Kurz und Knapp

  • Bei bestimmten Holzprodukten wie etwa Musikinstrumenten ist der Qualitätsanspruch sehr hoch.
  • Den erfüllt oft nur ein Teil des Naturprodukts. Das liegt an der ungleichmäßigen Struktur von Holz und macht die Ausnutzung wenig effizient.
  • KI-basierte Techniken könnten nun Holzauswahl- und Verarbeitungsstrategien optimieren.

Schweizer Forschungsteam setzt Verfahren des maschinellen Lernens ein

Holz ist ein hochwertiger Werkstoff, hat aber als Naturprodukt eine sehr ungleichmäßige Materialstruktur. Deshalb sind gerade bei der Verarbeitung von Produkten wie Musikinstrumenten oder Sportgeräten, bei denen die Qualitätsansprüche hoch sind, große Sicherheitsmargen notwendig. Schweizer Forscherinnen und Forscher arbeiten nun an KI-basierten Technologien, um dieses Problem zu lösen.

Das Team um Mark Schubert von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Zürich arbeitet bereits seit Jahren an holztechnischen Anwendungen. Jetzt erproben die Forscherinnen und Forscher mithilfe des maschinellen Lernens weitere Einsatzmöglichkeiten.

Das Problem, das jeder verarbeitende Betrieb hat, beginnt mit der Eingangskontrolle: Sie liefert Daten etwa über Dichte, Feuchte und Faserrichtung des Rohholzes. Dementsprechend müssen die einzelnen Produktionsschritte wie Trennung, Sortierung und Behandlung gut geplant werden. Fachkräfte mit viel Erfahrung sind eine große Hilfe, um Fehler zu vermeiden. Es fehlt aber ein ganzheitlicher Ansatz, der die Rohstoff- und Prozessparameter erfasst, analysiert und eine Vorhersage der Produktqualität in Echtzeit trifft.

Das soll sich nun ändern durch eine Analyse der zahlreichen Daten aus der Holzverarbeitung. Sie geschieht mithilfe tiefer neuronaler Netze und fließt in den Herstellungsprozess ein. Schubert und seine Kolleginnen und Kollegen arbeiten dabei eng mit einem Start-up zusammen, das an der Empa entstanden ist: Swiss Wood Solutions hat sich darauf spezialisiert, einheimische Hölzer zu veredeln. Mittels einer Spezialpresse wird etwa aus Fichten- oder Ahornholz ein harter, dichter Spezialwerkstoff, der tropisches Ebenholz ersetzen kann. Ziel ist die Herstellung von Hightech-Hartholzprodukten in gleichbleibender Qualität.

Die nachverdichteten Holzsorten wurden bereits für Violinen, Gitarren, Klarinetten und für Übungsschwerter der Kampfsportart Budo verwendet. Die bisherige Versuchsproduktion soll nun mit einer Industriepresse deutlich ausgebaut werden.

 

26.11.2019

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