Projekt LAMBDA: Wenn Industrieroboter lernen, Hochvolt-Batterien sicher zu zerlegen
Biel – Die Demontage von Hochvolt-Batterien für Elektrofahrzeuge (EV) ist ein gefährlicher, manueller Prozess und stellt ein Nadelöhr für die Kreislaufwirtschaft dar. Um diese Herausforderung zu meistern, bringt das von Eureka finanzierte Projekt LAMBDA die drei Partner AICA, Circu Li-ion und das Swiss Battery Technology Center (SBTC) zusammen, um Industrierobotern beizubringen, diese komplexe Aufgabe mit einem „menschlichen Tastsinn“ auszuführen.
Die Endphase der Projekt-Tests fand an der Batteriedemontagelinie von Circu Li-ion in Luxemburg statt. Dort wurde die Software erfolgreich auf einem Kuka-Industrieroboter eingesetzt und erstmals eine KI-basierte taktile Steuerung in einer realen Produktionsumgebung demonstriert. Durch den Einsatz von Reinforcement Learning (RL) sowie der Integration von 3D-Bildverarbeitung und Kraftsensorik in das neuronale Netz des Roboters konnte dieser erstmals erfolgreich einen Kabelbaum an einem echten Hochvolt-Batteriepack durchtrennen und entfernen. Dies ist ein bedeutender Fortschritt, um menschliche Bediener aus Gefahrenbereichen herauszunehmen und diese Art der Manipulation von lernfähigen Robotern ausführen zu lassen.
Diese Demonstration unterstreicht auch die Stärke der Partnerschaft, die dem Projekt LAMBDA zugrunde liegt. Das SBTC liefert die Grundlagenforschung zu Robot Learning und sogenannten Sim-to-Real-Methoden (Übertragung von der Simulation in die Realität). Sein Team entwickelt virtuelle Umgebungen und Steuerungsstrategien, die für das Training von Robotern in einem industriellen Kontext notwendig sind, und optimiert zudem den Reinforcement-Learning-Prozess, um die Lücke zwischen Simulation und realer Anwendung zu verkleinern. „Unsere Mission am SBTC ist es, Risiken zu reduzieren und die Einführung neuer Technologien für die Batterieindustrie zu beschleunigen. Indem wir zunächst die Grundlagenforschung betrieben und anschliessend den KI-Ansatz in unseren spezialisierten Laboren validiert haben, konnten wir das Vertrauen schaffen, das unsere Partner für den Einsatz in einer realen industriellen Umgebung benötigen“, erklärt Christian Ochsenbein, Leiter des SBTC.
Als Konsortialführer und Softwareintegrator ist AICA dafür verantwortlich, die Kluft zwischen Forschung und Industrie zu überbrücken – durch Projektmanagement und adaptive Steuerungstechnologie. Ihre Pipeline nutzt reale Roboterdaten, um die Realitätsnähe von Simulationsumgebungen zu verbessern, und ermöglicht den nahtlosen Einsatz trainierter RL-Politiken für eine Ausführung in Echtzeit.
„Wenn es um adaptive und kraftsensitive Steuerung geht, ist die Lücke zwischen Simulation und Realität noch immer riesig. Mit dem Projekt LAMBDA haben wir gezeigt, wie man diese Herausforderung effektiv und praxisnah auf echten Industrierobotern meistern kann.“, freut sich Enrico Eberhard, CTO von AICA.
Für die finale Validierung stellte Circu Li-ion sowohl die industrielle Expertise als auch die Umgebung bereit. Ihr Team entwarf den physischen Arbeitsplatz, entwickelte die integrierten Werkzeuge und baute die vollständige Batteriedemontagelinie auf. Zudem stellten sie echte Batterien zur Verfügung und definierten die spezifischen Fähigkeiten, die validiert werden sollten. „Bei Circu Li-ion haben wir bereits grosse Teile des Demontageprozesses automatisiert, doch bestimmte heikle und risikoreiche Schritte blieben bislang unzugänglich. Dieses Projekt beweist, dass Reinforcement Learning diese komplexen Schritte lösen kann“, ergänzt Xavier Kohll, CTO von Circu Li-ion.
Diese Demonstration des Projekts LAMBDA markiert einen entscheidenden Meilenstein, der das Potenzial lernbasierter Robotik zur Bewältigung konkreter industrieller Herausforderungen aufzeigt. Sie ebnet den Weg für neue Anwendungen in besonders anspruchsvollen Umgebungen. (SBTC/mc/hfu)
| Über das Swiss Battery Technology Center (SBTC) Das SBTC ist eines von vier Forschungszentren des Switzerland Innovation Park Biel/Bienne (SIPBB). Der SIPBB ist eine private, gemeinnützige Schweizer Organisation, die angewandte, industrienahe Forschung betreibt und unterstützt. Das SBTC forscht in den Bereichen Batteriealterung, Batterieanwendungen und Batteriedemontage. In Zusammenarbeit mit dem Kanton Solothurn entsteht dort derzeit ein einzigartiges Labor in der Schweiz, das sich der automatischen Demontage und dem Recycling von Lithium-Ionen-Batterien widmet. |
