{"id":134440,"date":"2023-11-14T07:32:00","date_gmt":"2023-11-14T06:32:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=134440"},"modified":"2023-11-08T12:41:43","modified_gmt":"2023-11-08T11:41:43","slug":"kleider-check-mit-smartphone-ki-und-infrarot-spektroskopie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kleider-check-mit-smartphone-ki-und-infrarot-spektroskopie\/","title":{"rendered":"Kleider-Check mit Smartphone, KI und Infrarot-Spektroskopie"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Fraunhofer-Forschende haben ein ultrakompaktes Nah-Infrarot-Spektrometer entwickelt, das sich f\u00fcr die Analyse und Bestimmung von Textilien eignet. Durch die Kombination von Bildgebung, speziellen KI-Algorithmen (KI, K\u00fcnstliche Intelligenz) und Spektroskopie lassen sich auch Mischgewebe zuverl\u00e4ssig erkennen. Die Technologie k\u00f6nnte das Recycling von Altkleidern optimieren und die sortenreine Trennung von Altkleidern erm\u00f6glichen. Eine extrem miniaturisierte Variante des Systems passt sogar in Smartphones. Dadurch k\u00f6nnten sich f\u00fcr Konsumenten zahlreiche neue Anwendungen im Alltag ergeben \u2013 vom Kleider-Check beim Shopping bis zur Pr\u00fcfung auf Plagiate.<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"Wenn<\/a>
Wenn der Zettel mit dem Reinigungshinweis nicht mehr lesbar ist: Ein kurzer Check mit dem Smartphone und der integrierten Spektralanalyse erkennt das Gewebe des Kleidungsst\u00fccks. Damit l\u00e4sst sich der korrekte Waschgang einstellen. \u00a9 Fraunhofer IPMS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Infrarot-Spektrometer sind leistungsstarke Messinstrumente, wenn es darum geht, organische Materialien zerst\u00f6rungsfrei zu analysieren. Jetzt hat das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden ein Spektralanalyse-System entwickelt, das Textilgewebe analysiert und erkennt. Auch Mischgewebe erkennt das System zuverl\u00e4ssig. Die Anwendungsm\u00f6glichkeiten reichen vom Materialcheck beim Kauf \u00fcber das korrekte Reinigen der Kleidung bis hin zum nachhaltigen und sortenreinen Recycling. Das Spektrometer ist so klein, dass es sich in ein Smartphone integrieren l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n

Um die n\u00f6tige Zuverl\u00e4ssigkeit und Pr\u00e4zision bei der Bestimmung von Textilien zu erreichen, setzen die Fraunhofer-Forschenden auf die Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIR). Das System arbeitet mit Wellenl\u00e4ngen zwischen 950 und 1900 Nanometer, also nah am sichtbaren Spektralbereich. Vorteile der Nah-Infrarot-Technik sind die einfache Handhabung und die vielf\u00e4ltigen Einsatzgebiete. \u00bbWir kombinieren NIR-Spektroskopie mit Bildgebung und KI und erreichen so eine h\u00f6here Genauigkeit bei der Erkennung und Bewertung von Objekten\u00ab, erkl\u00e4rt Dr. Heinrich Gr\u00fcger, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Sensorische Mikromodule am Fraunhofer IPMS.<\/p>\n\n\n\n

So funktioniert die Textilanalyse<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Im ersten Schritt wird ein Bild des Kleidungsst\u00fccks mit einem herk\u00f6mmlichen Kameramodul aufgenommen. Die KI w\u00e4hlt aus den Bildinformationen des Textilgewebes einen pr\u00e4gnanten Punkt, der vom Spektralanalyse-Modul untersucht werden soll. Das vom Stoff reflektierte Licht wird vom Spektrometer-Modul erfasst. Dort dringt es durch einen Eintrittsspalt, wird mit einem Kollimations-Spiegel in parallele Lichtstrahlen gebracht und \u00fcber einen Scanner-Spiegel auf ein Gitter gelenkt. Je nach Ein- und Austrittswinkel teilt das Gitter die Lichtstrahlen in verschiedene Wellenl\u00e4ngen auf. Das vom Gitter reflektierte Licht wird \u00fcber den Scanner-Spiegel auf einen Detektor geleitet, der das Licht als elektrisches Signal erfasst. Dann digitalisiert ein A\/D-Wandler (Analog-Digital) die Signale, die schlie\u00dflich im Signalprozessor ausgewertet werden. <\/p>\n\n\n\n

Das so entstehende spektrometrische Profil des Textilgewebes verr\u00e4t durch Abgleich mit einer Referenzdatenbank, um welche Fasern es sich handelt. \u00bbDas optische Aufl\u00f6sungsverm\u00f6gen liegt bei 10 Nanometer. Durch die hohe Aufl\u00f6sung kann das NIR-Spektrometer mithilfe von KI auch Mischgewebe wie etwa Kleidungsst\u00fccke aus Polyester und Baumwolle bestimmen\u00ab, sagt Gr\u00fcger. Mit einer Fl\u00e4che von 10 mal 10 und einer H\u00f6he von 6,5 Millimeter ist das System so kompakt, dass man es problemlos in ein handels\u00fcbliches Smartphone integrieren k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n

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\"Das<\/a>
Das Nah-Infrarot-Spektrometer hat nur 10 mal 10 Millimeter Fl\u00e4che bei 6,5 Millimeter H\u00f6he. Es passt damit in jedes handels\u00fcbliche Smartphone. Bei der Analyse arbeitet das System mit dem Kameramodul zusammen. \u00a9 Fraunhofer IPMS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Recycling von Altkleidern<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Eine wichtige Anwendung f\u00fcr das KI-gesteuerte Spektrometer sieht Gr\u00fcger vor allem im Recycling. Nach Angaben des Statistischen Bundesamts wurden 2021 bei den privaten Haushalten in Deutschland rund 176 200 Tonnen Textil- und Bekleidungsabf\u00e4lle gesammelt. Durch die NIR-Spektroskopie k\u00f6nnte das Recycling optimiert und der Altkleiderberg reduziert werden. Altkleiderverwerter h\u00e4tten dann die M\u00f6glichkeit, Kleidung besser und schneller zu sortieren. Textilien, die noch intakt sind, gehen beispielsweise in den Second-Hand-Handel. Besch\u00e4digte Textilien werden sortenrein recycelt und die darin enthaltenen Fasern wie Leinen, Seide, Baumwolle oder Lyocell wiederverwendet. Hoffnungslos verschmutzte Textilwaren w\u00fcrden thermisch verwertet oder beispielsweise zu D\u00e4mmmatten verarbeitet. Die Spektroskopie-Technik erledigt das Bestimmen und Sortieren der Textilien genauer und deutlich schneller als ein Mensch.<\/p>\n\n\n\n

Wird die NIR-Spektroskopie in ein Smartphone integriert, k\u00f6nnten auch Konsumenten von der Technik des Fraunhofer-Instituts profitieren. Beim Kauf von Kleidern zeigt ein schneller Check mit dem Smartphone, ob der teure Seidenschal auch wirklich aus Seide ist und das exklusive Kleid des Modelabels nicht vielleicht doch ein Plagiat, das sich durch eine andere Gewebemischung verr\u00e4t. Und sollte einmal das Etikett mit den Reinigungshinweisen nicht mehr lesbar sein, hilft das Smartphone via Textilscanner, das Gewebe zu identifizieren und damit den passenden Waschgang einzustellen.<\/p>\n\n\n\n

Lebensmittel-Check und Dermatologie<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

F\u00fcr die Forschenden aus dem Fraunhofer IPMS sind auch Anwendungen au\u00dferhalb des Textilbereichs denkbar. Mit Spektrometer ausgestattete Smartphones k\u00f6nnen beim Kauf von Lebensmitteln wie Gem\u00fcse und Obst Auskunft \u00fcber die Qualit\u00e4t geben. Au\u00dferdem w\u00e4re es denkbar, die Technik f\u00fcr die Untersuchung der Haut einzusetzen. Ein schneller Scan mit dem Handy-Spektrometer k\u00f6nnte besonders trockene oder fettige Stellen identifizieren. Selbst Anwendungen in der medizinischen Diagnose etwa bei der Untersuchung von Stellen auf der Haut, bei denen der Verdacht auf ein Melanom besteht, lie\u00dfen sich realisieren, hier allerdings mit fach\u00e4rztlicher Unterst\u00fctzung.<\/p>\n\n\n\n

Bei der Entwicklung kommt dem Fraunhofer-Team jahrzehntelange Erfahrung mit dem Bau von NIR-Spektrometern in MEMS-Technik (Micro-Electro-Mechanical Systems) zugute. \u00bb\u00dcber die Jahre ist es uns gelungen, die gro\u00dfen Spektroskopie-Ger\u00e4te aus dem Labor mit MEMS-Technologie so zu verkleinern, dass sie auch f\u00fcr den mobilen Einsatz geeignet sind\u00ab, sagt Gr\u00fcger. Er hatte bereits im Jahr 2000 gemeinsam mit dem heutigen Institutsleiter Prof. Harald Schenk das Scanning-Grating-Spektrometer erfunden, das noch heute als Einstieg in die MEMS-Spektroskopie gilt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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