垃圾分类的烦恼,AI能怎样解决?

来源:智汇工业

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关键词:人工智能 AI 垃圾分类

    作为垃圾分类“新时尚”的引领者,从7月1日起,上海市将正式实施 《上海市生活垃圾管理条例》。尽管上海垃圾分类即将开启“强制”执行,但很多居民反馈,看了那么多的垃圾分类攻略,扔垃圾时仍然常常难以分辨自己的垃圾该归为哪类,在居民误投的情况下还是依靠环卫工人手动把垃圾分好类。


    伴随人工智能和物联网等先进技术的迭代升级,垃圾分类及监管等场景自然也少不了“AI+”的赋能。居民智能分辨垃圾种类、垃圾处理厂智能分拣可回收物品、以及政府智能监督垃圾分类实况等智能场景正在向现实生活渗透。



    AI融入垃圾分类的优势


    垃圾分类是一项肮脏、枯燥且危险的工作。在工作中,负责回收垃圾的工人在工作中受伤的数量是其他工人的两倍,而居高不下的死亡率也使回收垃圾和回收可回收材料成为美国最危险的职业之一。


    但随着人工智能的崛起,在摄像机和被训练识别特定物体的计算机系统的引导下,机器人的手臂会在移动的传送带上滑动,直到它们找到目标。机器人手臂上有一个吸盘,可以从垃圾中取出玻璃、塑料容器和其他可回收物品,然后把它们扔进附近的容器内。


    在各种政策和环保理念的倡导下,垃圾分类确实是一个值得重视、应用智能的场景。但在垃圾分类全国推广前夕,还需要进一步提升智能水平,以适应状况百出的现实。


    不过,垃圾往往属于商品的极端变形体,情况比较特殊。目前的技术在视觉可见的基础上,是可以做到垃圾分类报警提醒的,比如判断垃圾是否是经过分类整理的。至于是否能够直接进行视觉检测并分类,且达到某种效果,需要更多的数据和实验支撑才能判断这件事情的可行性。



    视觉识别技术提升AI实现


    随着人工智能技术不断向前迈进,视频识别的水平越来越高,从“人脸识别”到“物品识别”的距离越来越小,不仅有利于调动了广大公民对垃圾分类的积极性,也能成为政府监管的利器,政府可以利用大数据分析,促进环保征信、监察等相关体系的建立。


    垃圾分类的难点主要在于归类不同特征的材料,程序性较强,因此智能检测、机器视觉等技术大有可为。


    对于饮料瓶、金属、电池、玻璃等垃圾,可通过摄像头抓拍,实现智能识别并预警;纸制品和纺织物等可以依据平均密度和体积等属性设定预警线,来判断其类别;而人脸识别技术则方便居民投递垃圾,记录积分,减少乱扔乱倒行为,提升参与度和认知度。


    甚至能够收集投放垃圾的数据,判断附近学校、机场等场景中哪些品牌或产品更受欢迎、人们在一天中某一时间段更喜欢吃什么等,将这分析结果提供给快餐店、购物中心,以便为用户更好的提供服务。


    人工智能大潮下,面向C端如何用低成本的硬件来培养用户习惯;面向B端和G端又如何提供更多附加价值或持续迭代价值,这些都是现在的AI人需要思考的问题。



    目前垃圾分类的AI应用


    ①加拿大“奥斯卡”垃圾桶。“奥斯卡”人工智能垃圾分类系统由Intuitive AI创建,利用计算机视觉系统对垃圾进行分类。该垃圾桶能通过一个显示屏和人工智能摄像头帮助用户识别不同垃圾,并告诉他们应丢进哪个垃圾桶。


    该系统包括一台32寸的显示屏和一个人工智能摄像头,收纳不同类别垃圾的垃圾桶摆放它前面,摄像头可以分辨出纸张、厨余、容器等垃圾,并直接在显示屏上指示用户根据分类将垃圾丢进桶内,而当有人将手机放在摄像头前大屏幕上,则会出现一行文字及配图指示对方将手机放进衣服口袋里。


    ②上海GPS垃圾回收机器人。日前,上海市经信委面向全市征集了第二批人工智能应用场景需求,上海城投发布的人工智能在生活垃圾分类中的应用被列入其中。GPS垃圾回收机器人有望解决居民不能定时定点投放垃圾的问题。


    居民可通过APP下发指令,小区机器人接到命令后,启用自身的GPS和运动传感器来定位住户的指定地点。当它到达指定地点与居民会面后,居民将不同种类的垃圾放入机器人的特定口袋内即可,机器人会自动将垃圾投放到不同的垃圾桶。


    ③Zen Robotics Recycler垃圾分拣系统。该套系统中的机器人利用图像识别与深度学习来处理垃圾图像,以每小时3000件的速度全自动分离各种垃圾,可以识别金属、木材、石膏、石块、混凝土、硬塑料、纸板等20余种可回收垃圾,两套系统24小时不停机,一天就可以处理2000吨垃圾,相当于48个人的工作量。与人工相比,30万吨的年处理量使用机器人分拣可提升40%的效率。


    在分选过程中,机器人对物体进行扫描,并用传感器测量物体尺寸;然后,通过手指上的压力传感器测量抓住物体所需要的力,并以此确定材料刚度;最后,将扫描结果与压力传感器获得的数据相互对比匹配,确定物体材料;分辨出物体材质后,Rocycle会将其投入正确的垃圾箱。


    ⑤日本FANUC视觉分拣机器人。 FANUC为分拣机器人设计了一套废旧物品自动回收技术,由人工智能(多层神经网络)及分拣系统组成。视觉系统用于获取物品的视觉信息,下一步便是利用人工智能对物品进行鉴别。根据物品的化学成分、大小、价值和位置来确定分拣的优先级,确保取得最优结果;判断完毕后,机器人便可进行分拣。



    利用AI机器人提升循环利用效率


    在进行分类工作的过程中,机器人会不断地积累经验,从而变得越来越聪明,令分类的准确度不断提升,使分类过程越来越高效。虽然目前此项机器人技术正处在起步阶段,但很快就能够达到高达98%的分类准确度。


    机器人技术会给废物废物循环利用领域带来天翻地覆的变化,因为机器人不仅能够每天24小时,每周7天,连续不断地进行繁重的作业,还能够只用一道工序,就分类出多种多样的废物组分,从而降低了安装成本。他还指出,由于机器人都是通过软件控制的,所以机器人系统都由很强的应变能力。


    利用机器人分类,不仅可以得到高品质、高纯度的循环利用物料,还可以使过去无法循环利用的物料得到循环利用。


    智能垃圾分类尚未成熟


    由于技术缺陷,“智能垃圾分类”设备可能会遭遇欺诈,无法对垃圾进行准确有效的分类。比如旧书里面混入铁块设备会将之纳入铁块而进行分类,额外支出奖励。


    在智能垃圾分类的整理、存储、运输等过程中还需要花费高额的费用,智能垃圾分类回收平台本身的研发制作费、维护费、运行成本费也是个不小的数字。因此,“智能垃圾分类”的市场化首先要解决的就是成本问题,否则要么就是靠“卖机器”赢利,要么就是靠政府补贴赢利。


    智能垃圾分类需要完整的生态产业链条,从垃圾分类投放到分类收集到分类运输到分类处理到分类利用,这是一个系统,缺少任何一环都会断裂、崩坏。


    就目前看来,全国大大小小数千个智能垃圾分类项目大部分都是虎头蛇尾的状态,主要表现在在居民前端分类与但在中端运输和末端处理时又是“一锅化”的矛盾冲突。



    结尾:


    智能垃圾分类是垃圾管理的未来发展趋势,以信息化的管理方式进行垃圾分类是时代进步的表征之一。基于人工智能、云计算、大数据、物联网等新技术,垃圾分类的效率愈来愈高,对环保事业及技术发展有着重要的意义。


    近年来各国和我国各大城市对环保的重视和投入力度不断增强,也成了人工智能应用于垃圾分类领域的发力点。


    (审核编辑: 刘传龙)

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