31/03/2017
Door Ad Spijkers
Veel van onze alledaagse goederen zijn min of meer korrelig van aard. Onderzoekers van het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) en Fraunhofer-IOSB hebben een systeem ontwikkeld, dat sneller, goedkoper en zorgvuldiger sorteert dan voorheen.
Stortgoed wordt in bijna alle branches verwerkt: in de bouw, logistiek, chemie en landbouw: zand, kiezelstenen, kolen, strooizout, diamanten, graan, suiker, koffie, druiven en afval. Voor al deze stortgoederen is het voor verdere verwerking noodzakelijk ze op kwaliteit en grootte te sorteren. Dat gebeurt met veel bandsorteerinstallaties'; alleen al in Duitsland zijn het er tienduizenden.
Gezien dit grote aantal zou een verbetering van sorteerprocessen miljarden besparen. Het economisch nut van het onderzoeksproject is dan ook niet te onderschatten; volgens de onderzoekers zouden veel grondstoffen kunnen worden bespaard.
Meer ogen zien meer
Klassieke bandsorteerinstallaties scanner het te sorteren materiaal met een camera; ongewenste deeltjes met luchtstoten uitgeblazen. Het probleem is dat de nu gebruikte camera's de objecten maar op een klein stukje van de band waarnemen, waardoor slechts een grove classificatie mogelijk is. Het gevolg is dat vaak meerdere sorteergangen nodig zijn om een bevredigend resultaat te bereiken.
Het onderzoeksteam heeft een sorteersysteem ontwikkeld waarbij de camera's het stortgoed vanuit verschillende perspectieven nauwkeuriger kunnen waarnemen. Hierdoor kunnen objecten van verschillende klassen beter worden onderscheiden. Bovendien voorspelen algoritmen op basis van de beelden hoe objecten zich op de band zullen verplaatsen. Vreemde deeltjes zijn op deze manier doelgerichter uit te sorteren.
De nieuwe technologie kan op grond van het bewegingsgedrag van de te sorteren objecten een wezenlijk nauwkeuriger classificatie uitvoeren dan conventionele sorteersystemen. Vanuit de industrie is er daarom de nodige interesse in deze technologie.
Naar de praktijk
Het voordeel van het nieuwe sorteersysteem is het best te begrijpen aan de hand van kogeltjes en halve kogeltjes. Van boven af zien ze er hetzelfde uit, maar waar halve kogeltjes gewoonlijk op de band blijven liggen, stuiteren volledige kogeltjes over de band heen, wat het sorteren aanzienlijk bemoeilijkt. Vanaf de zijkant zijn de kogeltjes en halve kogeltjes echter gemakkelijk te onderscheiden. Bovendien zou het systeem nu hun respectievelijke gedrag kunnen voorspellen en de werking daarop optimaal afstemmen, en dus beter sorteren.
De wetenschappers hebben ook nog een weg gevonden om de nauwkeurigheid van bestaande sorteersystemen snel en economisch te verbeteren. Daarvoor zou alleen update van de software nodig zijn.
Behalve KIT en het Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) nemen ook de Ruhr-Universität Bochum en de Technische Universität Berlin deel aan het project. Hier houden de onderzoekers zich in het bijzonder bezig met de realistische simulatie van stortgoed en de numerieke interpretatie van sorteerinstallaties.