Jumlah limbah elektronik yang dihasilkan dunia mencapai 74 juta metrik ton pada tahun 2030. Bagaimana cara pembongkaran limbah elektronik secara otomatis?
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
TechnoMachinews.id – Fraunhofer IFF (sumber): Laporan PBB terbaru menemukan bahwa semakin banyak limbah elektronik atau e-waste yang diproduksi di seluruh dunia—namun, upaya daur ulang limbah itu tidak seimbang atau sangat minim.
Limbah elektronik atau e-waste merupakan masalah lingkungan yang semakin mendesak ditangani pada era digital ini.
Dengan terus bertambahnya jumlah perangkat elektronik yang berakhir sebagai limbah, solusi inovatif untuk mendaur ulang dan remanufaktur perangkat ini menjadi semakin penting.
Ilmuwan menyodorkan teknologi terbaru dalam pembongkaran otomatis perangkat elektronik sekaligus membuka peluang baru dalam pengelolaan e-waste.
Bahan baku yang berharga itu tidak dipulihkan dan didaur ulang. Ilmuwan dan peneliti di Fraunhofer Institute for Factory Operation and Automation IFF menaruh perhatian dan mulai menangani masalah itu agar tidak menimbulkan masalah besar di kemudian hari.
Melalui proyek iDEAR, para ilmuwan mengembangkan solusi untuk pembongkaran elektronik secara otomatis tanpa merusak secara robotik untuk pembuatan ulang dan daur ulang material yang akan membantu membangun ekonomi sirkular yang canggih.
Kemajuan teknologi terus mengurangi masa pakai perangkat elektronik. Hal ini mengakibatkan permintaan bahan baku yang terbatas terus meningkat.
Pada saat yang sama, limbah elektronik terus menumpuk. Produksi limbah elektronik tahunan di seluruh dunia dapat meningkat hingga 74 juta metrik ton pada tahun 2030.
Hanya sebagian kecil dari semua perangkat elektronik yang didaur ulang.
Lebih dari 80 persen limbah elektronik yang dihasilkan berakhir di tempat pembuangan sampah atau insinerator, termasuk semua bahan baku berharga seperti logam mulia, dan tanah jarang yang terkandung dalam perangkat elektronik.
Insinerasi dapat melepaskan bahan kimia dan zat berbahaya ke lingkungan.
Sebagian kecil limbah elektronik yang diolah biasanya dicacah, sementara hanya sebagian kecil yang dibongkar secara manual, dibersihkan dari zat berbahaya, dipecah secara mekanis, dan disortir menjadi beberapa fraksi.
Akan tetapi, pembongkaran secara manual membutuhkan biaya sangat besar dan tidak terlalu efektif.
Hampir tidak ada strategi retensi nilai berkelanjutan untuk memperbarui dan mendaur ulang elektronik yang akan memungkinkan ekonomi sirkular yang maju.
Dalam proyek iDEAR—kependekan dari Intelligent Disassembly of Electronics for Remanufacturing and Recycling, ilmuwan dan periset dari Fraunhofer IFF yang berlokasi ndi Magdeburg, Jerman menggabungkan manajemen pengetahuan, metrologi, robotika, dan kecerdasan buatan AI menjadi sebuah sistem cerdas.
Sistem cerdas itu digunakan untuk proses pembongkaran otomatis dan nondestruktif untuk membangun sistem pengelolaan limbah loop tertutup yang dapat disertifikasi.
“Tim kami bermaksud untuk merevolusi pembongkaran limbah elektronik. Solusi saat ini memerlukan rekayasa substansial dan terbatas pada kelompok produk tertentu. Dalam proyek iDEAR, peneliti mengejar metodologi berbasis data,” ungkap kata Dr. José Saenz, manajer Assistive, Service and Industrial Robots Group di Fraunhofer IFF.
Dengan demikian papar Dr. José Saenz, berbagai macam produk, dari komputer hingga gelombang mikro sampai peralatan rumah tangga, dapat dibongkar secara real- time dengan sedikit rekayasa.
AI menginterpretasikan data gambar
Para ilmuwan dan periset pada awalnya berkonsentrasi pada pembongkaran komputer secara otomatis. Sistem ini dimaksudkan agar dapat ditingkatkan dari waktu ke waktu untuk peralatan apa pun, seperti mesin cuci, misalnya.
Identifikasi rakitan secara otomatis menggunakan metrologi presisi tinggi
Setelah barang dikirim dan dipisahkan, proses awal identifikasi dan analisis kondisi dimulai.
Sistem sensor optik dan kamera 3D dengan algoritma bertenaga AI kemudian memindai label berisi informasi tentang produsen, jenis dan nomor produk, mendeteksi jenis dan lokasi komponen.
Selanjutnya, sistem sensor memeriksa geometri dan permukaan, menilai kondisi pengencang, seperti sekrup dan paku keling, dan mendeteksi apakah terjadi anomali.
“Metrologi optik membantu memindai label dan menyortir berbagai bagian, seperti sekrup, misalnya. Algoritme pembelajaran mesin yang telah dilatih sebelumnya. AI menginterpretasikan data gambar dan memungkinkan identifikasi dan klasifikasi bahan, plastik, dan komponen secara real-time berdasarkan data sensor dan spektral,” papar Dr. José Saenz.
Misalnya, AI mendeteksi apakah sekrup tersembunyi atau berkarat. Semua data disimpan dalam kembaran pembongkaran digital, yang merupakan contoh produk, dan juga memberikan informasi tentang apakah produk serupa pernah dibongkar.
Pada langkah berikutnya, tim Dr. José Saenz menentukan urutan pembongkaran sehingga perangkat lunak mereka dapat menentukan apakah akan melakukan pembongkaran lengkap atau hanya fokus pada pemulihan komponen tertentu yang berharga.
Komponen yang direkatkan atau dikawinkan dengan cara lain menghambat pembongkaran yang tidak merusak.
Sekrup yang berkarat atau terkelupas atau komponen yang berubah bentuk juga tidak ideal untuk ini. Proses pembongkaran dimulai berdasarkan informasi tingkat tinggi ini.
Robot menerima serangkaian instruksi dan operasi untuk diselesaikan, seperti “Lepaskan dua sekrup di sebelah kiri casing, buka casing” dan seterusnya.
Bila perlu, mesin mengganti setiap alat yang dibutuhkan di antara setiap langkah.
Keterampilan yang ditentukan dalam urutan pembongkaran mencakup tindakan robot, seperti memasang sekrup, mengangkat, memotong, mengekstraksi, melokalisasi, memposisikan ulang, penyewaan, pemindahan tuas, pembengkokan, pemutusan, dan pemotongan kabel.
Pekerjaan tadi dapat dilakukan oleh robot pembongkaran secara penuh dan mandiri tanpa campur tangan manusia.
Demonstrator berhasil dalam pengujian untuk melepaskan motherboard dari komputer—tugas yang sangat rumit yang memerlukan tingkat presisi yang tinggi.
“Kami menggunakan AI untuk itu. Agen AI awalnya dilatih untuk menyelesaikan proses pada model simulasi dan kemudian kami mentransfer tindakan robot yang dilatih ke pengaturan eksperimen dunia nyata. Ini tidak diperlukan untuk keterampilan sederhana, seperti pelokalan. Kami menggunakan data sensor dan kamera untuk itu,” ungkap Dr. José Saenz.
Demonstrator individual untuk subproses dibangun yang meliputi: stasiun untuk identifikasi dan analisis komputer, demonstran model penilaian yang terhubung ke kembaran digital produk, dan urutan pembongkaran.
selanjutnya, demonstran kembaran digital, demonstran eksekusi otomatis tindakan robot berbasis keterampilan untuk pembongkaran dan demonstran tindakan robot yang dihasilkan AI untuk melepaskan motherboard dari casing.
Pada langkah berikutnya, demonstran akan saling terhubung. Sasarannya adalah satu demonstran yang mengintegrasikan semua perkembangan teknologi dan dapat menjalankan semua proses pembongkaran otomatis.
Daur ulang limbah elektronik dan produksi ulang merupakan kunci bagi perusahaan manufaktur untuk memastikan akses ke bahan baku.
“Pemulihan bahan-bahan ini tidak hanya mengurangi dampak lingkungan dari limbah elektronik tetapi juga merupakan sumber bahan baku yang berharga untuk produk-produk baru,” kata Dr. José Saenz.
