Roboter sollen smarte Textilien sortieren

Selbstleuchtende Jacken, Schuhsohlen mit Gesundheitssensoren, Pullover mit Notruffunktion – smarte Textilien verbinden Kleidung mit Elektronik. Doch während ihre Funktionen immer ausgefeilter werden, fehlt bislang eine praktikable Lösung für ihre Entsorgung. Was davon in gemischten Textilströmen smarte Kleidung ist und was konventionelle Ware, lässt sich mit bloßem Auge nicht immer unterscheiden.

An der Hochschule Osnabrück arbeitet ein interdisziplinäres Team daran, diese Unterscheidung zu automatisieren. Im Projekt „ReSiST-AR – Recycling Strategies of Smart Textiles & automated Robotics“ entwickeln die Forschenden Roboter für die automatisierte Sortierung smarter Kleidung. Parallel dazu untersuchen sie, wie sich elektronische Komponenten bereits bei der Herstellung so in Textilien integrieren lassen, dass sie am Ende ihres Lebenszyklus wieder entfernt werden können.

Automatisierte Sortierung stößt an technische Grenzen

Die automatisierte Erkennung und Sortierung gebrauchter Textilien stellen einige Anforderungen an Sensorik und Datenverarbeitung. Textilien sind flexibel, verformbar und liegen in Sortieranlagen meist überlappend vor. „Bislang können Roboter vorwiegend feste Materialien gut greifen – genau wie KI gut lernen kann, feste Gegenstände zu erkennen“, erklärt Steffen Greiser, Professor für Automatisierungstechnik an der Fakultät Management, Kultur und Technik am Campus Lingen der Hochschule Osnabrück und Leiter des Forschungsprojekts. „Kleidungsstücke sind jedoch sehr weich, liegen oft gebündelt und überlappend auf Förderbändern, sind zerknittert und unterscheiden sich stark in Material, Farbe und Struktur. Sie sehen also immer anders aus.“

Damit Roboter die smarte Kleidung zuverlässig erkennen und greifen können, sind laut Greiser spezialisierte Sensortechnologien und angepasste Algorithmen notwendig. „Wir wollen ihnen beibringen, die smarten Textilien zwischen vielen anderen Kleidungsstücken herauszusuchen – egal, wie sie auf dem Kleiderhaufen liegen.“

Das Forschungsteam plant den Einsatz multispektraler Kameras, 3D-Sensorik und weiterer Technologien, um Materialien zu unterscheiden und eingebettete Elektronikbestandteile aufzuspüren. Ziel ist, dass die Roboter smarte Textilien auch dann erkennen, wenn diese zerknittert, überlagert oder verformt auf dem Förderband liegen.

Ziel: Leitfaden für recyclingfähige smarte Textilien

Neben der Sortierung untersucht das Projekt auch, wie smarte Kleidung von Anfang an recyclingfreundlicher gestaltet werden kann. Ein Forschungsteam am Standort Osnabrück untersucht dazu verschiedene Herstellungsverfahren, etwa das Aufsticken, Einnähen oder Verschweißen elektronischer Komponenten.

„Wir analysieren, wie Sensoren und Elektronik so integriert werden können, dass sie im Alltag stabil funktionieren, sich später aber möglichst einfach wieder aus den Textilien herausnehmen lassen“, erläutert Jens Schäfer, Professor für Technische Produktentwicklung an der Hochschule Osnabrück. „Dafür schauen wir uns als Erstes an, welche Arten von smarten Textilien es gibt und welche Anforderungen es aus Sicht der Endkund*innen gibt. Unser Ziel ist ein Leitfaden, mit dem Unternehmen smarte Textilien langlebig und gleichzeitig recyclingfähig entwickeln können.“

Zwei Unternehmen aus der Region beteiligt

Für die Umsetzung kooperiert die Hochschule Osnabrück mit zwei Unternehmen aus der Region. Die Moduco GmbH aus Lingen, ein auf industrielle Robotik spezialisiertes Unternehmen, übernimmt die technische Umsetzung der Sortieranlage.

„Das automatische Sortieren von Kleidungsstücken mit einem Roboter ist eine überdurchschnittlich große Herausforderung. Die Aufgabe kann nicht durch fest programmierte Abläufe gelöst werden“, sagt Geschäftsführer Stephan Feldker. Moduco entwickelt die Roboter- und Cobot-Systeme, die in der Sortierung eingesetzt werden sollen. Cobots sind für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen konzipiert. Auch der Sortierbetrieb WKS Textilveredlungs-GmbH aus Wilsum ist als Praxispartner beteiligt.

Das Projekt ist auf zwei Jahre angelegt und wird mit rund 422.000 Euro aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Niedersachsen gefördert.

320°/re