Das Modul ‚SmartMotionController‘ nutzt etwa Deep Reinforcement Learning, um die Bewegungsabfolgen der Maschine zu erlernen. Dazu analysiert es fortlaufend, wie die Maschine auf bestimmte Steuerbefehle reagiert, und passt die Bewegungsplanung an. Grundlage dafür sind die Daten des Moduls ‚SmartStateEstimator‘. Dieses verarbeitet perspektivische Daten, die von externen Kamera- und Lidarsystemen während des Betriebs der Maschine erfasst werden. Um die Ausrichtung der Maschine kontinuierlich zu schätzen, arbeitet es mit generativer KI für Bildverarbeitung und anderen KI-Verfahren. So lernt der Controller die Beziehung zwischen Steuerbefehlen und Maschinenbewegungen und kann den Greifarm dadurch autonom steuern. Ein ‚SmartProcessController‘ koordiniert zudem den gesamten Prozess von der Objekterkennung über die Lageabschätzung bis hin zur kollisionsfreien Trajektorienplanung und -ausführung.
Tests im Labor und unter Realbedingungen
Die Technologien wurden zunächst mithilfe des Baggerroboters Arter im Labor des DFKI entwickelt und getestet. Anschließend folgte der Einsatz unter Realbedingungen: In der Müllsortieranlage der ASO GmbH in Osterholz-Scharmbeck konnte der automatisierte Betrieb mit einem Hydraulikkran erfolgreich umgesetzt und verschiedene Aspekte der Lösung validiert werden. Dazu gehörte, dass der Kran vorab definierte Wertstoffe zuverlässig erkennen und aussortieren konnte. Die Tests zeigten, dass die Kombination aus KI, Sensorik und Robotik auch im Bereich der Abfallverwertung funktioniert.
Projektpartner und Förderung
SmartRecycling-Up wurde unter der Leitung des DFKI gemeinsam mit dem Institut für Energie und Kreislaufwirtschaft an der Hochschule Bremen GmbH, dem Forschungs- und Transferzentrum Smart Systems an der HAW Hamburg, der Baljer & Zembrod GmbH & Co. KG, der KreisAbfallVerwertungsGesellschaft mbH Minden-Lübbecke, der Karl Siedenburg GmbH & Co. KG und der ASO Abfall-Service Osterholz GmbH durchgeführt. Das Projekt wurde vom BMUV (Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit) gefördert und von der Zukunft – Umwelt – Gesellschaft (ZUG) gGmbH betreut.
