KI-Beispielanwendungen zur Verbesserung der Ressourceneffizienz

KI in der Qualitätsprüfung von Solarzellen
(Jörg Dahlkemper)

Die Qualitätsprüfung von Solarzellen stellt eine herausfordernde Anwendung der Mustererkennung dar und eignet sich in besonderem Maße als exemplarisches Anwendungsgebiet zur Beurteilung der Möglichkeiten und Grenzen herkömmlicher Signalverarbeitung im Vergleich zu KI basierten Ansätzen. KI leistet heut einen maßgeblichen Beitrag zur Optimierung der Produktion von Solarzellen sowie zur Sicherstellung des Ertrags von Solarparks.

Im Rahmen des Vortrags wird die optische Prüfung von Solarzellen erläutert und es wird aufgezeigt, warum der Einsatz von KI-basierten Ansätzen in diesem Anwendungsbereich erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Bildverarbeitungsalgorithmen aufweist und damit einen Beitrag zur Gewinnung regenerativer Energien leistet.

KI und Robotik in der Kreislaufwirtschaft am Beispiel eines autonomen Baggers für die Bauschutt-Vorsortierung
(Tim Tiedemann)

Großstückiger Abfälle wie Bauschutt und Sperrmüll sind bislang schwer zu recyceln und werden oft nur geringwertig verwertet. Als Teil der Förderinitiative „KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen“ des Bundesministeriums für Umwelt (BMUV) entwickelte das Projekt „SmartRecycling-UP" digitale Technologien mit Hilfe von KI und Robotik gezielt für diese ökologische Herausforderung.

Im Projekt „SmartRecycling-UP" wurden Konzepte zur automatisierten Sortierung großstückiger Siedlungsabfälle entwickelt und erprobt. Projektziele waren bisher nicht automatisierte Recyclingprozesse zu verbessern, Ressourcen effizienter zu nutzen und CO₂-Emissionen zu senken. Um diese Ziele zu erreichen, kamen intelligente Sensorik mit multispektralen Kameras (UV bis SWIR) und KI-basierte Verfahren zum Einsatz. Diese sollten einerseits ermöglichen, dass Störstoffe, Wertstoffe und andere Gegenstände zuverlässig und automatisch mit Kameras in den beim Abfallentsorger angelieferten Abfällen erkannt werden können. Dies beinhaltete, wo möglich, die Identifikation der (zum Teil schwer deformierten und von anderen Objekten verdeckten) Gegenstände, in allen anderen Fällen die Bestimmung der materiellen Beschaffenheit. Andererseits sollte KI eingesetzt werden um die bestehenden, von den Abfallentsorgern genutzten (mobilen und fest installierten) Sortierkrane zu automatisieren. Dabei mussten insbesondere das komplexe und nichtlineare Verhalten dieser hydraulischen Großmaschinen berücksichtigt werden.

Durch die Automatisierung soll die Recyclingquote erhöht werden, was direkt zur Umsetzung des Deutschen Ressourceneffizienzprogramms (ProgRess) beiträgt. Das Projekt zahlt insbesondere auf das Ziel „Nachhaltiger Konsum und Produktion“ (SDG 12) ein. Es fördert die Wiederverwendung von Materialien und reduziert die Umweltbelastung durch ineffiziente Abfallverwertung. Die entwickelten Konzepte sind übertragbar auf andere Sektoren wie Katastrophenschutz, nachhaltige Landwirtschaft, ökologisch verträglichen Bergbau und Infrastrukturpflege. Damit unterstützt das Projekt auch die Transformation zu einer nachhaltigen Industrie 4.0.

18:00 Welcome
18:30 Beginn der Vorträge und Besuch der Labs