Roboti rešujejo težave z e-odpadki

Tik ob zgodovinskem nemškem mestu Goslar se razprostira industrijski kompleks, ki sprejema neskončni tok zavržene elektronike. Ob prihodu elektronske odpadke skrbno pripravijo za recikliranje. Electrocycling je eden največjih obratov za recikliranje elektronskih odpadkov v Evropi. Tam vsako leto predelajo do 80.000 ton teh odpadkov vseh vrst in oblik.

Kljub impresivnemu številu strojev več kot polovica zaposlenih na lokaciji ročno pripravlja zavrženo opremo za recikliranje. Prejete odpadke razvrščajo in odstranjujejo baterije, ki so nevarne zaradi morebitnega požara in velik izziv pri recikliranju e-odpadkov. »Naprav je vse več, so vse manjše, vse pa vsebujejo litijeve baterije, od katerih so nekatere trajno nameščene, privarjene ali prilepljene,« je povedal direktor podjetja Electrocycling Hannes Fröhlich. »Vsakodnevno razstavljanje teh naprav s kladivi in kleščami ni sanjsko delo. Mislim, da smo lahko boljši.«

Nekatera od teh napornih opravil bi lahko izvajali roboti. Vendar je težava v tem, da je treba ob vsaki spremembi izdelka ali procesa prestrukturirati strojno in programsko opremo. To pa je lahko drago in zamudno. Da bi rešili to vprašanje, je raziskovalni pobudi ReconCycle, ki jo financira EU, uspelo avtomatizirati proces z roboti, ki se lahko sami rekonfigurirajo za različna opravila.

Novo področje za robotiko

Raziskovalci iz Slovenije, Nemčije in Italije so na Institutu Jožef Stefan (IJS) sodelovali pri tem izzivu med letoma 2020 in 2024. Ekipa je razvila prilagodljive robote s podporo umetne inteligence, ki lahko odstranijo baterije iz detektorjev dima in merilnikov toplote za radiatorje.

Izdelka, ki ju najdemo v večini gospodinjstev, je treba zamenjati vsakih pet do osem let, pri čemer nastajajo velike količine odpadkov. »Glavni izziv je veliko različic posamezne naprave. Samo pomislite, koliko različnih daljinskih upravljalnikov obstaja,« je pojasnil dr. Aleš Ude, vodja Odseka za avtomatiko, biokibernetiko in robotiko na IJS, ki koordinira raziskovalno skupino ReconCycle.

V industrijskih okoljih so roboti običajno programirani za eno specifično opravilo, pri čemer ponavljajo popolnoma enak niz gibov v predvidljivem okolju. Namesto tega so se raziskovalci odločili ustvariti robota, ki se lahko z uporabo najsodobnejše umetne inteligence prilagodi številnim različnim opravilom. »Želeli smo razširiti robotiko, uvesti robote tam, kjer jih še ni,« je dejal Ude.

Vse večja težava

Mednarodna raziskovalna skupina je v sodelovanju s podjetjem Electrocycling ustvarila prilagodljivo robotsko delovno celico. Gre za delovni prostor, ki ga sestavljajo vsaj en robot, njegovo orodje in oprema ter krmilnik. Novost pri tem je, da se zaprti sistem samostojno prilagaja različnim opravilom s pomočjo kompleksne programske opreme, ki jo poganja umetna inteligenca, in modularne strojne opreme, ki jo je mogoče hitro rekonfigurirati. Uporablja tudi mehke komponente, kot je softhand, človeku podobna roka, ki lahko zelo natančno ravna s predmeti.

Elektronski odpadki so prava zlata jama: po ocenah tona e-odpadkov vsebuje najmanj desetkrat več zlata kot tona rude, iz katere se zlato pridobiva. FOTO: Shutterstock

Na voljo so tudi varnostne funkcije, kot so sodelujoči roboti in gumbi za zaustavitev v sili. Po Udetovih besedah je bilo mednarodno sodelovanje ključno pri zagotavljanju ustreznega strokovnega znanja. »Robotika je zelo interdisciplinarna, zato je v eni sami državi težko najti prave partnerje.«

Na srečo so novi roboti prišli ravno ob pravem času, saj se količina nastalih e-odpadkov še naprej povečuje. V EU jih vsako leto nastane skoraj pet milijonov ton, kar je približno 11 kilogramov na prebivalca. Reciklira pa se jih manj kot 40 odstotkov, opozarja evropski parlament.

Po podatkih Združenih narodov je bilo samo leta 2022 na svetu proizvedenih 62 milijonov ton e-odpadkov, kar bi zadostovalo za poldrugi milijon 40-tonskih tovornjakov. Še bolj skrb vzbujajoče je, da se količina e-odpadkov povečuje petkrat hitreje od količine, ki se reciklira. EU si prizadeva zmanjšati količino e-odpadkov z direktivo o odpadni električni in elektronski opremi, ki določa standarde za zbiranje in recikliranje.

Delo ekipe, ki jo vodi dr. Ude, je usklajeno tudi z digitalno strategijo EU, ki spodbuja uporabo umetne inteligence v proizvodnji za večjo učinkovitost in pomoč pri doseganju podnebne nevtralnosti do leta 2050.

Razmetavanje denarja

E-odpadki imajo tudi resne gospodarske posledice. Po podatkih svetovnega monitorja e-odpadkov Združenih narodov vsako leto izgubimo 84 milijard evrov, ker zavržemo dragocene kovine, kot so baker, železo in zlato, namesto da bi jih ponovno uporabili.

V industrijskem okolju so roboti običajno programirani za eno specifično opravilo, pri čemer ponavljajo popolnoma enak niz gibov v predvidljivem okolju. FOTO: Shutterstock

V podjetju Electrocycling 80 odstotkov e-odpadkov »spremenijo« v surovine, kot so železo, cink, zlato, srebro in paladij, skupaj iz odpadkov izluščijo približno 35 različnih materialov. »Ljudje morajo razumeti, da ne gre le za odpadke, temveč tudi za surovine, ki jih je treba reciklirati in obdržati v obtoku, tako zaradi gospodarske učinkovitosti kot zaradi zmanjšanja izpustov ogljikovega dioksida,« je opozoril Fröhlich. Z novo tehnologijo so lahko še učinkovitejši in Fröhlich v njej vidi veliko možnosti. »Presenetilo me je, kako daleč sta prišli tehnologija in umetna inteligenca,« je dejal. »Za robota so ustvarili celo človeško roko.« Ude upa, da bo še naprej sodeloval s podjetjem Electrocycling pri nadaljnjem izboljševanju rešitev za e-odpadke. Seveda pa imajo prilagodljivi roboti potencial, da se spopadejo s spreminjajočim se okoljem tudi na drugih področjih. Slovenski raziskovalec je še poudaril, da bi lahko z nadaljnjim razvojem podobni roboti skrbeli za splošna gospodinjska opravila ali pomagali negovalcem v domovih za starejše. »Robotika bi lahko bila na teh področjih v veliko pomoč.«

----------------------------

Raziskave, omenjene v članku, so financirane v okviru programa EU Obzorje. Članek je bil prvotno objavljen v reviji Horizon, reviji EU za raziskave in inovacije.