科幻電影《機(jī)器人總動員》中的場景就像一段預(yù)言，提醒著我們：在物欲橫流的影響之下，垃圾對人類生活的嚴(yán)重影響，而環(huán)境保護(hù)措施的提升刻不容緩。另一方面，垃圾與廢物處理技術(shù)伴隨著人類的發(fā)展而發(fā)展。
如今，當(dāng)我們大踏步進(jìn)入機(jī)器人與人工智能時代時，深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也絕不只是幫助機(jī)器人識別“小貓”、“笑臉”，在垃圾處理行業(yè)，還將幫助我們實(shí)現(xiàn)智能化、自主化的垃圾識別、分類與處理。這無疑是一種更可持續(xù)的垃圾處理方式，也將對社會發(fā)展產(chǎn)生悄然的影響。
本文中呈現(xiàn)了部分機(jī)器人公司從硬件到軟件技術(shù)的革新，及其對垃圾處理行業(yè)的促進(jìn)。雖然還遠(yuǎn)沒有《機(jī)器人總動員》中的瓦力那么先進(jìn)，但已經(jīng)向我們展示了一個新的垃圾處理時代的到來。
據(jù)科學(xué)家測算，地球溫度已經(jīng)在2016年達(dá)到史上最高。在全球變暖的時代，這是第一次氣溫連續(xù)三年超過以往的紀(jì)錄。
目前，僅在美國就有3500多個填埋場向大氣排放了20%的危險的甲烷氣體。自1960以來，由于我們對塑料水瓶的渴望，人類每天產(chǎn)生的垃圾增加了一倍。就在去年，美國人使用了大約500億個塑料水瓶，其中有80%最終被填埋。這意味著每年會浪費(fèi)380億個水瓶或價值10億美元的再生材料。世界上大部分的回收工廠都買不起大型工業(yè)光譜儀來進(jìn)行垃圾分類，而是依靠低效、昂貴的人工勞動。
即使有些人仍然在懷疑氣候變化，世界各地的機(jī)器人專家正在致力于垃圾分揀這一枯燥、危險，也可能是最臟的工作。在過去一年中，垃圾處理行業(yè)已經(jīng)開始接受新的軟件和機(jī)電一體化創(chuàng)新，以降低成本。
一、ZenRobotics
該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者是芬蘭公司ZenRobotics。公司利用機(jī)器學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺和同步的機(jī)器人手臂從移動的皮帶輸送機(jī)中區(qū)分和揀選可再生材料。公司通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用來訓(xùn)練它的回收站系統(tǒng)，借助其連接的光譜相機(jī)，3D激光掃描儀，金屬傳感器快速挑選實(shí)時數(shù)據(jù)反饋，人工智能可以自主學(xué)習(xí)材料類型。
據(jù)ZenRobotics的營銷總監(jiān)Janica Johansson介紹：“這意味著機(jī)器人在需要揀選出哪些材料時能自主做出決策。揀選過程沒有人為參與，機(jī)器人也沒有預(yù)先編程來做任何事情。我們軟件的好處之一是，它真的可以適應(yīng)不斷變化的廢物流?！?/span>
二、Sadako Technologies
西班牙的Sadako Technologies公司也正在研究人工智能介入的小規(guī)模垃圾分揀系統(tǒng)。類似于ZenRobotics，Sadako采用專有的算法，連接到自身托管在云端的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。深度學(xué)習(xí)計算平臺能夠通過計算機(jī)視覺傳感器實(shí)時處理和識別可回收材料。據(jù)Sadako的網(wǎng)站介紹，他們的技術(shù)“超越人類的能力。”據(jù)測算，Sadako的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)每3秒1次，或每分鐘20次的揀選周期。這相當(dāng)于每年180萬次的揀選，或高達(dá)200噸的材料分揀。該公司的目標(biāo)是：在未來幾年中，用他們的機(jī)器人來取代人類工人，并顯著降低勞動力和技術(shù)成本。
Sadako的聯(lián)合創(chuàng)始人Belén Garnica表示：“我們堅信，這項工作是DDD(骯臟、枯燥和危險)的。如果機(jī)器人不得不取代任何工作，就是它。”公司另一位聯(lián)合創(chuàng)始人，也是Garnica女士的哥哥Eugenio說，“更便宜的唯一方法是避免紅外光譜的使用，那是廢物工廠典型的工業(yè)解決方案。我們正在使用普通相機(jī)和AI計算機(jī)視覺來進(jìn)行檢測。這項技術(shù)的開發(fā)是非常復(fù)雜的，而這一項目面臨的主要挑戰(zhàn)是：我們使用的是一個普通的攝像頭，而我們需要添加大量的情報，來讓相機(jī)查看對象時與人類采用同樣的方式。由于我們的眼睛沒有紅外光譜，所以我們有正常的視覺能力。這就是我們要用人工智能去實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)?！?/p>
三、AMP Robotics
美國創(chuàng)業(yè)公司AMP Robotics聚焦美國數(shù)十億美元的垃圾“成癮”問題。與ZenRobotics 和Sadako不同的是：公司的產(chǎn)品目前尚未發(fā)布。去年，我在一次創(chuàng)業(yè)大賽中遇到了AMP。我親眼看到他們結(jié)合計算機(jī)視覺，路徑規(guī)劃和分類的技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的使用使得AMP能夠提供一個非常便宜的解決方案，集成了現(xiàn)成的機(jī)器人硬件和傳感器。AMP的軟件承諾顯著減少資本成本，提高工廠效率，改變廢品回收的經(jīng)濟(jì)性，并有望減少垃圾填埋場的數(shù)量。
AMP的創(chuàng)始人Matanya Horowitz表示：“我們使用現(xiàn)成的組件——機(jī)器人、傳感器，我們只是簡單地加入我們的軟件。不像許多設(shè)備制造商，我們使用一個學(xué)習(xí)系統(tǒng)來向機(jī)器人展示不同的東西各是什么樣子?！?/p>
如今，在紐約，回收一噸垃圾的凈成本比垃圾填埋場填埋的成本高出300美元。這相當(dāng)于公園部門每年預(yù)算的一半左右。行業(yè)高管們正熱切地等待著來自供應(yīng)商如ZenRobotics、Sadako，及AMP的解決方案。美國最大的垃圾回收處理商——Waste Management 公司的首席執(zhí)行官David Steiner說：“如果你認(rèn)為垃圾回收對地球是一件好事情，而且我們需要做的更多，那么就存在著一個需要應(yīng)對的危機(jī)。試圖把垃圾變成黃金的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期。”
根據(jù)美國勞工部的數(shù)據(jù)，有接近40萬人在廢物管理行業(yè)工作，每年處理2.2億噸的垃圾。在未來，要實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)的回收利用，就必須降低勞動力成本，而自動化將發(fā)揮重要作用。
來源：alleywatch
作者：Oliver Mitchell
編譯/導(dǎo)讀：王進(jìn)