Wenn KI in die Biotonne schaut

Morgens Biotonnen öffnen und den Bioabfall auf Kunststoffe und andere Störstoffe kontrollieren – vielerorts gehört das vor der Müllabfuhr noch immer zum Alltag. Das Bielefelder Technologieunternehmen c-trace setzt auf eigene Software-, KI- und Computer-Vision-Lösungen, um Prozesse in der Abfallwirtschaft zu automatisieren – und Stoffströme künftig besser zu verstehen, ihre Qualität zu bewerten und gezielter zu steuern.

Die c-trace GmbH entwickelt IT-Lösungen für die Abfallwirtschaft – von Identifikations- und Telematiksystemen bis zu Software für Städte, Kommunen und Entsorgungsunternehmen. Mit Künstlicher Intelligenz beschäftigen sich die Bielefelder bereits seit 2019. „Als die überarbeitete Bioabfallverordnung in Kraft trat, beschäftigten wir uns bereits seit sechs Jahren mit KI und hatten die neuen Anforderungen früh im Blick. Da entstand die nächste Frage: Wie können wir diese beiden Dinge kombinieren?“, sagt Geschäftsführer Michael Eikelmann.

Die Bioabfallverordnung schreibt vor, dass der Kunststoffanteil bei der Anlieferung in Kompostierungsanlagen drei Prozent nicht überschreiten darf. Ohne technische Unterstützung bedeutet das vielerorts bis heute, Biotonnen stichprobenartig zu kontrollieren oder den Verschmutzungsgrad einer Fahrzeugladung an der Kompostierungsanlage zu schätzen. „Wir wollten den Prozess automatisieren und objektivieren. Der Bewertungsmaßstab ist mit KI immer derselbe und nicht vom Eindruck eines einzelnen Mitarbeitenden abhängig“, erklärt Geschäftsführer Michael Eikelmann.

Mit c-detect hat c-trace ein patentiertes Verfahren entwickelt, das Störstoffe bei der Bioabfallsammlung automatisiert erkennt, eindeutig zuordnet und rückverfolgbar macht – von der Erfassung im Fahrzeug bis zum jeweiligen Behälter und damit zum Bürger. TopView prüft den geöffneten Behälter vor der Entleerung, InsideView erkennt Störstoffe während des Schüttvorgangs auch unter der Oberfläche des Bioabfalls. Wie diese Informationen genutzt werden – für Öffentlichkeitsarbeit, Gebühren oder eine verweigerte Leerung, entscheiden die Kommunen selbst. „Ansetzen muss man beim Bürger. Dort entsteht der Bioabfall und dort entscheidet sich letztlich auch seine Qualität“, betont Geschäftsführer Torsten Olschewsky.

Damit die Technologie unter Praxisbedingungen zuverlässig funktioniert, waren zahlreiche technische Herausforderungen zu lösen. Unterschiedliche Fahrzeugtypen, wechselnde Lichtverhältnisse sowie Regen, Schnee oder Dunkelheit erschweren die Bilderkennung. Gleichzeitig muss die Auswertung innerhalb weniger Millisekunden erfolgen. „Wenn wir beim Schüttvorgang stoppen wollen, weil eine Verunreinigung erkannt wurde, muss die Datenverarbeitung direkt auf dem Fahrzeug stattfinden“, sagt Michael Eikelmann. Die Technologie funktioniert damit auch ohne eine dauerhaft stabile Internetverbindung. 

Was steckt im Abfall – und wie lässt sich davon möglichst viel wieder in den Kreislauf zurückführen? 

Für c-trace geht es nicht allein darum, einzelne Störstoffe in Biotonnen zu erkennen. Das Unternehmen entwickelt die Technologie deshalb konsequent weiter. Bei der Bioabfallsammlung arbeitet c-trace beispielsweise daran, während der Tour zu analysieren, wie sich der Kunststoffanteil der Fahrzeugladung entwickelt. Nähert er sich der zulässigen Drei-Prozent-Grenze, soll der Fahrer einen Hinweis erhalten. Bevor das Fahrzeug in ein Gebiet mit erfahrungsgemäß stärker verunreinigtem Bioabfall fährt, könnte die Ladung dann bereits an der Kompostierungsanlage entladen werden. „Das Fahrzeug erkennt schon während der Tour, wenn sich die Ladung dem Grenzwert nähert. Dann kann der Fahrer entscheiden, vorher an der Kompostierungsanlage zu entladen“, beschreibt Torsten Olschewsky die Idee.

Die gewonnenen Daten sollen künftig helfen, Stoffströme gezielter zu steuern und nachzuvollziehen, welche Maßnahmen die Sortierqualität verbessern. Weniger Kunststoffe im Bioabfall könnten zugleich Verschleiß und Reparaturkosten in den Kompostierungsanlagen reduzieren. Vor allem aber sollen so weniger Kunststoffe in den Kompost – und damit langfristig auch in die Böden – gelangen, wo sie über Jahrzehnte verbleiben.

Die Vision von c-trace reicht über den Bioabfall hinaus: KI, insbesondere Computer-Vision, soll künftig nicht nur Störstoffe erkennen, sondern die Zusammensetzung von Stoffströmen insgesamt besser erfassen und ihre Qualität bewerten. Ein weiteres Entwicklungsfeld sind Leichtverpackungen (LVP), die über das Duale System gesammelt werden. Hier beschäftigt sich c-trace damit, wie sich unter anderem Batterien, Gas-, Lachgas- oder Spraydosen mithilfe von Bilderkennung identifizieren lassen. Werden solche Stoffe beim Pressvorgang beschädigt, können sie Brände in Sammelfahrzeugen oder Sortieranlagen auslösen.