Weiße Weste für weiße Ware

Wenn größere Haushaltsgeräte defekt sind, stellt sich für Verbraucher oft die Frage: Was kostet mehr – neu kaufen oder reparieren? Die Stiftung Warentest hat vor einigen Jahren genau das untersucht. Ihr Urteil: Eine Waschmaschine zu reparieren, sei ökologisch sinnvoll, finanziell lohne es sich nur wenig. Die Tester gehen dabei davon aus, dass eine Waschmaschine während ihrer Lebensdauer von 15 Jahren durchschnittlich zwei Reparaturen benötigt, die erste nach circa acht Jahren. Die Reparaturen würden typischerweise so viel kosten, dass langfristig gesehen ein Neukauf nur etwas teurer wäre als die Instandsetzungen. 

Klar ist aber auch, dass eine möglichst langfristige Nutzung und gegebenenfalls Reparatur von Waschmaschinen die Umwelt schonen. Denn die Geräte sind energie- und ressourcenintensiv in der Herstellung. Sie bestehen hauptsächlich aus Stahl, Kunststoffen, Glas und Kupfer – Stoffe, die wiederverwertet und zur Herstellung neuer Elektrogeräte genutzt werden können. Die richtige Entsorgung von Altgeräten auf Wertstoffhöfen, im Handel oder durch die Hersteller selbst ist deshalb auch ein wesentlicher Umweltfaktor. 1,8 Millionen Tonnen Elektroschrott fallen laut des Bundesministeriums für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) jedes Jahr in Deutschland an. 50 Prozent davon werden falsch entsorgt, im Hausmüll oder auf illegalen Wegen, so das Ministerium. In einer gemeinsamen Kampagne mit dem Bundesumweltamt will das BMUKN deshalb Verbraucherinnen und Verbraucher motivieren, alte Elektrogeräte einem korrekten Recyclingprozess zuzuführen. 

Mit KI alte Elektrogeräte wiederverwerten

Inwiefern Haushaltsgeräte am Ende ihrer Lebensdauer wiederverwertet werden können, untersuchen Forschende des Fraunhofer IPK im Projekt KIKERP. Ihr Ziel ist es, mithilfe von Künstlicher Intelligenz Informationen über alte Geräte zu sammeln und anhand von Parametern wie Modell und Zustand zu bestimmen, ob ausgediente Kühlschränke, Waschmaschinen oder andere weiße Ware wiederaufbereitet oder recycelt werden sollen. Beim Recycling werden die Geräte in ihre Bestandteile zerlegt und die Rohstoffe in den Produktionskreislauf zurückgeführt. Beim Refurbishment werden funktionsfähige oder leicht reparierbare Geräte aufbereitet und wieder auf den Markt gebracht.

Gemeinsam mit der YES Ecosystems Technology GmbH und der HaKiGo GmbH entwickeln sie dafür ein multimodales Assistenzsystem, das auf modernen KI-Methoden zum Verstehen von Bild- und Videodaten beruht. Über eine dialogbasierte Anwendung wird die KI mit Daten gefüttert, bis eine Klassifizierung für die fachgerechte Aufbereitung, Wiederverwendung und Verwertung des untersuchten Elektrogeräts vorliegt. Integriert in eine cloudbasierte Managementplattform soll das System künftig sowohl Endverbrauchern als auch Herstellern helfen, Qualität und Preis von Haushaltsgeräten zu bestimmen, um die gebrauchten und reparierten Produkte auf E-Commerce-Portalen verkaufen zu können. Auf diese Weise wollen die Projektpartner den nachhaltigen Umgang mit alten Elektrogeräten im Sinne einer echten Kreislaufwirtschaft unterstützen und Abfall reduzieren.

Bewertung auf einer Skala von eins bis drei

Mithilfe einer im Projekt entwickelten App können Nutzende dialogbasiert Informationen wie etwa Marke, Produkttyp, Farbe und Artikelnummer eines Haushaltsgeräts am Smartphone oder Tablet erfassen und es anschließend aus verschiedenen Winkeln und Perspektiven fotografieren, um auch eventuelle Defekte wie Kratzer zu dokumentieren. Auf dieser Basis bewertet die KI die Qualität der Ware visuell auf einer Skala von eins (ok / ausreichend) bis drei (sehr gut). Daraus lassen sich zum einen weitere Maßnahmen ableiten, zum anderen aber auch Parameter wie Preis, Zustand, etc. ermitteln. 

Für die Entwicklung der KI nutzen die Forschenden sowohl Herstellerdaten als auch künstlich erzeugte Trainingsdaten. Dabei erforschen sie zudem, ob sich mit synthetischen Daten eine optische Inspektion anlernen lässt. »Unser Ziel ist es, bis zum Projektende mehr als 5000 Haushaltsgeräte mithilfe von KI zu testen und zu qualifizieren und dabei eine Erkennungsrate von über 97 Prozent zu erreichen«, erläutert Vivek Chavan, Projektleiter am Fraunhofer IPK.

Cloudbasierte Plattform

Neben der KI-Assistenz entwickeln Chavan und sein Team ein Datenmanagementsystem, das die im Prozess gewonnenen Datenmengen mit einer KI-basierten Bewertungsmethodik sorgfältig sortiert und für zukünftige Trainingsprozesse auswählt. Aufbauend auf dem Datenmanagementsystem soll abgeleitet werden, wann und mit welchen Daten die KI nachtrainiert werden muss, um eine möglichst signifikante Verbesserung zu erzielen. Darüber hinaus sollen repetitive oder zeitintensive und fehleranfällige manuelle Tätigkeiten automatisiert und zum Beispiel durch Software-Bots übernommen werden. »Mit unserer cloudbasierten Managementplattform konzipieren wir eine Prozesslandschaft für Remanufacturing und Reuse von Haushaltsgroßgeräten und setzen sie als Anwendungsdemonstrator um. Perspektivisch streben wir eine Synchronisation mit E-Commerce-Portalen für den Verkauf der analysierten Produkte an«, sagt Chavan. Im Ergebnis soll das Projekt dazu beitragen, den CO2-Fußabdruck der Herstellung und Nutzung von Haushaltsgeräten in Deutschland, Europa und anderen Märkten zu verbessern. Außerdem soll eine wissenschaftliche Offenheit und eine einfache Übernahme von KI-Technologien durch die Industrie gefördert werden