20.03.2020

Autonomous vehicles: AVL optimizes object recognition in AI

The future of driving is autonomous… But until vehicles reach human-level driving capabilities, AI still has to learn a few things. The Graz-based company AVL is tackling some of these challenges together with the Silicon Valley based technology provider Deepen.AI.
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AVL trainiert die AI mit Deepen AI
(c) Adobe Stock / Monopoly919
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Simply leaning back instead of having to pay attention to traffic: That is the vision of autonomous driving. This is intended not only to make traveling more pleasant for the passengers, but also to make it safer than having one person at the steering wheel, when distractions and human errors are the leading cause of fatalities. Clearly, in order to successfully tackle the driving task, Autonomous Driving  Systems (ADS) must be able to recognize objects, assess situations correctly, and master driving skills.

+++How software helps to reduce human driving errors+++

This process takes place in several stages. In the first phase, the object detection must determine where an object is located at all. In the second step, a detected object is then classified: It is determined whether it is, for example, a vehicle, an adult, a child or an animal – because a child behaves differently from an adult, for example. Finally, the system must carry out the so-called „tracking“. This involves analyzing where the object was in the past and where it is now – in order to draw conclusions about where the object will probably be next.

Separating the data wheat from the data chaff

Self-driving cars use data from various sensors installed in the vehicle – such as cameras or LiDAR sensors, which measure the distance between the objects and the car. These sensors produce countless amounts of data – and it is precisely this data that must be correctly classified so that the AI can identify which part of it is relevant to safety and which is not.

This is where the Silicon-Valley company Deepen.AI comes into play. Deepen has developed technology for better detection and segmentation of object data in road traffic in cooperation with AVL, based in Graz. First results of this cooperation were presented at the CES 2020 in Las Vegas.

PoC with AVL for the future of autonomous driving

Deepen.AI, founded by three former Google employees, is about the aforementioned challenge of providing ADSs a correct understanding of the world surrounding them. To achieve this, AI needs some human help in order to be effectively trained to make correct inferences. That’s why, in addition to its 17 full-time employees, Deepen.AI works with around 250 people in India who clean up the data collected by the sensors and teach AI to recognize things: For example, they mark when the AI has overlooked a side mirror on a car or misclassified objects. „These data analysts clear up doubts that the AI has about some objects,“ explains Mohammad Musa, Co-Founder and CEO of Deepen.AI: „They help with classification and calibration.”

This very deep focus on data integrity is also the context of the PoC developed jointly with AVL. „It is important for AVL to have correctly annotated data at pixel and point level,“ explains Thomas Schlömicher, Research Engineer ADAS at AVL. Ideally, the cooperation should result in a complete „Data Intelligence Pipeline“, which will be used by AVL’s numerous B2B customers to annotate their data and thus jointly shape the future capabilities of autonomous driving.

 „Safety Pool“ as next step after PoC

„Together“ is also the keyword behind the joint goal that the partners want to pursue after the successful PoC. One big challenge affecting the industry is that the various car manufacturers are currently pursuing different paths, each one using its own proprietary approach. „But the industry needs standards,“ says Musa: “That is the basis for everyone to trust the safety of the systems.”

Therefore, „Safety Pool™, (www.safetypool.ai) a project led by Deepen and the World Economic Forum, has the goal to define quantified benchmarks and uniform descriptions of driving situations, which will then serve not only as standards for the industry, but also as a solid backbone to derive consensus-driven safety assessments and frame regulations. This will bring society one significant step closer to benefitting from the revolutionary capabilities of automated driving technologies.

Video-Talk with AVL and Deepen AI

==> Deepen AI

==> AVL Creators Expedition

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Das Gründungsteam von ProtectLiB in der mobilen Recycling-Anlage
Das Gründungsteam von ProtectLiB in der mobilen Recycling-Anlage | Foto: ProtectLiB

Ohne sie fährt kein E-Auto, läuft kein mobiler Speicher, hält kein Solardach die Nacht durch. Der Siegeszug der Lithium-Ionen-Batterie hat längst begonnen – seit 1991, als Sony sie in Serie brachte. In der Technik gilt sie als Herzstück der Energiewende, weil sie das Speichern möglich macht. Und keine Batterie kann derzeit mehr Energie in weniger Raum packen als die Lithium-Ionen-Batterie. Doch sie hat zwei Probleme: Am Anfang schadet der Lithium-Abbau der Umwelt. Am Ende, wenn die Batterie alt wird, oder beschädigt, oder gar brennt, wird sie zur tickenden Zeitbombe. Und zu Sondermüll.

Ein österreichisches Startup will Letzteres ändern. ProtectLiB aus Graz entwickelt ein Verfahren, das Batterien vor Ort entschärft. Das soll Transportwege und Gefahren minimieren. Der Plan: kein langes Verfrachten quer durch Europa, kein Risiko für Mensch und Umwelt.

Die guten ins Töpfchen

Stattdessen setzt ProtectLib auf gezielte Deaktivierung, sauberes Recycling – und in Zukunft auch auf neue Rohstoffe. Der erste Schritt ihres Verfahrens: Entschärfen. Bevor irgendetwas zerlegt wird, deaktiviert die Anlage die Batterien – egal ob beschädigt, tiefentladen oder potenziell explosiv. Möglich macht das ein patentiertes Vorbehandlungsverfahren, das ohne manuelles Zerlegen oder Entladen auskommt. „In diesem Punkt unterscheiden wir uns auch am deutlichsten von der Konkurrenz“, sagt Tobias Kopp, CEO und Co-Founder, im Gespräch mit brutkasten.

Im zweiten Schritt geht es ans Eingemachte: die Aufbereitung. Die Anlage des Startups gewinnt daraus klassische Rohstoffe wie Kupfer, Aluminium und Stahl – und vor allem die sogenannte Schwarzmasse. Sie enthält das, was die Industrie braucht: Lithium, Nickel und Kobalt, aber in chemisch gebundener Form. Vor allem das Lithium muss deswegen aufwendig aufbereitet werden, bevor es wiederverwendbar ist.

Und in der Batterie existiert es nicht nur in der Schwarzmasse; es braucht also mehrere Ansätze. An diesen arbeiten Kopp und sein Team bereits: „Im nächsten, dritten Schritt wollen wir uns intensiv auf die Wiedergewinnung von Lithium und Grafit fokussieren.“

Alles bleibt in Österreich

Das gesamte Verfahren steckt aktuell in einem Container auf dem Gelände der Universität Graz. Es ist der erste Prototyp des Spin-offs. Auf dessen Basis soll in diesem Jahr die erste kommerzielle Recyclinganlage entstehen. Um sie umzusetzen, öffnet ProtectLiB demnächst eine erste Finanzierungsrunde. „Unsere Idee ist es, von riesigen, zentralen Recycling-Anlagen wegzukommen und stattdessen auf dezentrale modulare Anlagen zu setzen. Derzeit wird in Österreich gar nicht recycelt“, sagt CEO Kopp.

ProtectLiB will es Unternehmen ermöglichen, Altbatterien nicht mehr ins Ausland schicken zu müssen – ein Sicherheits- und Standortvorteil. Interessenten gebe es bereits, so Kopp. Die Zusammenarbeit starte, sobald die kommerzielle Anlage den Betrieb aufnimmt. Danach soll erst optimiert, später skaliert werden. Für das Konzept erhielten Kopp und seine Co-Founder Chris Pichler und Jürgen Abraham vor wenigen Wochen den Phönix-Gründungspreis.

Recyclingbedarf steigt

Grundsätzlich kann die Anlage alle Arten von Lithium-Ionen-Akkus behandeln. Der erste Kunde etwa entwickelt Batterie-Prototypen für den Verkehr. Manche Abnehmer:innen bezahlen pro recycelter Batterie, andere überlassen ProtectLiB die Rohstoffe und finanzieren die Verwertung indirekt über deren Verkauf. „Aber es kann natürlich auch beides sein“, erklärt Kopp.

Der Co-Founder schätzt, dass Unternehmen in Europa bis zum Jahr 2040 zwischen 1.000 und 4.000 ihrer Recyclinganlagen benötigen werden. Auch das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung prognostiziert, dass in Zukunft immer mehr Lithium-Ionen-Batterien recycelt werden müssen. Während im Jahr 2023 noch etwa 50 Kilotonnen Altbatterien verarbeitet werden mussten, wird diese Zahl bis 2040 auf rund 2.100 Kilotonnen anwachsen.

Keine Angst vor Markteinbruch

Dass Expert:innen weltweit derzeit an umweltfreundlicheren Alternativen zur Lithium-Ionen-Batterien forschen, beunruhigt Kopp nicht. „Aus jetziger Sicht werden die Alternativen physikalisch gesehen niemals so viel Leistung und Energiedichte haben wie Lithium-Ionen-Batterien“, sagt der CEO. „Und selbst, wenn es irgendwann so ist, haben wir mindestens 20 Jahre Zeit, bis uns das betrifft, weil wir bis dahin immer noch alte Batterien recyceln müssen.“

Jetzt gilt es allerdings, die erste kommerzielle Anlage dafür zu bauen, Investor:innen und genügend Abnehmer:innen zu finden. Wächst die Masse der Lithium-Ionen-Batterien wie prognostiziert, muss auch ihr Lebenszyklus neu gedacht werden. Den Schlüssel sehen Kopp und sein Team in ihrem neuen Verfahren: ein stiller Neuanfang für eine laute Technologie.

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Recyclingbedarf steigt

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Der Co-Founder schätzt, dass Unternehmen in Europa bis zum Jahr 2040 zwischen 1.000 und 4.000 ihrer Recyclinganlagen benötigen werden. Auch das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung prognostiziert, dass in Zukunft immer mehr Lithium-Ionen-Batterien recycelt werden müssen. Während im Jahr 2023 noch etwa 50 Kilotonnen Altbatterien verarbeitet werden mussten, wird diese Zahl bis 2040 auf rund 2.100 Kilotonnen anwachsen.

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