Nachhaltige Kreislaufwirtschaft durch Künstliche Intelligenz

Quelle: Fraunhofer IVV

Um die Kreisläufe für Kunststoffverpackungen zu schließen, beteiligen sich 51 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft an einem neuen KI‐Anwendungshub. Da aufgrund oftmals zu großer technischer und wirtschaftlicher Herausforderungen nur ein geringer Teil des Kunststoffs als Sekundärrohstoff wieder in den Kreislauf gelangt, will das KI‐Anwendungshub Kunststoffverpackungen – nachhaltige Kreislaufwirtschaft durch Künstliche Intelligenz Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) dazu nutzen, die Nachhaltigkeit von Kunststoffverpackungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom Design bis zum erneuten Eintreten in den Kreislauf zu verbessern.

Zum zentralen Anliegen des Projekts gehört auch, Themen des Hubs rund um KI 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.

Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Maßnahme will in zwei Innovationslaboren die Nachhaltigkeit von Kunststoffverpackungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette verbessern. Die beiden Innovationslabore KIOpti‐Pack für Design und Produktion von Kunststoffverpackungen sowie K3I‐Cycling für deren werkstoffliches Recycling sind am 1. September gestartet und laufen bis zum 31. August 2025.

Innovationslabor 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).

Innovationslabor 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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