Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) u.w.
K3I-Cycling: KI-gestützt die Kreislaufführung von Kunststoffverpackungen optimieren
Details zum Forschungsvorhaben
Welches konkrete Vorhaben hat die Forschungseinrichtung umgesetzt, um sich in Richtung Kreislaufwirtschaft auszurichten?
Das Projekt K3I-Cycling nutzt künstliche Intelligenz, um das Recycling von Kunststoffverpackungen deutlich zu verbessern. Ziel ist es, aus gebrauchten Verpackungen mehr und hochwertigere Recyclingkunststoffe zu gewinnen, die wieder für neue Produkte eingesetzt werden können. Dafür wird eine digitale Technologie entwickelt, die verschiedene Schritte im Recyclingprozess miteinander vernetzt. Mithilfe eines sogenannten „Artificial Neural Twin“ (einer KI-basierten digitalen Schnittstelle) können Sortier-, Wasch- und Aufbereitungsanlagen miteinander kommunizieren. Die Technologie ermöglicht eine präzise Trennung und Wiederverwertung von Materialien, wodurch der Recyclingprozess verbessert und somit die Kreislaufführung von Ressourcen unterstützt wird.
Welche positiven Auswirkungen ergeben sich dadurch?
Die Kombination von KI und bildgebenden Sensoren kann die Effizienz und Genauigkeit der Sortierung von Leichtverpackungsabfällen erheblich verbessern. Dadurch wird der Recyclingprozess optimiert, was zu einer besseren Ressourcennutzung und reduzierten Abfallmengen führt. Dies stärkt wiederum die Kreislaufwirtschaft. Ein weiterer Vorteil dieser Technologie ist, dass nur Informationen über die Materialströme ausgetauscht werden – nicht sensible Betriebsdaten. Dadurch können viele Beteiligte entlang der Recyclingkette sicher zusammenarbeiten, ohne ihre internen Daten offenlegen zu müssen.
Was war die größte Herausforderung auf dem bisherigen Weg und welche wichtigste Erkenntnis wurde daraus gewonnen?
Bei der Implementierung der KI-Verfahren war die größte Herausforderung die Gewinnung von umfangreichen annotierten Datensätzen. Insbesondere das Annotieren (Labeln) der Bilddaten erfordert viele fleißige Hände, die bereits zu Beginn des Projekts fest eingeplant werden sollten. Auch KI-basierte Werkzeuge sollten in Betracht gezogen werden, weil diese den Annotationsprozess erheblich erleichtern können.
Nutzt die Forschungseinrichtung Unterstützungsangebote? Wenn ja, welche?
Das Projekt K3I-Cycling wird vom Bundesforschungsministerium über die Fördermaßnahme KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen unterstützt.
Welche Austausch- und Vernetzungsmöglichkeiten mit anderen Unternehmen oder Organisationen nutzt die Forschungseinrichtung zum Thema Kreislaufwirtschaft?
Im KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen arbeiten in den beiden Innovationslabor K3I-Cycling (Themencluster: Kreislaufschließung) insgesamt 51 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft eng zusammen. Die Koordination des Projekts lag beim Fraunhofer IIS. Am Datensatz sowie an der Sensorstraße wirken u.a. die Fraunhofer Institute IOSB, IIS, IZFP und FHR mit.
Kontakt:
Lukas Roming | lukas.roming@iosb.fraunhofer.de | +49 721 6091-317 |
Fraunhoferstraße 1 | 76131 Karlsruhe
