KI-Map

Das Projekt KI-Map erforscht Methoden der automatisierten Charakterisierung von Kunststoffproben mit Hilfe von Robotik und Künstlicher Intelligenz (KI). Für die Bewertung von Kunststoffproben durch KI-Algorithmen soll das Probengefäß autonom angefahren werden und Messwerte durch einen entsprechenden Sensor aufgezeichnet werden.

Hierfür wird ein Konzept für eine automatisierte Probenentnahme entwickelt. Die Optimierung der KI erfordert des Weiteren den Aufbau einer Datenbank mit Sensordaten, welche aus einer Vielzahl an Proben stammen. Die Hochschule Trier übernimmt 

• die Entwicklung eines einfachen Forschungsdemonstrators zur Probenentnahme. Hierfür wird mit einem Mikrocontroller ein VOC-/Gas-Sensor angesteuert und eine Software zur Aufnahme der Trainingsdaten entwickelt. Dazu wird untersucht, welche am Markt erhältlichen Sensoren die besten Ergebnisse liefern. Es sollen mindestens zwei Sensoren untersucht werden. Falls nötig, werden mehrere Sensoren gleichzeitig zur Messung angesteuert, um so möglichst viele Merkmale der Proben zu erfassen. 
• die Entwicklung eines Versuchsaufbaus, mit dem die Kunststoffproben in größerer Menge gemessen werden können. Dazu wird erforscht, ob hier ein Roboterarm oder eine manuell bedienbare Messeinrichtung in Kombination mit dem Sensor am besten geeignet ist. Hierfür wird eine Messvorrichtung für das Sensorarray entwickelt, so dass mehrere Sensoren (mind. zwei) gleichzeitig Messen können. 
• die Entwicklung einer Datenbank zur Aufzeichnung der Referenzdaten für die Kunststoffproben.
• die Erforschung geeigneter Algorithmen zum überwachten Lernen zur Unterscheidung der Kunststoffe anhand der Daten aus dem Sensor-Array. 
• die Entwicklung eines Machine Learning (ML)-Verfahrens zum Trainieren eines ML-Modells zur robusten Unterscheidung der Kunststoffe aus den Proben. Dazu sollen verschiedene Verfahren (KNN, SVM, neuronale Netze, etc.) verglichen und in einem Parameterraum (Komplexität, Genauigkeit, F1-Scores, etc.) gegenübergestellt werden.

Die Forschenden der Hochschule Trier entwickeln schließlich eine Software, mit der die Probendatenbank verwaltet und die Proben bewertet werden können.

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