Mit Kameras und KI zum Recycling in Echtzeit

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Am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) entsteht ein Demonstrator mit optischen Sensoren und Künstlicher Intelligenz (KI) für das Echtzeit-Recycling.

Die Versuchsanlage für das Echtzeit-Recycling wird bis Mitte des nächsten Jahres am Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) am HZDR aufgebaut. Sie wurde vom HIF gemeinsam mit der TU Bergakademie Freiberg und externen Partnern entwickelt. Herzstück der Anlage ist ein interagierendes Multisensor-/Kamerasystem. „Damit wollen wir neue Erkenntnisse über komplexe Materialströme bestehend aus Metallen, Kunststoffen und Keramiken in Echtzeit gewinnen“, sagt Dr. Richard Gloaguen, Leiter der Abteilung Erkundung am HIF. „Dafür werden wir im Rahmen von nationalen und internationalen Kooperationen entwickelte Sensoren und Kameras zur Bildgebung einsetzen, um den Materialstrom qualitativ und quantitativ zu charakterisieren.“ Die optischen Sensoren ermöglichen eine zerstörungsfreie Analyse und eine extrem schnelle Bildgebung.

Schnelles Recycling mit Deep Learning

Die erfassten Bilddaten werden mittels Methoden des maschinellen Lernens und Deep-Learning-Ansätze integriert und interpretiert. Deep-Learning ist eine spezielle Methode der Informationsverarbeitung. Langfristig liefert die geplante Demonstrationsanlage einen wichtigen Beitrag, um die Ziele einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft durch die Erhöhung der Recyclingrate wertvoller Rohstoffe aus sekundären Quellen zu erreichen.

„Auf diese Weise soll der Anteil von Rohstoffen aus sekundären Quellen, die für neue Produkte zur Verfügung stehen, signifikant erhöht werden und das sogenannte Downcycling, also die Qualitätsminderung, von metallischen und mineralischen Rohstoffen verhindert werden“, betont Dr. Jens Gutzmer, Direktor des HIF. „Eine Rückgewinnung aus den komplexen Materialverbünden ist derzeit mit den verfügbaren Technologien nicht möglich oder nicht betriebswirtschaftlich sinnvoll. Der vom HIF entwickelte Ansatz soll die ressourceneffiziente Aufbereitung und Verarbeitung sekundärer Rohstoffe auf einem ganz anderen Niveau ermöglichen.“

Mit der Förderung in Höhe von 3,8 Mio EUR des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Freistaats Sachsen können die Forscher nun damit beginnen, die bisher im Labormaßstab erzielten Ergebnisse in den Demonstrationsmaßstab zu überführen, das heißt, in eine Dimension mit weiteren Instrumenten und langfristiger Betrachtung.

sk

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