Sortiert von künstlicher Intelligenz

Das Programm übernimmt die Beurteilung des Holzes. Bild: Empa

Forschung. Welches Holz sich für welchen Verwendungszweck eignet, entscheiden in einem Betrieb oft Mitarbeiter mit jahrelanger Erfahrung. Nun soll ein intelligentes Programm diese Funktion übernehmen.

«Die Guten ins Töpfchen, die Schlechten ins Kröpfchen.» Was bei Aschenputtel die Tauben erledigen, soll beim Schreiner künftig ein Computerprogramm übernehmen. Daran arbeitet derzeit der Empa-Forscher Mark Schubert zusammen mit seinem Team. Er stellte vergangene Woche am Swiss Innovation Forum in Basel sein neuestes Projekt vor. Dabei geht es darum, das maschinelle Lernen für die Holztechnologie zu nutzen.

Die Unregelmässigkeiten der Natur

Holz ist ein Leichtbauwerkstoff mit exzellenten physikalischen Eigenschaften und daher ein ausgezeichnetes Konstruktionsmaterial. Aber das Naturprodukt hat auch seine schwierigen Seiten. Seine ungleichmässige Materialstruktur, die sich über mehrere Dimensionen erstreckt, kann eine Herausforderung für die Verarbeiter darstellen. Nicht jedes Stück Holz eignet sich daher für den gleichen Verwendungszweck und ein Teil des Werkstoffes bleibt als Restholz gänzlich auf der Strecke liegen. Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz soll sich nun diese Sortierarbeit verbessern.

Neuronale Netze sortieren Datenflut

Mark Schubert arbeitet in der Forschungsabteilung «Cellulose & Wood Materials» der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa. In den vergangenen Jahren hat er sich intensiv mit maschinellem Lernen beschäftigt, um die Funktionalisierung von Holz zu optimieren. Die künstliche Intelligenz greift bereits bei der Eingangskontrolle des Holzes. Dort werden Daten über Dichte, Feuchte, sowie Faserrichtung und -verlauf des Roh-Holzes gesammelt. Dazu kommt die Datenflut aus dem gesamten Holzverarbeitungsprozess.

Mit Hilfe von neuronalen Netzen, die man mit der Vernetzung im Nervensystem vergleichen kann, werden all diese Parameter von der künstlichen Intelligenz gescannt, gesammelt und verarbeitet. Ziel des Programms ist es, das Holz zu «lesen» und seinen Bestimmungszweck optimal vorhersagen zu können.

Kooperation mit Swiss Wood Solutions

Um diesen neuen Ansatz umzusetzen, arbeitetet Schubert eng mit der Firma Swiss Wood Solutions zusammen. Das ebenfalls an der Empa entstandene Startup-Unternehmen hat sich auf die Veredelung einheimischer Hölzer spezialisiert. Mittels einer Spezialpresse wird so etwa aus Fichten- oder Ahornholz ein harter, dichter Spezialwerkstoff, der tropisches Ebenholz ersetzen kann. Die nachverdichteten Holzsorten wurden bereits erfolgreich für Musikinstrumente oder Sportgeräte eingesetzt.

Gemeinsam mit Swiss Wood Solutions will nun Mark Schubert den Erfahrungsbereich erweitern. So sollen künftig Hightech-Hartholzprodukte in gleichbleibender Qualität gefertigt werden können.

 

 

ids

www.empa.ch
www.swisswoodsolutions.ch

Veröffentlichung: 02. Dezember 2019

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