter Artificial Intelligence Machine 1“,Gegenmaschine für künstliche Intelligenz 1), einer speziellen tragbaren Kamera, die entwickelt wurde, um die Herkunft von Bildern und Videos bereits zum Zeitpunkt der Aufnahme zu bestätigen.

Als das CAIM1-Entwicklungsteam seine komplexen, Wärme erzeugenden Bauteile in eine ergonomische, robuste Handkamera verwandeln musste, griff es auf den 3D-Druck zurück, insbesondere auf unsere Prusament-Filamente. Hier erfahren Sie, wie unsere Zusammenarbeit zustande kam und warum sich der 3D-Druck als das ideale Fertigungsverfahren für dieses geniale Gerät erwies.

CAIM1-Kameraprototyp, gedruckt aus Prusament PETG in den Farben „Noctua Beige“ und „Noctua Brown“

Die technische Herausforderung: Luftstrom, Ergonomie und Kryptografie

Eine Kamera von Grund auf neu zu entwickeln, ist bekanntermaßen schwierig. Im Gegensatz zu einem stationären Desktop-Computer oder einer einfachen Sensorbox muss eine Kamera den Witterungseinflüssen im Freien standhalten, versehentliche Stürze überstehen, bequem in Hände jeder Größe passen und absolute Maßhaltigkeit im Bereich des Objektivanschlusses gewährleisten.

CAIM1 fügte dem Ganzen noch mehrere Schichten an Komplexität hinzu:

1. Hohe thermische Belastungen: Die interne Edge-Computing-Einheit verarbeitet 4K60-Videomaterial und berechnet gleichzeitig kryptografische Signaturen, was bei einer herkömmlichen Kamera normalerweise nicht erforderlich ist. Ohne kontinuierlichen Luftstrom würden die Prozessoren überhitzen und ihre Leistung drosseln.
2. Ein einheitlicher Kühlkanal: Um Größe, Gewicht und Stromverbrauch so gering wie möglich zu halten, nutzt CAIM1 einen einzigen Luftstrom. Die Luft wird durch die vorderen Lüftungsschlitze angesaugt, über eine Sensor-Rückplatte aus einer Legierung geleitet, durch den entkoppelten Noctua-Lüfter gesaugt, über die CPU-Kühlkörper geblasen und anschließend ausgestoßen.
3. Dichte der internen Komponenten: Im Inneren des Gehäuses befinden sich ein 4,3-Zoll-Touchscreen sowie eine voll funktionsfähige Web3-Hardware-Wallet mit dem Tropic Square TROPIC01 Sicherheitselement und einen Micro-Four-Thirds-Sensor mit der dazugehörigen Bildverarbeitungs-Hardware-Pipeline.

Um diese thermotechnische Herausforderung zu bewältigen, wandte sich das CAIM1-Team an die Experten für Kühltechnik von Noctua und ihren NF-A4x10 5V PWM Lüfter. Natürlich fiel ihnen das Prusament in den Noctua-Markenfarben ins Auge, und wir freuten uns, sie dabei zu unterstützen, den technischen Einfallsreichtum und die Synergie zwischen der Noctua-Kühlung und der strukturellen Integrität von Prusament bei Fotogeräten zu würdigen.

Allerdings waren gestalterische Überlegungen nicht der Hauptgrund für diese Materialwahl. Beim herkömmlichen Spritzgussverfahren wäre das Design bereits in teuren Stahlformen festgelegt worden, bevor die komplexe thermische Auslegung überprüft werden konnte. Dank des 3D-Drucks mit Prusament ist das CAIM1-Team in der Lage, die Gehäusehülle und die inneren Kanäle über Nacht zu optimieren und die innere Geometrie um Bruchteile eines Millimeters anzupassen, um den Luftstrom zu optimieren.

„Durch den Einsatz von Prusament konnten wir Prototypen sehr schnell weiterentwickeln, und die Designs ändern sich ständig, wenn wir vor Ort mit Videografen und Fotografen zusammenarbeiten. Wenn wir ein Ersatzpanel benötigen oder Feedback von einem Nutzer eines Testgeräts erhalten, können wir es slicen und innerhalb weniger Stunden vor Ort drucken, um dann die neue Version zu testen“, erklärt Josh Cowell, der Entwickler von CAIM1.

Makroaufnahme der 3D-gedruckten „Kiemen“-Lufteinlässe am CAIM1-Gehäuse

Warum Prusament? Toleranzen und thermische Beständigkeit

Bei einem optischen Gerät sind große Toleranzen inakzeptabel. Eine nicht zentrierte Linsenhalterung oder eine verschobene Sensorebene beeinträchtigt die Schärfe im gesamten Bildausschnitt.

Die CAIM1-Gehäuse werden aus Prusament PETG gedruckt in der charakteristischen Noctua Beige und Noctua Brown Palette, eine direkte Anerkennung ihrer thermischen Partner. Mehrere wichtige Materialeigenschaften machten Prusament zur ersten Wahl:

• Branchenführende Durchmessertoleranz von ±0,02 mm: Der Durchmesser jeder Prusament-Spule wird mit mehrachsigen optischen Lasersensoren gemessen. Diese Präzision garantiert eine einwandfreie Fließkonsistenz und verhindert Lücken oder Schichtausdehnungen, die Staubdichtungen oder Befestigungslaschen beeinträchtigen könnten.
• Thermische Stabilität in der Nähe des heißen Siliziumkühlkörpers: Bei Prozessoren, die dauerhaft kryptografische Arbeitslasten ausführen, würde Standard-PLA in der Nähe der Abluftkanäle des Kühlkörpers weich werden. Prusament PETG hält Temperaturen von bis zu 68–75 °C stand, ohne sich zu verformen, und stellt so sicher, dass das interne Kanalsystem auch während langer Testaufnahmen sein aerodynamisches Profil beibehält.
• Erhöhte Zähigkeit: Kameras sind ihr Leben lang der Sonne und unwegsamem Gelände ausgesetzt. PETG bietet die hohe Schlagzähigkeit und mechanische Elastizität, die für Prototypen im Außenbereich erforderlich sind.

„Ich selbst und das Team haben unglaublich viel Zeit und Leidenschaft investiert, um dies [Kamera] Wirklichkeit werden zu lassen. Ursprünglich war das Gerät nur für den persönlichen Gebrauch einer Handvoll Enthusiasten konzipiert. Um einen Schritt weiter zu gehen, wollten wir die bestmöglichen Materialien und die bestmögliche Unterstützung, um dieses Konzept auf die große Bühne zu bringen. Wir haben uns sehr gefreut, dass Prusa unsere Ambitionen unterstützt hat.“ – Josh Cowell, Entwickler von CAIM1.

Das CAIM1-Gehäuse, in dem der Micro-Four-Thirds-Sensor zu sehen ist, hinter dem sich ein Noctua NF-A4x10 5V-PWM-Lüfter befindet.

Eine Konvergenz von Open-Hardware in Mitteleuropa

Die Art und Weise, wie sich dieses Projekt hier in Mitteleuropa entwickelt, hat etwas Besonderes an sich und etabliert die Region als einzigartiges Kraftzentrum für Innovationen im Bereich Open Hardware. Um sicherzustellen, dass die kryptografische Zertifizierung des CAIM1 wirklich vertrauenswürdig ist, weigerte sich das Team, auf geschlossene, proprietäre „Black-Box“-Chips zurückzugreifen. Stattdessen ging es eine Partnerschaft ein mit
Tropic Square, einem Halbleiterunternehmen, das hier in Prag direkt neben uns ansässig ist, um dessen vollständig überprüfbares Open-Source-RISC-V-Sicherheitselement zu nutzen. Da die physische Hülle durch Materialien von Prusa Research und die Datensicherheit durch Tropic Square gewährleistet werden, stammten die grundlegenden Komponenten der Kamera vollständig aus der tschechischen Hauptstadt.

Die Tatsache, dass Noctua mit seiner erstklassigen Wärmetechnik direkt jenseits der Grenze in Österreich ansässig ist, hat zu bemerkenswerten Synergien zwischen drei Innovatoren geführt, die so nahe beieinander liegen. CAIM1 ist ein Beweis dafür, was dieses von intensiver Zusammenarbeit geprägte regionale Ökosystem leisten kann: offene tschechische Halbleitertechnik, tschechische additive Fertigung sowie österreichische Präzision in den Bereichen Akustik und Thermik – all dies vereint in einem einzigen bahnbrechenden Gerät.

Wie geht es weiter?

Es ist wichtig zu betonen, dass CAIM1 zwar bereits durchgängig als voll funktionsfähiges Gerät arbeitet, sich jedoch nach wie vor in der aktiven Entwicklungs- und Testphase befindet. Wir bei Prusa3D unterstützen gerne schon frühzeitig ambitionierte, visionäre Hardware-Projekte und freuen uns sehr, das CAIM1-Team bei der Weiterentwicklung und Feinabstimmung der Produktionsspezifikationen zu unterstützen.

Die Kamera ist der erste vorgestellte Bestandteil einer umfassenderen Infrastruktur, die CAIM1 entwickelt, um die digitale Realität im Zeitalter der KI zu verbessern. Das Team verfügt über eine kleine Flotte von Prototypen, die auch weiterhin auf bevorstehenden Veranstaltungen präsentiert werden, wobei eine Charge bereits 2027 serienreif sein wird.

Wenn Sie weitere Informationen wünschen, sich engagieren möchten oder eine frühzeitige Zusammenarbeit besprechen möchten, können Sie das CAIM1-Team direkt über die Kontaktdaten auf seiner Webseite unter caimera.one kontaktieren. Weitere Updates, Einblicke hinter die Kulissen sowie Ankündigungen folgen auf den sozialen Plattformen des Teams (einschließlich @CaimeraX auf X und @caimera.one auf Instagram). Oder wenden Sie sich direkt an Josh unter @JoshatoshiOnX.

Viel Spaß beim Drucken!