Gestatten: Bricky, der Ziegel-Recycler

Die Digitalisierung, KI und immer neue Technologien verändern die Gesellschaft auf allen Ebenen. So auch in eher handwerklich ausgerichteten Bereichen wie der Bauwirtschaft. Digitale Gebäudezwillinge, Häuser aus dem 3D-Drucker oder der Einsatz von KI bei Planung, Bau und Betrieb von Bauwerken gehören immer mehr zum Alltag der Akteurinnen und Akteure der Wertschöpfungskette Bau.

Im Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ zeichnet das RKW Kompetenzzentrum bereits seit 2002 jedes Jahr die innovativsten und zudem praxisnahen digitalen Lösungen des Baunachwuchses aus. Immer häufiger werden Arbeiten eingereicht, die sich mit dem Einsatz von KI befassen. Ein besonders anschauliches Projekt wurde in diesem Jahr von Eric Klink von der BTU Cottbus eingereicht. Der Preisträger hat vor dem Hintergrund immer knapper werdender Ressourcen den Roboter „Bricky“ für mehr kreislaufgerechtes Bauen entwickelt.

Ausschlaggebend für Eric Klinks Idee war sein Interesse an den Möglichkeiten der Kreislaufwirtschaft in der Baubranche, insbesondere an Lösungen für die Wiederverwendung von Bauteilen. Viele private oder historische Gebäude sind „Stein auf Stein“ gebaut. Bei Umbauten oder Abriss sind oft die bereits verbauten Ziegel Bauschutt, da ihre Aufbereitung sehr aufwändig ist. Eine Wiederverwendung erfordert manuelles Sortieren, Säubern und eine Qualitätsprüfung der Ziegel, was viel Zeit und Geld kostet und darüber hinaus auch zusätzliche körperliche Belastungen bedeutet.

Für die Automatisierung dieses Prozesses hat der Preisträger eine Roboterlösung entwickelt, die mithilfe von Bildverarbeitungstechnologie funktioniert. Durch die Kombination dieser Technologien kann der mühsame Vorgang des Sortierens und Säuberns von Ziegeln erheblich vereinfacht werden: Roboter, ausgestattet mit leistungsfähigen Kameras und Bildverarbeitungssoftware, prüfen und bewerten die Qualität der Ziegelsteine automatisch. Sie erkennen Mängel, Risse, Verfärbungen und andere Qualitätskriterien präzise und in kürzester Zeit.

Das Robotersystem „Bricky“ befindet sich in einer großen, geschützten Box, die beispielsweise auf dem Gelände eines Recyclinghofs positioniert werden kann. Die Box ist größtenteils lichtundurchlässig, aber von innen beleuchtet, um die im Inneren verbauten Kameras zu unterstützen. Das Robotersystem hat mehrere Funktionen und Merkmale, die es ideal für die Aufgaben des Sortierens und Reinigens von Mauerziegeln machen:

•  Die Box verfügt über ein großes Tor, das es ermöglicht, Bauschuttcontainer mit Ziegelsteinen hereinzufahren. Dies ist der Eingangspunkt für die zu sortierenden Mauerziegel.
•  Für den Ausgang der bereits sortierten Ziegelsteine sind drei weitere kleine Tore vorhanden. Sie ermöglichen die Entnahme der sortierten Ziegelsteine und ihre Weiterverwendung oder Lagerung. 
•  Im Zentrum der Box befindet sich ein Roboterarm, der für das Greifen, Sortieren und Säubern der Ziegelsteine verantwortlich ist. Dieser Roboterarm ist mit Sensoren und Aktuatoren ausgestattet, mit deren Hilfe er präzise und effizient arbeiten kann. 

Die verbauten Kameras bieten eine umfassende Sicht auf jeden Bereich der Box und ermöglichen die 3D-Wahrnehmung der gesamten Umgebung. Zur genaueren Lokalisierung und Steuerung des Greifarms sind dort zusätzliche Kameras angebracht. 

Im Inneren der Box befindet sich außerdem eine Vielzahl von Werkzeugen, die speziell für die Reinigung von Mauerziegeln genutzt werden, um sie für die Wiederverwendung oder weitere Verarbeitung vorzubereiten.

Ein mit Mauerziegeln gefüllter Bauschuttcontainer wird auf einem Recyclinghof in die Brick-Box gefahren. Nach Erkennen des Containers an der korrekten Position wird das Eingangstor automatisch geschlossen und der Sortierprozess kann gestartet werden.

Die Kameras im Inneren analysieren den Steinhaufen und geben Informationen an den Roboter weiter. Greifen, Untersuchen und Säubern sind dann Aufgabe des Roboterarms. So werden Mängel, Risse, Verfärbungen und andere Qualitätskriterien nicht nur genau, sondern auch in kürzester Zeit erkannt. Steine in gutem Zustand, sauber und unbeschädigt, mit Maßen innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen können direkt für die Wiederverwertung gestapelt werden.

Steine, die mit Resten von Putz oder Mörtel verschmutzt sind, werden mit Bürsten, Druckluftdüsen, Sandstrahlgeräten oder anderem gereinigt und ebenfalls gestapelt. Stark beschädigte oder nur teilweise vorhandene Steine werden aussortiert und für die Wiederaufbereitung vorbereitet.

Die Jury des Wettbewerbs „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ vergab an das Projekt „Bricky“ den zweiten Platz im Bereich Handwerk und Technik. Aber diese Auszeichnung ist nur der Anfang! Der Roboter kann als Blaupause für andere Recycling-Sortieraufgaben abseits von Ziegeln fungieren, was die Jury neben dem Nachhaltigkeitsaspekt ebenfalls würdigte.

Dieser Artikel wurde zuerst im RKW Magazin "(R)evolution!?"  mit dem Schwerpunkt: "Künstliche Intelligenz" veröffentlicht. Dort haben Sie auch die Möglichkeit unser Magazin zu abonnieren. Alle Magazine finden Sie unter: https://www.rkw-kompetenzzentrum.de/das-rkw/rkw-magazin