超神经HyperAI · 2019年07月18日

垃圾分类:人机搭配,干活不累

垃圾分类最近成为上海最受关注的话题,市民们已经快被繁杂的垃圾类别逼疯。不过,人工智能 技术早已学会了垃圾分类。通过深度学习、神经网络,训练机械臂像人一样识别垃圾进行分类,效率远高于人工分类,也解放了很多垃圾分拣工人。

上海人最近日子真的不太好过,都是垃圾给闹的。

大家应该已经了解到,上海这次 「垃圾分类运动」动真格了。根据 7 月 1 日将要实施的管理条例规定,如果分类不到位,无论单位还是个人,都要接受罚单,即使游客也不例外。

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条例中规定,对垃圾不分类并拒不改正的个人罚款 50 元至 200 元于是,令人头大的垃圾分类标准,成为近期所有上海人的聊天主题。如同经历高考一般,大家都纷纷背起了各种垃圾的对应分类。

为此,饿了么、支付宝还迅速推出了代扔垃圾服务……看来,垃圾分类可能要催生一批创新项目了。

垃圾分类不再是纸上谈兵

在国内,垃圾分类早在 2000 年就已被提上日程,北京甚至更早就已有了试点。

但是在过去的 18 年,这些都停留在宣传里。直到这个月,才真正走进了上海大众的生活。而北京、广州、深圳等城市,也将相继立法,进入垃圾分类「强制时代」。

1996 年 12 月,北京大乘巷小区家委会发出《致居民的一封信》宣布小区垃圾将分类投放,成为北京第一个试点垃圾分类的小区

面对「史上最严」垃圾分类,上海市民叫苦连天,需要记住 104 种物品对应的垃圾类别,这着实是一项难度不小的任务。

比如干湿垃圾的分类就已经让很多人犯晕:湿纸巾是干垃圾,而干香菇是湿垃圾。塑料杯属于干垃圾,而奶茶属于湿垃圾,所以,半杯奶茶属于什么垃圾?

不过对此,我们也不必操之过急。就拿垃圾分类最仔细、最严格的日本来说,也并不是一朝一夕就达到目前这种程度的。

日本:全球最严格的垃圾分类如何实行

从 70 年代起,日本就面临严重环境污染问题,开始实施垃圾分类措施,之后花了 27 年才最终实现了全民垃圾分类。日本的垃圾分类以及仔细到严苛的程度,仅横滨市就印刷了 27 页包含 518 项类别的手册。

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日本横滨市垃圾分类手册中的一页(上图)

如今,日本人会很仔细地将垃圾分好类,不同垃圾用指定的袋子装好,并在指定日期扔到垃圾站,这已经成为他们生活的一部分。

所以,对比一下的话,上海群众可能就会感到自己还是很幸福的。

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在日本,不同垃圾需要在不同的回收时间去扔,如果错过就要再等一周甚至一个月(上图)

作为将垃圾变废为宝的第一步,垃圾分类意义重大。垃圾分类能够带来社会、生态和经济三方面的效益。如果能充分挖掘回收生活垃圾中蕴含的资源潜力,仅北京每年就可获得 11 亿元的经济效益。

如今,我们对垃圾不再纸上谈兵,迈出了行动的第一步,而与此同时,人工智能也一样在付诸行动。

AI 做垃圾分类,精准且迅速

在垃圾回收流程中,人为垃圾分类只是第一步。之后,垃圾还要送至分拣中心,由分拣工人进一步细化分类。这是一项名副其实的又脏又累的工作。

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综艺节目《跑男》里,成员体验了厨余垃圾的分拣(上图)

所幸,科技正在帮助我们完成这份不讨喜的工作。

随着人工智能技术越来越成熟,每年借由智能技术的方式,能够将两万吨可回收材料从垃圾填埋场中挽救回来。利用技术,我们能够大大提升垃圾回收率,而且在效率上也远远高于人工。

「视觉」分类的机械臂:图像识别+神经网络

目前比较主流的一种处理垃圾的方法,是借用计算机视觉中的图像识别,配备智能分拣机器人,对垃圾进行分类。

美国的 BHS(Bulk Handling Systems)公司,在全球投入了近 60 台智能分拣机 MAX-AI 。MAX-AI 通过视觉识别和多层神经网络技术,配合传送带送递垃圾,最终实现不不同材质的分类。

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MAX-AI 分拣机器人就像一个倒置的三脚架,最末端是吸盘(上图)

MAX-AI 识别和分类物品的准确率能够达到 90% ,几乎和人类一样,但速度是人类的两倍。

而另一家叫做 ZenRobotics 的公司,则是利用机械臂配合图像识别,来对建筑碎片进行分类挑拣。

该公司最大的机器人分类器,叫做 Heavy Picker,它的手臂末端是一个超大的钳子,可以抬起 60 磅重的物体,负重的它却特别灵活,能够快速进行分类工作。

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ZenRobotics 使用的分拣机器人通过以下几个步骤进行分类:通过摄像图对垃圾流进行扫描,然后用机器学习识别材质,控制机械臂进行抓取,最后对同一材质的垃圾进行归类。

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ZenRobotics 的首席执行官 Taalas 说,除了能够胜任建筑材料的分拣工作,他们的机器人还可以在造纸厂、塑料回收和原材料回收领域发挥作用。

「触觉」分类的机械臂:触觉传感器

麻省理工学院的计算机科学与人工智能实验室(CSAIL),开发了一个智能机器人,利用传感器的「触觉」来实现不同垃圾材料的分类。

和基于视觉原理的机器人不同,这款智能机器人主要依靠机械臂上的传感器夹具,夹具完全由电动驱动。通过接触,它便能检测纸张,金属和塑料之间的差异。比如通过感知其导电性来判断金属物体。

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机器人手臂具有柔软的抓手,它可以从传送带上取下物体并通过触摸识别垃圾的材料(上图)

夹具部件是一对气缸和高变形电容式压力和应变传感器。本月早些时候,实验室发布了一个视频,显示正在工作的机器人抓住盒子,杯子和罐子。根据视频,纸杯,空盒子,汽水瓶都可通过压力传感器进行分类。

垃圾分类指南:家→回收点

为了提高人们垃圾分类回收意识,Urbika 和俄罗斯绿色和平组织在合作一个项目:设计一个垃圾收集地图 recyclemap.ru,帮助人们通过地图找到最近的垃圾回收点。

对于垃圾,按照材料分类:塑料,玻璃,纸张,金属和其他材料 ,并将它们送去回收。Recyclemap 会显示市民移交已经分类并准备回收的垃圾。

目前该产品已在全俄 69 个城市推广,每年近 50 万俄罗斯用户通过该地图查询垃圾投放点的位置信息。

用心+行动,才是解决问题的关键

在上海展开的垃圾分类运动,虽然也受到很多抱怨和不解。但是相信随着各方的推进,环保知识的普及,大众在这方面的意识也会不断增强。

虽然在这个时代,人工智能技术成功被应用在垃圾分类的案例已有很多,但是我们并不能完全依赖于技术。要真正做好这件事,依然离不开人的行动。

无论是城市,还是个人,其美好都不只是体现在表面的光鲜,我们也要看到光鲜背后的隐患,并用行动去改变。

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