Umwelt-Campus Birkenfeld

KI und Nachhaltigkeit: Forschung von Hochschule und Universität Trier startet mit Förderung vom Land

Im Rahmen des neuen Promotionskollegs „KI-unterstütztes Meta Verse of Sustainable Production (AIMS)" arbeiten der Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier und die Universität Trier gemeinsam an zukunftsweisenden Fragen zu den Themen Künstliche Intelligenz, Produktion der Zukunft und Ressourceneffizienz.

In Trier wurde nun in einer Feierstunde der Bewilligungsbescheid übergeben: Das Vorhaben wird vom Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit in den nächsten Jahren mit 750.000 Euro anteilig gefördert.

Im Kern des Projekts stehen sogenannte „Embodied Agents“ – virtuelle Assistenten, die von Fachkräften lernen, Wissen teilen und bei Produktionsprozessen unterstützen. Gemeinsam mit realen Akteuren und digitalen Zwillingen optimieren sie Abläufe und steigern die Effizienz. Das Konzept wird in der Batterie-Refabrikation getestet, also der Frage, wie Batterien von E-Autos, Speicher für Photovoltaik-Anlagen und ähnlichem umweltschonend wieder aufbereitet werden können. Mit AIMS soll so ein wichtiger Schritt in Richtung umweltfreundlicher Produktion erreicht werden.

Die Präsidentinnen von Hochschule und Universität, Prof. Dr. Dorit Schumann und Prof. Dr. Eva Martha Eckkrammer unterstrichen bei der Übergabe die Bedeutung sowohl der fachlichen Ziele als auch der strukturellen Zusammenarbeit im Kolleg, in dem rund 10 Promovierende gemeinsam forschen und qualifiziert werden.

Hochschulpräsidentin Schumann erklärt begeistert: „Die Förderung durch das Ministerium ist ein wichtiger Schritt, um innovative Technologien im Bereich der ressourcenneutralen Produktion voranzutreiben. Mit unserem Forschungsprojekt, das auch Promotionen an Hochschule und Universität umfasst, verbinden wir Künstliche Intelligenz und Nachhaltigkeit, um neue Ansätze für eine umweltfreundliche und effiziente Nutzung von Ressourcen zu entwickeln. Diese Unterstützung zeigt, wie essenziell anwendungsorientierte Forschung für eine zugleich digitale und nachhaltige Zukunft ist.“

Prof. Dr. Eckkrammer betonte: „Nachhaltigkeit und KI sind die zwei großen Querschnittsthemen von heute und morgen. Ich freue mich sehr, dass wir uns als Uni Trier und Hochschule Trier gemeinsam an ihrer Erforschung und an der Entwicklung pragmatischer Lösungen für ihren konkreten Praxiseinsatz engagieren.“

Die Leitung des Projektes haben die Professoren Dartmann (Hochschule) und Weyers (Universität).

Hintergrundinfos
Das Forschungskolleg verfolgt die Vision, ein KI-unterstütztes Meta Verse of Sustainable Production (AIMS) zu entwickeln. Hierfür soll ein AIMS-Referenzmodell entstehen, das für solche KI-unterstützten cyber-physischen Systeme einen Forschungsrahmen bildet. Ziel in diesem Kolleg ist eine ressourcenneutraleProduktion mittels KI- und XR-Optimierung zu erreichen. Mit dem Referenzmodell sind neben der Produktion auch Anwendungsdomänen wie Logistik, Handel und Handwerk mögliche Anwendungsfelder, sodass die Arbeiten aus dem Kolleg nachhaltig Anwendung finden und zukünftige Forschung motivieren können.

Das Meta Verse of Production verbindet intelligente und menschlich verkörperte virtuelle Agenten, im Folgenden als Embodied Agent [Sch2021a] bezeichnet, mit menschlichen Akteuren und KI-gestützten Prozessen. Embodied Agents sollen von Fachkräften lernen, Wissen weitergeben und bspw. durch Motion Tracking, natürliche Sprachkommunikation und Nutzung von Sprachmodellen interagieren. Das so geschaffene Meta Verse besteht aus den jeweiligen realweltlichen Anwendungen und dem dazu korrespondierenden Kognitiven Digitalen Zwilling (KDZ) [Xia2021, Bos2018, The2023], der diese Anwendungen modelliert, simuliert und visualisiert. Dies hilft dabei, die Herausforderungen einer Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz in der Produktion zu erreichen. Das Konsortium hat zum Ziel, KI-Methoden und Embodied Agents für die Verschmelzung der virtuellen und physischen Welt im Produktionskontext zu erforschen, so dass durch deren integrierten Einsatz auch die Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz im Produktionsprozess gesteigert wird. In der Anwendung wird das AIMS-Referenzmodell am Beispiel des heterogenen und innovativen Prozesses der Batterie-Refabrikation erprobt. Die Refabrikation umfasst sowohl die Demontage als auch die Montage von Produkten, wobei ein besonderer Fokus auf der Wiederherstellung der Produktqualität mit Neubauteilen liegt. Diese Praxis stellt die höchste Stufe der Kreislaufwirtschaft dar und schließt Verfahren wie Recycling, Reparatur und Zweitnutzung ein. Zwei eigene YouTube-Videos[1] dienen zur Veranschaulichung der Herausforderungen.

[1] Video 1: https://youtu.be/iLkfYYNLMD4 Video 2: https://youtu.be/V3xFMKrMev0