Roboty przejmują kontrolę nad recyklingiem e-odpadów
Odpady elektroniczne (e-odpady) stanowią coraz większy globalny problem, który wymaga przyspieszenia prac nad innowacyjnymi rozwiązaniami w zakresie recyklingu. W odpowiedzi na to zapotrzebowanie uruchomiono finansowany ze środków UE projekt ReconCycle, który umożliwił opracowanie zaawansowanej zrobotyzowanej komórki roboczej łączącej modułowy sprzęt, miękką robotykę i sztuczną inteligencję (AI) w celu usprawnienia demontażu e-odpadów.
Rewolucja w recyklingu e-odpadów
Recykling e-odpadów składa się z niezwykle złożonych procesów ze względu na różny stopień uszkodzeń i różnorodność modeli urządzeń. „Samorekonfigurowalne rozwiązanie opracowane w ramach projektu ReconCycle upraszcza tę złożoność, łącząc modułowy sprzęt, oprogramowanie oparte na AI i adaptacyjne techniki manipulacji”, wyjaśnia Aleš Ude, koordynator projektu. System wykorzystuje znormalizowane moduły, które można rekonfigurować na potrzeby różnych kategorii urządzeń. Początkowo proces jest nadzorowany przez inżynierów, podczas gdy AI w sposób autonomiczny dostosowuje się do specyfiki każdej kategorii. „Posługując się zaawansowanym widzeniem komputerowym i modelami wizyjno-językowymi, zrobotyzowana komórka robocza ma zdolność przewidywania optymalnych działań i zapewnia bezpieczną obsługę delikatnych i sztywnych komponentów”, podkreśla Ude. Ta zdolność samorekonfiguracji sprawia, że system ReconCycle jest szczególnie skuteczny w radzeniu sobie z recyklingiem różnych modeli tego samego typu urządzeń. Za przykład mogą służyć komponenty elektroniczne, takie jak podzielniki kosztów ogrzewania, które wymagają dostosowanych procesów demontażu ze względu na ich zróżnicowaną budowę i warunki. Elastyczne narzędzia zaproponowane przez zespół projektu ReconCycle w sposób płynny dostosowują się do tych wymagań, minimalizując przestoje i złożoność operacji.
Recykling oparty na zaawansowanej robotyce
Owocem projektu są znaczące postępy w dziedzinie modułowego sprzętu i miękkiej robotyki. Wśród kluczowych innowacji jest robotyczna dłoń (qb SoftHand 2) oraz chwytak o zmiennej sztywności (ang. Variable Stiffness Gripper, VSG). „Dłoń qb SoftHand 2 posiada przeprojektowany system trzech ścięgien umożliwiający precyzyjne ruchy, jak na przykład chwyt szczypcowy i wskazywanie palcem”, zauważa Ude. Narzędzia te umożliwiają wydajny, nieniszczący demontaż o kluczowym znaczeniu dla odzyskiwania cennych materiałów. Co więcej, chwytak VSG łączy wykrywanie dotykowe z adaptacyjną regulacją sztywności, dzięki czemu pozwala na bezpieczną obsługę komponentów bez ich uszkadzania. Z kolei jego modułowa konstrukcja umożliwia szybką wymianę narzędzi, zwiększając wszechstronność systemu. Te osiągnięcia stanowią znaczący krok naprzód w dziedzinie robotyki miękkiej, otwierając nowe możliwości w zakresie zautomatyzowanego recyklingu.
AI poprawia wydajność dzięki przewidywaniu działań
Kluczem do wydajności rozwiązania stworzonego przez zespół projektu ReconCycle jest innowacyjny moduł przewidywania działań (Action Predictor). Moduł ten „zwiększa możliwości adaptacyjne zrobotyzowanego demontażu poprzez wykorzystanie dużych modeli wizyjno-językowych (VLM) w połączeniu z wykresami relacji i metodą AI do wyszukiwania informacji zwaną Retrieval Augmented Generation (RAG)”, zaznacza Ude. Potrafi również z dużą dokładnością przewidywać kolejne etapy demontażu. Zmniejszając zapotrzebowanie na pracę manualną, system ten obniża koszty operacyjne i poprawia bezpieczeństwo pracowników. Jest to szczególnie ważne w przypadku recyklingu e-odpadów, gdzie istnieje znaczące ryzyko kontaktu z niebezpiecznymi materiałami.
Skutki społeczne, gospodarcze i środowiskowe
Postępy poczynione w ramach projektu ReconCycle stanowią ważny wkład w zrównoważoną gospodarkę o obiegu zamkniętym dzięki poprawie wskaźników odzysku materiałów i obniżeniu kosztów pracy. Co ważne, automatyzacja recyklingu zwiększa jego wydajność i zapewnia bezpieczniejsze przepływy pracy, ponieważ roboty wykazujące wysoką zgodność z wymogami mogą współpracować z ludźmi przy wykonywaniu złożonych zadań. Do tej pory opublikowano 31 artykułów naukowych poświęconych wynikom projektu i jego wkładowi w rozwój robotyki i technologii recyklingu. Demonstracje przeznaczone dla podmiotów z branży, takie jak udział w konkursie Robothon czy zaprezentowanie dłoni qb SoftHand 2 na konferencji ICRA 2022, pokazują praktyczne zastosowania rezultatów projektu. Współpraca ta podkreśla znaczenie jednoczesnego dążenia do zrównoważonego rozwoju i wspierania innowacji w robotyce. Poza osiągnięciami technicznymi projekt niesie ze sobą korzyści społeczno-gospodarcze. Poprzez automatyzację powtarzalnych i niebezpiecznych zadań system ReconCycle pozwala stworzyć bezpieczniejsze środowisko pracy i zmniejszyć zależność od zlecania pracy w krajach rozwijających się. Jest to zgodne z podejmowanymi na całym świecie działaniami na rzecz zrównoważonego i bardziej etycznego recyklingu e-odpadów.
Przyszłość technologii recyklingu
Rezultaty projektu ReconCycle stanowią znaczący krok naprzód w dziedzinie automatyzacji recyklingu. Dzięki ułatwieniu procesów związanych z demontażem e-odpadów te innowacyjne rozwiązania przygotowują grunt pod bardziej wydajne, elastyczne i przyjazne dla środowiska systemy recyklingu.
Słowa kluczowe
ReconCycle, recykling e-odpadów, robotyka miękka, zrobotyzowana komórka robocza, odpady elektroniczne, gospodarka o obiegu zamkniętym, automatyzacja recyklingu
