Sauberkeit als Visitenkarte. Städte wollen als attraktiver Ort zum Leben und Arbeiten wahrgenommen werden. Sauberkeit hat einen großen Einfluss auf das Erscheinungsbild eines Ortes - und damit auf die Stadtentwicklung. Es überrascht daher nicht, dass erhebliche Mittel in die Sauberkeit der Städte von Paris bis Tokio investiert werden. Doch bei der Reinigung gibt es noch viel Raum für Verbesserungen, wie das Westschweizer Startup Cortexia herausgefunden hat. Andréas von Kaenel, der Cortexia zusammen mit André Droux gegründet hat, sagt: "Geputzt wird oft dort, wo es schon sauber ist, und nicht dort, wo es notwendig ist." Sein Partner von Kaenel fügt hinzu, dass die Reinigung meist auf Erfahrung und Gewohnheit beruht und nicht auf der tatsächlichen Verschmutzung.
Diese Erkenntnis hat Cortexia aus einer Umfrage gewonnen, die das Unternehmen in zehn europäischen Städten durchgeführt hat. Sie ergab auch, dass einige Städte überdurchschnittlich viel für die Reinigung ausgeben, die Bevölkerung aber dennoch mit der Sauberkeit unzufrieden ist.
Cortexia hat beschlossen, sich dieses Problems anzunehmen. Das Unternehmen will die Sauberkeit der Städte verbessern und gleichzeitig Kosten und Umweltverschmutzung reduzieren. Dies geschieht mit Machine Vision (MV) und Künstlicher Intelligenz (KI). Die Cortexia-Lösung wird bereits in zahlreichen europäischen Städten erfolgreich eingesetzt. Sie besteht aus einer Kamera, einem KI-fähigen Embedded-Computer von Syslogic, KI-Algorithmen und einer webbasierten Kundenschnittstelle.
Die Hardware, bestehend aus einer Kamera und einem KI-Computer, wird in Fahrzeugen installiert, die regelmäßig in Städten unterwegs sind. Dazu gehören Kommunalfahrzeuge, Kurierfahrräder, Postdreiräder oder Busse. Die Kamera nimmt die Umgebung auf. Die Bilder werden nicht gespeichert, sondern direkt von der Cortexia Box verarbeitet. Der Grad und die Art der Verschmutzung werden in Echtzeit ermittelt. Andréas von Kaenel sagt: "Für uns war von Anfang an klar, dass wir die Bildanalyse auf dem Edge durchführen wollen." Sie hat laut von Kaenel zwei entscheidende Vorteile gegenüber der nachgelagerten Auswertung. Das Datenvolumen werde klein gehalten und der Datenschutz sei gewährleistet, da keine Bilder aus dem öffentlichen Raum gespeichert würden.
Das liegt daran, dass die gesammelten Bilder in Echtzeit im Fahrzeug verarbeitet und ausgewertet werden. Die Fahrzeuge können mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50 km/h (30 mph) fahren. Alle Verschmutzungsarten werden in Kategorien eingeteilt. Je nach Kategorie werden Maßnahmen zur Beseitigung vorgeschlagen. Städte können auch Verschmutzungskategorien definieren, seien es Spritzen, Glasscherben oder Fäkalien, die sie sofort beseitigen lassen wollen. Wird eine solche Verschmutzung vom System erkannt, wird ein Alarm ausgelöst. Die sofortige Beseitigung kann angeordnet werden, so dass ein Reinigungsteam an den entsprechenden Ort geschickt werden kann.
Dieses Beispiel zeigt, dass Cortexia nicht nur die Sauberkeit einer Stadt bewertet. Vielmehr unterstützt das Unternehmen die Städte maßgeblich dabei, die Sauberkeit zu verbessern und damit die Zufriedenheit der Anwohner zu erhöhen. Auch Ergebnisse aus Umfragen fließen in die Cortexia-Lösung ein. Verschmutzungsarten, die von der Bevölkerung als besonders störend empfunden werden, können zur Beseitigung priorisiert werden.
Die Cortexia Box ist in Kommunalfahrzeugen installiert.
Andréas von Kaenel und André Droux gründeten Cortexia im Jahr 2016.
Ein Cortexia-Ingenieur nimmt einen KI-Computer von Syslogic zu Testzwecken in Betrieb.
Cortexia kann nun mit seinem System genau messen, wie erfolgreich diese Kampagne ist. Cortexia misst auch die Wirksamkeit von zusätzlichen Mülleimern und Aschenbechern. Andréas von Kaenel sagt: "Die Städte haben viele Instrumente, um die Sauberkeit in den Griff zu bekommen." Bisher hatten sie aber noch nicht die Möglichkeit, die Wirksamkeit der einzelnen Methoden zu messen.
Mit der webbasierten Kundenschnittstelle von Cortexia können die Stadtverwaltungen den aktuellen Zustand auf visualisierten Karten in Echtzeit abrufen. Sie zeigt, welche Straßen oder Stadtteile stark verschmutzt sind und welche Bereiche zu sauber sind. Zu sauber? Ja! An Orten, die zu sauber sind, wurden Ressourcen in die Reinigung investiert, die an anderer Stelle besser eingesetzt werden könnten. Cortexia ist in der Lage, den Städten aufzuzeigen, wie die Situation verbessert werden kann, indem es aufzeigt, wie die vorhandenen Ressourcen möglichst effektiv genutzt werden können, wo Einsparpotenziale bestehen oder wo zusätzliche Ressourcen sinnvoll wären. Cortexia steigert die Effektivität der Stadtreinigung erheblich. Für jeden Dollar, den die Städte in die Überwachung durch Cortexia investieren, können fünf Dollar bei der Reinigung eingespart werden. Dieser Durchschnittswert wurde aus der Auswertung früherer Mandate abgeleitet. Durch die erhöhte Effektivität wird auch die Umweltbelastung verringert. Unnötige Fahrten von Reinigungsfahrzeugen werden vermieden, was die Emissionen reduziert. Ineffektive Reinigungsverfahren werden aufgedeckt und können in Zukunft vermieden werden.
Während der Testphase hatte Cortexia mit Hilfe eines Ingenieurbüros die ersten Prototypen der Hardware entworfen. Für die Serienproduktion suchte Cortexia einen geeigneten Hardware-Lieferanten. Der Embedded-Spezialist Syslogic erhielt den Zuschlag.
André Droux, der bei Cortexia mit einem Team von Ingenieuren und Informatikern für die Produktentwicklung zuständig ist, sagt: "Wir waren auf der Suche nach einem Unternehmen, das uns robuste, kompakte, KI-fähige Computer liefern kann." Syslogic, so Droux, habe bei der Evaluierung mit seinen kompromisslosen industriellen Embedded-Computer überzeugt und konnte fundiertes internes Know-how im Bereich KI-Computing vorweisen. Mit Syslogic hat Cortexia nicht nur einen Hardware-Lieferanten, sondern vor allem auch einen Entwicklungspartner gewonnen.
Innerhalb weniger Monate hat Syslogic in enger Zusammenarbeit mit Cortexia ein völlig neues Gerät entwickelt. Syslogic ist eines der wenigen europäischen Unternehmen, das Embedded-Systeme selbst entwickelt und herstellt. Das Unternehmen hat bereits in früheren Projekten viel Erfahrung mit KI-fähigen Embedded-Computer gesammelt. Diese Erfahrungen sind in die Entwicklung des Cortexia-Geräts eingeflossen. Als Prozessorplattform dient ein Jetson Xavier-Modul des KI-Pioniers Nvidia. Für Cortexia hat Syslogic ein völlig neues Board- und Gehäusedesign verwirklicht. Der KI-Rechner verfügt über zwei PoE-fähige (Power over Ethernet) LAN-Schnittstellen. Damit können Kameras ohne zusätzliche Stromversorgung an das Gerät angeschlossen werden. Syslogic hat außerdem LTE-, WiFi- und GPS-Funktionen in das Cortexia-Gerät integriert.
Besonderes Augenmerk wurde auf die Robustheit der KI-Computer gelegt. André Droux erklärt: "Unsere Lösung ist weltweit im Einsatz. Die Hardware ist mal auf Kommunalfahrzeugen, mal auf Fahrrädern oder Motorrädern montiert." Dementsprechend müssen die KI-Computer unter sehr unterschiedlichen Bedingungen zuverlässig funktionieren, sagt Droux.
Diese Anforderungen stellen für Syslogic kein Problem dar. Das Unternehmen hat dreißig Jahre Erfahrung mit Embedded-Computer , die in oder auf Fahrzeugen eingesetzt werden. Syslogic beliefert zahlreiche Hersteller von Schienenfahrzeugen, Baumaschinen oder AGVs (Automated Guided Vehicles). Droux sagt: "Es gibt inzwischen viele KI-fähige Computer, aber Syslogic war der einzige Anbieter, der ultra-robuste KI-Computer für den Einsatz in Fahrzeugen liefern konnte."
Zu den herausragenden Merkmalen des Industriedesigns gehören ein robustes Gehäuse mit Schutzart IP67 sowie eine äußerst widerstandsfähige Elektronikkonstruktion.
Syslogic verwendet keine beweglichen Teile wie etwa leicht zerbrechliche Lüfter. Der KI-Rechner wird dank eines ausgeklügelten Gehäusedesigns passiv gekühlt. Als Speichermedien kommen SSD-Karten (Solid State Drive) von Cactus Technologies zum Einsatz. Sie gehören zu den robustesten Speicherlösungen der Welt.
Cortexia hat bereits Aufträge aus mehreren europäischen Städten erhalten, darunter Athen, Asti, Paris, Lyon, Toulouse, Zürich und Genf. Cortexia ist auch Partnerschaften mit Postbetreibern eingegangen, da sich Postfahrzeuge ideal für die Ausstattung mit der Cortexia Box eignen. Ein weiterer Meilenstein in der noch jungen Geschichte des Unternehmens ist der französische IoT-Award in der Kategorie Smart City. Dank dieser Auszeichnung wurde Cortexia zur CES-Messe in Las Vegas eingeladen, um seine Lösung zu präsentieren.
Andréas von Kaenel sagt: "Das Interesse in den USA war sehr groß und viele Besucher haben bereits neue Anwendungsbereiche für unsere Lösung vorgeschlagen, zum Beispiel die Beurteilung des Zustands von Straßenmarkierungen." Das seien durchaus interessante Anregungen, fügt von Kaenel hinzu, die Cortexia sicherlich im Auge behalten wird. Vorerst wolle man sich aber auf die Sauberkeitsmessung und -verbesserung konzentrieren und in diesem Bereich weltweit führend werden, sagt von Kaenel.
Auch der Hardware-Partner Syslogic glaubt an die großen Pläne von Cortexia. Florian Egger, Vertriebsleiter bei Syslogic, sagt: "Es ist unglaublich zu sehen, wie viel Cortexia in kurzer Zeit bereits erreicht hat. Auch die Zusammenarbeit zwischen Cortexia und Syslogic ist sehr dynamisch und hat bereits in kurzer Zeit zu Ergebnissen geführt." Wie zu erwarten, sind alle bei Syslogic begeistert, dass sie mit ihren KI-Computern zu sauberen Städten beitragen können. Egger sagt: "Cortexia zeigt, wie Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit durch KI verbessert werden können."
Die Messung der Sauberkeit in Städten ist kein neues Konzept. New York war das erste Land, das dies in den siebziger Jahren tat. In Europa spielt Zürich eine Vorreiterrolle bei der Messung der Sauberkeit. Zürich führt derzeit 15.000 Audits pro Jahr durch. Die Auditoren sind mit eBikes unterwegs und halten den aktuellen Zustand fest. Im Gegensatz zu vielen anderen Städten gibt es in Zürich einen Sauberkeitsindex, der nicht nur Sauberkeit oder Verschmutzung misst. Alle Verunreinigungen werden in Kategorien eingeteilt, die auch mit ihrer Herkunft verknüpft sind und Massnahmen zu ihrer Beseitigung beinhalten. Dieser ganzheitliche Ansatz hat auch Cortexia überzeugt. So hat das Unternehmen den Zürcher Sauberkeitsindex als Grundlage für seine Lösung gewählt. Die Idee von Cortexia, die Sauberkeit mit Hilfe von Machine Vision und KI zu messen, stiess wiederum bei der Stadt Zürich auf grosses Interesse. Erwartungsgemäss pflegen die Stadt Zürich und Cortexia eine enge Partnerschaft.
Cortexia wurde 2016 von André Droux und Andréas von Kaenel gegründet. Das Unternehmen hat seinen Sitz in Châtel-St-Denis in der Westschweiz. Derzeit hat das Unternehmen bereits 10 Mitarbeiter. Die Finanzierung für die kommenden Jahre ist weitgehend gesichert und die Eröffnung einer französischen Niederlassung steht unmittelbar bevor. Darüber hinaus hat Cortexia bereits zahlreiche Innovationspreise gewonnen, darunter den französischen IoT Award, den Freiburger Cleantech Innovation Award und den CE DeepTech4Good Award.
