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Die Ausgangssituation: Was ist die ökologische Herausforderung?
Bei der Kreislaufwirtschaft geht es darum, Produkte und Rohstoffe möglichst lange zu nutzen. Wenn das nicht mehr möglich ist, werden Rohstoffe in ihre Ausgangsstoffe zerlegt und wiederverwertet. Eine automatisierte Trennung dieser Stoffe ist besonders effizient und damit umweltschonend. Allerdings ist diese Trennung derzeit nur bei kleinstückigen oder bereits geschredderten Abfällen, sogenannten Flakes, möglich. Abfälle, die großstückig sind, wie etwa Bauschutt oder Sperrabfall, müssen für die automatisierte Sortierung zunächst zerkleinert werden. Dies erfolgt meist manuell oder mit manuell bedienter Technik und ist daher langsam und kostenintensiv. Entsprechend gering ist die Recyclingquote, sodass viele wertvolle Rohstoffe zusammen mit Restabfällen entsorgt oder bestenfalls geringwertig verwertet werden. Aus gut erhaltenen Ziegelsteinen wird dann Schotter. Es ist zudem schwieriger, gefährliche Abfälle zu erkennen und auszusortieren.
Die Idee: Welchen Beitrag kann KI konkret leisten?
Vom effizienteren Recycling großstückiger Abfälle, vor allem im Bereich der Bauwirtschaft, wird ein signifikanter ökologischer Nutzen erwartet: Von den rund 412 Millionen Tonnen Abfall in Deutschland sind 220 Millionen Tonnen Bau- und Abbruchabfälle (Daten aus 2017, Statistisches Bundesamt). Dabei spielt die Sortierung der Abfälle für die Erhöhung der Ressourceneffizienz eine entscheidende Rolle. Hier setzt das Vorhaben SmartRecycling_UP an. Durch den Einsatz moderner Sensorik, Kl-Methoden und Robotik soll die Sortierung von Abfällen verbessert und damit die Ressourceneffizienz erhöht werden. Die Materialien sollen identifiziert, klassifiziert und vollautomatisch räumlich sortiert werden. Dazu gehört beispielsweise, Störstoffe auszusortieren oder Wertstoffe in Containern abzulegen. Diese komplexen Aufgaben erfordern den Einsatz von KI sowohl in der Bilderkennung also auch in der autonomen Steuerung von Sortierkränen oder Baggern und deren Greifern.
Der Ausblick: Welchen Leuchtturmcharakter hat das Projekt?
Die im Vorhaben erstellten Konzepte bieten Lösungen, die nicht nur in der Kreislaufwirtschaft eingesetzt, sondern auch auf verschiedenste andere Anwendungsbereiche von hoher gesellschaftlicher Relevanz übertragen werden können. Beispiele sind der Katastrophenschutz, Naturschutz durch automatisierte Abfallsammlung, eine nachhaltige Landwirtschaft, ökologisch verträglicher Bergbau sowie die Wartung und Pflege von Infrastrukturen und die Industrie 4.0.
Darüber hinaus unterstützt das Projekt SmartRecycling_UP mit seiner effizienten Kl- und robotik-basierten Lösung das UN-Nachhaltigkeitsziel „Nachhaltiger Konsum und Produktion“ sowie die im Deutschen Ressourceneffizienzprogramm festgelegten Ziele zur Steigerung der Recyclingrate bei Siedlungsabfällen auf über 65 Prozent, des Recyclinganteils von Kunststoffabfällen und des Einsatzes von Recycling-Baustoffen.