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Nachrichten 22.11.2022

Kunststoffrecycling durch Künstliche Intelligenz

Um die Kreisläufe für Kunststoffverpackungen zu schließen, beteiligen sich 51 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft an einem neuen KI-Anwendungshub. Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Maßnahme will in zwei Innovationslaboren die Nachhaltigkeit von Kunststoffverpackungen …

Kunststoffrecycling durch Künstliche Intelligenz
(Foto: Fraunhofer IVV)

Neues KI-Anwendungshub zur Optimierung der Nachhaltigkeit von Kunststoffverpackungen gestartet.

Um die Kreisläufe für Kunststoffverpackungen zu schließen, beteiligen sich 51 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft an einem neuen KI-Anwendungshub. Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Maßnahme will in zwei Innovationslaboren die Nachhaltigkeit von Kunststoffverpackungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette verbessern. Das Deutsche Verpackungsinstitut e. V. (dvi) beteiligt sich als Projektpartner am Innovationslabor K3I-Cycling, das über eine neue, offene und standardisierbare KI-Schnittstelle zum ersten Mal die Vernetzung aller Stakeholder entlang der Wertschöpfungskette möglich macht.

Verpackungen machen weltweit den mit Abstand größten Anteil an Kunststoffabfällen aus. Jedoch gelangt aufgrund oftmals zu großer technischer und wirtschaftlicher Herausforderungen nur ein geringer Teil des Kunststoffs als Sekundärrohstoff wieder in den Kreislauf. An diesem Punkt will das „KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen – nachhaltige Kreislaufwirtschaft durch Künstliche Intelligenz“ ansetzen.
Der Hub nutzt Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) dazu, die Nachhaltigkeit von Kunststoffverpackungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom Design bis zum erneuten Eintreten in den Kreislauf zu verbessern – und ebnet damit den Weg zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft von Kunststoffverpackungen.

Recycling von Kunststoffverpackungen mit KI optimieren

Um den Kreislauf für Kunststoffverpackungen so weit wie möglich zu schließen, haben sich 51 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft in dem neuen KI-Anwendungshub zusammengetan. Ein wichtiges Ziel der gemeinsamen Arbeit ist der laborübergreifende Austausch von Daten, um Erkenntnisse über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg betrachten zu können.

Zum zentralen Anliegen des Projekts gehört auch, Themen des Hubs rund um Künstliche Intelligenz und Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe der breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Dazu sind vielfältige Veranstaltungen und Kommunikationsmaßnahmen geplant, zu denen auch ein Podcast und ein Open-Hub-Day gehören.

Zwei Innovationslabore

Zentraler Baustein des Hubs sind die beiden Innovationslabore KIOpti-Pack für Design und Produktion von Kunststoffverpackungen sowie K3I-Cycling für deren werkstoffliches Recycling. Gestartet am 1. September 2022, laufen beide Labore bis zum 31. August 2025.

K3I-Cycling

Das Deutsche Verpackungsinstitut ist Projektpartner des Innovationslabors K3I-Cycling. Ziel von K3I-Cycling ist die signifikante quantitative und qualitative Verbesserung des werkstofflichen Recyclings von Post-Consumer Kunststoffverpackungsabfällen.

Zu diesem Zweck entwickelt K3I-Cycling mittels eines Artificial Neural Twin eine neue, offene und standardisierbare KI-Schnittstelle zur sektorübergreifenden Sammlung relevanter Informationen im Sinne eines Leichtverpackungs-Produktpasses. Die neue KI-Schnittstelle macht es möglich, zum ersten Mal alle Stakeholder entlang der Wertschöpfungskette digital zu vernetzen.

Bei einem Artificial Neural Twin handelt es sich um eine vollständig differenzierbare Abbildung des Gesamtsystems, das die Optimierung der Einzelkomponenten in Relation zum gesamten System erlaubt. Dazu werden sensorische Informationen aller Art entlang des Materialflusses als Daten erfasst.

Koordiniert wird das Innovationslabor K3I-Cycling vom Fraunhofer-Institut für integrierte Schaltungen (IIS).

KIOptiPack

Ziel von KIOptiPack ist es, praxisreife KI-gestützte Werkzeuge für das erfolgreiche Produktdesign sowie die qualitätsgerechte Produktion von Kunststoffverpackungen mit hohem Rezyklatanteil in einem KI-Anwendungs- und Datenraum bereitzustellen, zu validieren und in die Anwendung zu transferieren. Verknüpft damit ist die Bildung einer zentralen Netzwerkplattform für das Wertschöpfungsengineering.

Das Projekt und die darin entwickelten Werkzeuge beziehen die gesamte Wertschöpfungskette vom Sekundärrohstoff, über die Material- und Verpackungsentwicklung, die Prozessauslegung, die Verpackungsproduktion bis hin zur Abfallsammlung und Aufbereitung ein.

Koordinator des KIOptiPack-Innovationslabors ist das Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen.

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