AI如何解決垃圾分類的問題

“ 作為垃圾分類“新時(shí)尚”的引領(lǐng)者，從7月1日起，上海市將正式實(shí)施 《上海市生活垃圾管理?xiàng)l例》。盡管上海垃圾分類即將開啟“強(qiáng)制”執(zhí)行，但很多居民反饋，看了那么多的垃圾分類攻略，扔垃圾時(shí)仍然常常難以分辨自己的垃圾該歸為哪類，在居民誤投的情況下還是依靠環(huán)衛(wèi)工人手動(dòng)把垃圾分好類。

伴隨人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的迭代升級(jí)，垃圾分類及監(jiān)管等場景自然也少不了“AI+”的賦能。居民智能分辨垃圾種類、垃圾處理廠智能分揀可回收物品、以及政府智能監(jiān)督垃圾分類實(shí)況等智能場景正在向現(xiàn)實(shí)生活滲透。 ”

AI融入垃圾分類的優(yōu)勢(shì)

垃圾分類是一項(xiàng)骯臟、枯燥且危險(xiǎn)的工作。在工作中，負(fù)責(zé)回收垃圾的工人在工作中受傷的數(shù)量是其他工人的兩倍，而居高不下的死亡率也使回收垃圾和回收可回收材料成為美國最危險(xiǎn)的職業(yè)之一。

但隨著人工智能的崛起，在攝像機(jī)和被訓(xùn)練識(shí)別特定物體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的引導(dǎo)下，機(jī)器人的手臂會(huì)在移動(dòng)的傳送帶上滑動(dòng)，直到它們找到目標(biāo)。機(jī)器人手臂上有一個(gè)吸盤，可以從垃圾中取出玻璃、塑料容器和其他可回收物品，然后把它們?nèi)舆M(jìn)附近的容器內(nèi)。

在各種政策和環(huán)保理念的倡導(dǎo)下，垃圾分類確實(shí)是一個(gè)值得重視、應(yīng)用智能的場景。但在垃圾分類全國推廣前夕，還需要進(jìn)一步提升智能水平，以適應(yīng)狀況百出的現(xiàn)實(shí)。

不過，垃圾往往屬于商品的極端變形體，情況比較特殊。目前的技術(shù)在視覺可見的基礎(chǔ)上，是可以做到垃圾分類報(bào)警提醒的，比如判斷垃圾是否是經(jīng)過分類整理的。至于是否能夠直接進(jìn)行視覺檢測并分類，且達(dá)到某種效果，需要更多的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)支撐才能判斷這件事情的可行性。

視覺識(shí)別技術(shù)提升AI實(shí)現(xiàn)

隨著人工智能技術(shù)不斷向前邁進(jìn)，視頻識(shí)別的水平越來越高，從“人臉識(shí)別”到“物品識(shí)別”的距離越來越小，不僅有利于調(diào)動(dòng)了廣大公民對(duì)垃圾分類的積極性，也能成為政府監(jiān)管的利器，政府可以利用大數(shù)據(jù)分析，促進(jìn)環(huán)保征信、監(jiān)察等相關(guān)體系的建立。

垃圾分類的難點(diǎn)主要在于歸類不同特征的材料，程序性較強(qiáng)，因此智能檢測、機(jī)器視覺等技術(shù)大有可為。

對(duì)于飲料瓶、金屬、電池、玻璃等垃圾，可通過攝像頭抓拍，實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別并預(yù)警；紙制品和紡織物等可以依據(jù)平均密度和體積等屬性設(shè)定預(yù)警線，來判斷其類別；而人臉識(shí)別技術(shù)則方便居民投遞垃圾，記錄積分，減少亂扔亂倒行為，提升參與度和認(rèn)知度。

甚至能夠收集投放垃圾的數(shù)據(jù)，判斷附近學(xué)校、機(jī)場等場景中哪些品牌或產(chǎn)品更受歡迎、人們?cè)谝惶熘心骋粫r(shí)間段更喜歡吃什么等，將這分析結(jié)果提供給快餐店、購物中心，以便為用戶更好的提供服務(wù)。

人工智能大潮下，面向C端如何用低成本的硬件來培養(yǎng)用戶習(xí)慣；面向B端和G端又如何提供更多附加價(jià)值或持續(xù)迭代價(jià)值，這些都是現(xiàn)在的AI人需要思考的問題。

目前垃圾分類的AI應(yīng)用

加拿大“奧斯卡”垃圾桶?！皧W斯卡”人工智能垃圾分類系統(tǒng)由Intuitive AI創(chuàng)建，利用計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)對(duì)垃圾進(jìn)行分類。該垃圾桶能通過一個(gè)顯示屏和人工智能攝像頭幫助用戶識(shí)別不同垃圾，并告訴他們應(yīng)丟進(jìn)哪個(gè)垃圾桶。

該系統(tǒng)包括一臺(tái)32寸的顯示屏和一個(gè)人工智能攝像頭，收納不同類別垃圾的垃圾桶擺放它前面，攝像頭可以分辨出紙張、廚余、容器等垃圾，并直接在顯示屏上指示用戶根據(jù)分類將垃圾丟進(jìn)桶內(nèi)，而當(dāng)有人將手機(jī)放在攝像頭前大屏幕上，則會(huì)出現(xiàn)一行文字及配圖指示對(duì)方將手機(jī)放進(jìn)衣服口袋里。

上海GPS垃圾回收機(jī)器人。日前，上海市經(jīng)信委面向全市征集了第二批人工智能應(yīng)用場景需求，上海城投發(fā)布的人工智能在生活垃圾分類中的應(yīng)用被列入其中。GPS垃圾回收機(jī)器人有望解決居民不能定時(shí)定點(diǎn)投放垃圾的問題。

居民可通過APP下發(fā)指令，小區(qū)機(jī)器人接到命令后，啟用自身的GPS和運(yùn)動(dòng)傳感器來定位住戶的指定地點(diǎn)。當(dāng)它到達(dá)指定地點(diǎn)與居民會(huì)面后，居民將不同種類的垃圾放入機(jī)器人的特定口袋內(nèi)即可，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)將垃圾投放到不同的垃圾桶。

Zen Robotics Recycler垃圾分揀系統(tǒng)。該套系統(tǒng)中的機(jī)器人利用圖像識(shí)別與深度學(xué)習(xí)來處理垃圾圖像，以每小時(shí)3000件的速度全自動(dòng)分離各種垃圾，可以識(shí)別金屬、木材、石膏、石塊、混凝土、硬塑料、紙板等20余種可回收垃圾，兩套系統(tǒng)24小時(shí)不停機(jī)，一天就可以處理2000噸垃圾，相當(dāng)于48個(gè)人的工作量。與人工相比，30萬噸的年處理量使用機(jī)器人分揀可提升40%的效率。

在分選過程中，機(jī)器人對(duì)物體進(jìn)行掃描，并用傳感器測量物體尺寸；然后，通過手指上的壓力傳感器測量抓住物體所需要的力，并以此確定材料剛度；最后，將掃描結(jié)果與壓力傳感器獲得的數(shù)據(jù)相互對(duì)比匹配，確定物體材料；分辨出物體材質(zhì)后，Rocycle會(huì)將其投入正確的垃圾箱。

日本FANUC視覺分揀機(jī)器人。FANUC為分揀機(jī)器人設(shè)計(jì)了一套廢舊物品自動(dòng)回收技術(shù)，由人工智能（多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）及分揀系統(tǒng)組成。視覺系統(tǒng)用于獲取物品的視覺信息，下一步便是利用人工智能對(duì)物品進(jìn)行鑒別。根據(jù)物品的化學(xué)成分、大小、價(jià)值和位置來確定分揀的優(yōu)先級(jí)，確保取得最優(yōu)結(jié)果；判斷完畢后，機(jī)器人便可進(jìn)行分揀。

利用AI機(jī)器人提升循環(huán)利用效率

在進(jìn)行分類工作的過程中，機(jī)器人會(huì)不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，從而變得越來越聰明，令分類的準(zhǔn)確度不斷提升，使分類過程越來越高效。雖然目前此項(xiàng)機(jī)器人技術(shù)正處在起步階段，但很快就能夠達(dá)到高達(dá)98％的分類準(zhǔn)確度。

機(jī)器人技術(shù)會(huì)給廢物廢物循環(huán)利用領(lǐng)域帶來天翻地覆的變化，因?yàn)闄C(jī)器人不僅能夠每天24小時(shí)，每周7天，連續(xù)不斷地進(jìn)行繁重的作業(yè)，還能夠只用一道工序，就分類出多種多樣的廢物組分，從而降低了安裝成本。他還指出，由于機(jī)器人都是通過軟件控制的，所以機(jī)器人系統(tǒng)都由很強(qiáng)的應(yīng)變能力。

利用機(jī)器人分類，不僅可以得到高品質(zhì)、高純度的循環(huán)利用物料，還可以使過去無法循環(huán)利用的物料得到循環(huán)利用。

智能垃圾分類尚未成熟

由于技術(shù)缺陷，“智能垃圾分類”設(shè)備可能會(huì)遭遇欺詐，無法對(duì)垃圾進(jìn)行準(zhǔn)確有效的分類。比如舊書里面混入鐵塊設(shè)備會(huì)將之納入鐵塊而進(jìn)行分類，額外支出獎(jiǎng)勵(lì)。

在智能垃圾分類的整理、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)冗^程中還需要花費(fèi)高額的費(fèi)用，智能垃圾分類回收平臺(tái)本身的研發(fā)制作費(fèi)、維護(hù)費(fèi)、運(yùn)行成本費(fèi)也是個(gè)不小的數(shù)字。因此，“智能垃圾分類”的市場化首先要解決的就是成本問題，否則要么就是靠“賣機(jī)器”贏利，要么就是靠政府補(bǔ)貼贏利。

智能垃圾分類需要完整的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈條，從垃圾分類投放到分類收集到分類運(yùn)輸?shù)椒诸愄幚淼椒诸惱?，這是一個(gè)系統(tǒng)，缺少任何一環(huán)都會(huì)斷裂、崩壞。

就目前看來，全國大大小小數(shù)千個(gè)智能垃圾分類項(xiàng)目大部分都是虎頭蛇尾的狀態(tài)，主要表現(xiàn)在在居民前端分類與但在中端運(yùn)輸和末端處理時(shí)又是“一鍋化”的矛盾沖突。

智能垃圾分類是垃圾管理的未來發(fā)展趨勢(shì)，以信息化的管理方式進(jìn)行垃圾分類是時(shí)代進(jìn)步的表征之一?；谌斯ぶ悄?、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，垃圾分類的效率愈來愈高，對(duì)環(huán)保事業(yè)及技術(shù)發(fā)展有著重要的意義。

近年來各國和我國各大城市對(duì)環(huán)保的重視和投入力度不斷增強(qiáng)，也成了人工智能應(yīng)用于垃圾分類領(lǐng)域的發(fā)力點(diǎn)。