2019年7月1日,《上海市生活垃圾管理條例》正式實施,上海人民迎來了“史上最嚴垃圾分類大考”,各種垃圾分類段子走紅網絡,如“你是什么垃圾?”“用過的紙巾是否可以回收?”“遇見‘垃圾分類我來’的男人就嫁了吧”……
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據非官方可靠消息,上海人民已經快被垃圾分類逼瘋了。隨手點開朋友圈,滿屏可見處于“崩潰邊緣”的上海人民和對上海人民“深表同情”的吃瓜群眾。不過其他城市的朋友們也不要笑得太早,據人民網報道,接下來這一舉措將向全國推廣,到2020年底,先行先試的46個重點城市,要基本建成垃圾分類處理系統,垃圾分類全國化,不過是遲早的事。
而上海垃圾分類之所以引發全民關注熱潮,很大原因就是因為看似是舉手之勞的垃圾分類,真正做起來難度卻不小。如用過的餐巾紙、香蕉皮、過期的化妝品、礦泉水瓶,它們分別要扔到哪個垃圾桶里?還有大家經常點的外賣,外包裝是塑料的,屬于有害垃圾;筷子是木頭的,屬于可回收垃圾;吃剩的食物又屬于易腐垃圾。但假如用餐的餐具是可回收的,不過被油漬浸泡了,還能算是可回收垃圾嗎?諸如此類的世紀難題分分鐘難倒一大片人。
于是,聰明的人兒開始打起了機器人的主意。如果能發明一款會自動分揀垃圾的機器人,這該是一件多么美妙的、造福萬民的事情啊~嘿,別說,還真的有,今天,小編就給大家介紹幾款垃圾分揀機器人。
芬蘭:ZenRobotics回收機
芬蘭的ZenRobotics公司于2012年公開其首代產品“ZenRobotics回收機”。隨后經過近5年時間不斷研發改進,一種基于視覺判斷的垃圾分類機器人Next Generation ZenRobotics Recycler(下稱ZenRobotics)研發成功。
這款回收機的機器臂臂展長達2米,通過激光掃描系統,能夠提前掃描運輸帶上的物品并且將它們進行分類,然后通過機械臂將垃圾分類。
2017年11月27日,日本垃圾處理公司Shitara Kosan就引進了芬蘭的ZenRobotics的機器人垃圾分揀系統并已經投產,通過機器人自動將可回收的固體垃圾分揀出來,效率遠超人工。同年中國江蘇綠和環境科技有限公司也同ZenRobotics簽署了合作協議,引進了相同配置的分類機器人。
日本:FANUC分揀機器人
FANUC的分揀機器人Waste Robot使用了FANUC LRMate 200iD型號機器人作為主體,利用視覺分析系統對物品進行跟蹤和分類,這也是市場上比較常見的分揀機器人所使用的方法。
但FANUC為其分揀機器人設計了一套新技術,叫做W.A.R,即Waste Robotics Autonomous Recycling Technology,廢舊物品自動回收技術。這套技術允許機器人對物品的化學成分以及形狀進行實時掃描和分析,同時也使機器人能夠實時指定抓取方式和抓取順序。
這就意味著機器人能夠從繁雜的物品中,挑選出需要挑揀的物品,利用視覺系統識別出物品的種類,然后將其放置到不同的地方,比如塑料罐放在較近的一側,易拉罐則拋到較遠的一側。
單個機器人進行分揀操作效率較低,速度較慢,也有很多物品被遺漏了下來。但在實際流水線工作中,多臺機器人同時進行工作,遺漏下來的物品就微乎其微了。
美國:Rocycle機器人
美國麻省理工學院(MIT)計算機科學和人工智能實驗室日前開發了一款名為Rocycle的垃圾回收分選機器人,與FANUC的分揀機器人不同的是,這款機器人并沒有使用視覺分析系統,而是使用了觸覺作為檢驗材料的方法,通過觸摸的方式區分紙張、金屬和塑料。
在分選過程中,機器人會對物體進行掃描,并通過傳感器測量物體尺寸。使用其機械手臂上的兩根柔軟手指擠壓物體以完成抓取,而手指上的壓力傳感器能夠測量抓住物體所需要的力,并以此確定材料剛度。最后,將掃描結果與壓力傳感器獲得的數據相互對比匹配,分辨出物體材質后,Rocycle會將其投入正確的垃圾箱。
這款機器人在模擬傳送帶上的識別準確率能達到63%,并且由于是軟體抓手緣故,它可以更輕松的抓起各種形狀不規則的物品。
美國:Max-AI機器人
Max-AI是美國光學分類設備生產商National Recycling Technologies研發的人工智能分類機器人,任何物品都逃不過它的“火眼金睛”。通過深度學習技術,Max-AI能夠同時運用多層神經網絡和視覺系統對物品進行鑒別,其識別準確率可與人工分類匹敵。不同種類的垃圾,秒秒鐘都給安排得明明白白~
Max-AI由視覺系統、人工智能及分揀系統組成。視覺系統用于獲取物品的視覺信息,即便垃圾快速一閃而過,也能被一個不差地記錄在案;獲得視覺信息后,下一步便是利用人工智能對物品進行鑒別。根據物品的大小、價值和位置來確定分揀的優先級,確保取得最優結果;判斷完畢后,機器人便可進行分揀。
值得一提的是,Max-AI的機械手并非仿人手結構,而是采用的氣動系統。所有垃圾都在一呼一吸間,去往自己該去的位置。
垃圾分類迫在眉睫
回到我國,垃圾分類目前正面臨著嚴酷的挑戰,分類不足,導致許多垃圾得不到更恰當的處理,只得以填埋收場。
以杭州為例,不到12年已有超過1700萬噸垃圾被填埋,占滿了原本預計24年才能用完的空間。以現在的速度,每三到四年就能填滿一個西湖。除此之外,有工作人員在處理“其他垃圾”的時候,被噴濺的化學品灼傷,留下印記。而化學品,本是屬于“有害垃圾”的類別。
如果真的能把環衛垃圾交給分揀機器人,工作人員的壓力可能減輕不少,受到傷害的機會也一并減少;同時,垃圾還能得到更妥善的處理,減輕填埋的壓力。
我國垃圾分揀機器人發展現狀
目前,我國也在積極投身到垃圾分揀機器人的研制應用之中。
2017年,航天一院用深度學習開發了國內第一臺環衛垃圾分揀機器人,準確率超過96%。
在浙江杭州天子嶺靜脈產業園區,坐落著一座全智能建筑——裝修垃圾資源利用一體化工廠。該工廠內機器人在生產流水線上快速、持續、準確地抓取垃圾待分揀物質。工作環境的清潔整齊,全流程智能化操作,每年可消化約10萬噸建筑垃圾,實現了城市建筑垃圾資源化有效利用。
同時,從2018年開始,智能垃圾分類回收設備“小黃狗”也悄然落戶西安、深圳、北京等多所城市,垃圾分類機器人日益從生產走入了大家的生活。
垃圾分揀機器人與傳感器
那么,垃圾分揀機器人要如何才能get“眼明手快”的技能呢?這就不得不提到傳感器了,例如前面提到的美國Max-AI機器人,它的視覺系統就是一個傳感器,可以獲取物品的視覺信息,如顏色、大小、形狀等,進而根據數據分析對物品進行鑒別。
此外,還可以在機械臂上集成更高級的六維力傳感器以及固態激光雷達,為機器人的感知提供力覺和3D視覺反饋,讓機器人能夠像人類一樣完成更多復雜的操作。
關于海伯森
作為一家致力于建立高端的智能化傳感器品牌的企業,海伯森集結了一批優秀的科研團隊、品控專家和資深渠道伙伴,開發出多款性能領先于業界的產品,包括六維力傳感器、面陣固態激光雷達、激光三角位移傳感器、單點ToF測距傳感器,廣泛應用于機器人、AGV、安防、物流、智能交通、物聯網、工業4.0、汽車、消費電子等領域,為每一位客戶提供性能領先、技術可靠的傳感器產品和專業服務。
隨著我國環保事業的發展,垃圾分揀機器人等技術課題也備受關注,在這個機器人與人工智能技術的新風口,海伯森也將付諸行動,用智能傳感器為垃圾分揀機器人“加芯”,為環保“賦能”,為祖國的綠水青山,為子孫后代的藍天白云盡一份力。