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废物坟场的AI幽灵

放大字体  缩小字体 2019-08-23 18:25:38  阅读:2484+ 作者:责任编辑。王凤仪0768

编者按:本文来自微信大众号“机器之能”(ID:almosthuman2017),作者微胖,36氪经授权发布。

即便是在选用单流收回、后端严峻依靠先进分选技能的美国,大多数收回商对机器人和 AI 技能仍持张望情绪。他们以为,还需求五到十年,机器人技能才干到达工业运用的意图。即便在现已选用这些技能的前驱流水线上,由于处理速度的局限性,机器人被放在整个流程的最末端,担任质量操控,可有可无。驱动美国收回商测验机器人和 AI 技能的驱动力,在我国都不算建立。我国的贫民文明决议了咱们的核心问题远非技能,而是其他。

一个阳光亮媚的日子,放飞氦气球,看着它漂浮在天空中,你应该会感到一丝振奋与惊喜,乃至还有对自在的巴望。

你不會诘问,这支气球后来去了哪儿?

闻名的儿童作家 Audrey Wood 在一本名叫 Balloonia 的绘本中告知小朋友,气球终究会飞回他们的王国——一个叫 Balloonia 的当地:

在那里,一切东西都是气球做的,他们每天快乐地日子。

可是,实际国际中的命运远非如此浪漫:

它或许被混进日子废物;又或许飘落在电子废物的海洋;它乃至会呈现在海鸟的解剖尸身中。

在走向这个难以想象而又悲催的结局中,气球一路会阅历什么?先进技能又会让「终究一程」发作怎样的改变?关于我国来说,这些改变又意味着什么?

太平洋中部的中途岛,塑料杀手依旧暴虐着信天翁和其他野生动物的生命。

一、淘金记

被戳破的气球碎片或许正像种子一樣游览,随风飘落在城市邻近的某座电子废物堆里。

我国制作业最兴旺城市的邻近,往往也是废物收回工业的聚集地。从废品中挣钱的人,谁也不肯意为运费背负太高的本钱。

这儿也经常演出最为触目惊心的一幕:

在电路板被碎尸万段之前,工人们会将芯片拆解下来。翻滚的数字招牌或许孩子手中的塑料玩具,都需求这些二手芯片。

关于收回商来说,这也是他们最大赢利来历之一。

20 世纪 70 时代,台湾的废品加工商给底薪的职工训练怎么分选重金属,然后他们又将这些常识带到了大陆。现在,拆解芯片的不再是人工,而是机械。

可是,要让生意有利可图,仅仅拆解芯片并不行,还必须一起收回比方铜等其他资料。电子废物中往往含有很多有价值的金属,如不锈钢、铝、金、银等。有的含量乃至高于一些矿石,比方铜。

为了获取宝贵金属,工人(一般是男性)先用混合硫酸、盐酸等化学试剂制成『王水』,后将电子废品进行『烧洗』。铜铁别离之后,再以硝酸溶解烧洗物,经土法工序,得到黄金。

处理后的剩下液体被直接倒入当地水域,而剩下废物(包含气球碎片)被拉到邻近土坑堆砌,这儿或许是乡民祖辈的坟场。

贵屿,不过现在政府现已开端整治环境。

当小米满意地宣告彻底消除我国山寨机的时分,它没有提示咱们作业的另一面:

电子产品的价格越低价,也意味着用户挑选本钱更低。

AI 和物联网技能也会带來更多电子废物,由于新技能给了人们更多更新换代的理由。你仅需想想智能手机从单摄到「浴霸」,才过了几年时刻,谁又关怀电子废物流向何处?

单就技能而论-,现有技能现已确保电子废物收回的安全、高效和环保,光学分选和 AI 能够进一步进步收回的质量。

在处理电子废物之前,一般需求人工撤除屏幕等或许损害环境的部件,然后将剩下部分送进破碎机,加工成碎片。

面临一堆混合碎片,一块高强度磁铁就能够吸出所需的铁;而关于那些没有磁性但相同值钱的金属,比方铝和铜,工厂一般运用涡流电进行分选:

当金属落到磁场中,即便是不受磁铁招引的有色金属,也会由于磁铁使金属内部发生电流,使得金属本身发生了磁场。

当这种磁场和金属所经过的磁场相互作用时,金属就会被推到了一边,跳进相应的收回桶中。

比方,假如咱们想别离铝和铜,只需调到适宜的频率,铝会比铜被推的更远。成果,铜直接落下来,而铝落到另一个桶中。

涡流分选设备仅需一个大的环形磁体和频率调节器,本钱不高,这也是现在最为常见的废金属分选技能。

不过,这样的分选技能还不行精密,往往还会呈现很多遗珠,别的,收回商也要考虑客户对分选成果的高质量要求:

比方,95%和99%的铝含量,听起来不同不大,但在金属收回职业,意味着大相径庭。做到这一点,意味着安稳客户群和更多赢利。

为了不在粉碎机中稀释特定资料的浓度,假如一部手机的构成是已知的,拆解进程就能完结自动化。苹果 Daisy 机器人运用 AI 区分 15 种类型的 iPhone,能够依照屏幕、电池、摄像头的次序非暴力拆开手机,并将有收回的运用价值的金属留下,包含稀土。尽管环保,但从现在来看,本钱贵重,或许只能是收回职业未来的一个方向。

因而,光学分选、人工智能也被用来进步既有分选成果的的质量。

所谓光学分选,其实便是辨认铝、铜、锌、不锈钢和黄铜等都在可见光和近红外光谱中的特别「指纹」。

尽管他们的光谱反射性十分相似,但能够借由高光谱成像体系捕获到图画,运用分类算法(包含神经网络)剖析金属的反射率,进行正确分类。

机器人,比方 ZenRobotics Heavy Picker 除了分拣修建废物和日子废物,现在还能够凭借形状、色彩、巨细等特征辨认金属物体,如铜,黄铜,不锈钢,铝或锌。

不过,机器人的分选速度远不及光学分选:

在某些状况下,光学分拣机每 0.06 秒就能进行一次分拣,最快的机器人需求 0.75 秒。

面临高吞吐量的事务场景,既要寻求高质量又盈余,简直其时一切分拣机器人都搞不定。

机器人制作商也都供认,机器人是对光学分选机的弥补。

「(机器人) 的规划初衷并不是为了处理现在由光学分拣机分拣的很多废物。」Sadako 公司在承受采访时清晰道。

AMP Robotics 也表明,自己的体系仅仅是能够替代流水线上「终究一班岗」的那台光学分选机,究竟光选机太贵。

当然,人工智能的用处还不止于此。

为了进一步进步体系收回的纯度,针对机电部件轰动对成像发生的搅扰,一些厂家还运用人工智能技能去除噪点,增强成像清晰度。

选用机器人技能最多的是收回设备厂商(蓝色),其次是 PET 塑料收回公司那(绿色)以及电子废物收回企业(黄色)。数据来历:How recycling robots have spread across North America

现在,大约只需两家美国电子废物处理企业选用了机器人(上图)。至少,在 2017 年我国制止进口洋废物之前,他们有愈加合算的处理方法:

倾倒给发展我国家。

一些电子产品的出产企业曾核算得出,收回处理 1 吨电子废物的费用为 400 至 1000 美元,而出口平等废物的费用则只需 10 至 40 美元。

「一套完好的电子产品体系运到我国或许非洲等发展中区域后,当地人会用凿子或许锤子等东西将其离散。」

不过,当我国宣布禁令后,怎么更低本钱、更高质量消化这些电子废物,肯定会成为这些收回商选用新技能的重要动力。

美国好像也想当然以为,我国现在也需求一个更好的搜集基础设备,「这(机器人)正是我国企业真实需求的东西。」AMP Robotics 曾说。

事实上,这并非必定。

现在电子废物收回正规军,大多都在生计线上挣扎,已接连三年没有新的正规军进入这个商场。

关于他们来说,最底子的问题不是技能,而是安稳货源:

收回体系的无法规模化和规范化,不只出资的厂房和设备不能正常作业,就连盈余都成了奢华,何谈技能晋级?更何况我国劳动力本钱还没有高到让收回环节无利可图。

二、分选、分选再分选

或许,这支气球会有另一番冒险:

连同生日派对上用剩的瓶瓶罐罐等,被一起扔到社区日子废物箱。

环顾四周,气球发现,互联网不只改变了日子,也改变了废物:

除了越来越多的塑料瓶,外卖留下的塑料盒,和它一起挤在废物箱的还有快递留下的瓦楞纸(OCC);

而传统纸媒的衰落,让旧报纸(ONP)变得很少见。

在废物中转站,这些日子废物会躺在一条传送带上,工人会将混迹其间的塑料瓶、纸盒、易拉罐等分拣出来。

这正是几十年前,美国纸质加工的手法。

差不多二十年前,机械挑选体系进入商场,能够从混合资料流中除掉瓦楞纸(OCC)和旧报纸(ONP),然后节约了很多手艺劳动。

大约十年前,光学纸张分拣技能应运而生,更便利将现代日子废物里常见的塑料、纸张、纸盒、易拉罐等区分隔。

其实,运用光学分选塑料的前史能够追溯到上世纪八十时代。开端,这种技能被用来分类西红柿、大米、咖啡豆和其他农产品,后来被用于塑料分选。

由于不同的有机分子吸收不同波长的光,机器能够凭借这些基本信息确认塑料的类型并进行相应的分类,并且不受塑料物理形状影响(塑料瓶仍是碎片)。

其间,近红外设备更快、更廉价,在商场上占有主导方位:

它不只能够辨认 PET、HDPE 和其他混合塑料,在塑料容器与纸张分选时,作用也最好。

需求阐明的是,光学分拣,作用最好,一般是在机械预处理基础上。

早在 2008 年,我国奥运场馆的废物处理就选用了这种技能。据报道,分拣出来的物品纯度可到达90%以上。

不过,光学分选也有自己的短板:

由于看不到,无法分辩相同资料的不同物体之间的差异。例如,PET 热模(不具有收回含义)和 PET 饮料容器。也不能从有色彩的 PE 瓶子傍边辨认白色 PE 瓶子。

因而,一些 AI 公司运用机器视觉技能,让机器人做这些光学分选器做不到的作业。即便瓶子或许充溢空气或皱折,也或许被其他废物部分遮挡,算法能够以十分高的精确度简直实时处理这些状况。

不过,速度短板再次约束了机器人在分选进程中的方位:

PET 光学分选机在一分钟内完结 600 瓶,机器人每分钟 能够 做 80 到 100 个。工人极限是每分钟 40 到 50 个左右。

机器速度也就比一个人快一点,乃至不如两个人。

「除了质量操控,我没有看到机器人在职业中还有其他作业时机,由于传送带移动速度太快了。」van Dijk 曾说。

美国的收回商也一般在光学分拣机其他分拣设备后面装置这些机器人,替代人類,作为质量操控检查:

比方,BHS AI 体系就被用于 PET 容器出产线的质量操控,从现已被别离出来的 PET 中提取铝和其他有价值的东西。

业界简直共同以为,质量操控是机器人分拣机的最佳用处。

BHS Max AI

ZenRobotics Heavy Picker 分选日子废物

一些创业公司的最新产品也测验将可见光与光学分选仪的集成,进步辨认才干。

比方,Bollegraaf 最新 RoBB 机器人运用 NIR(近红外)和高光谱相机,经过资料辨认和 3D 检测,完结可收回物精确分选。

公司乃至直接将这款机器人称号为自动 QC 分拣机器人。

RoBB QC sorting robot

其实,除了这些,AI 还能供给一些光选体系无法供给的价值。

与近红外分拣机不同,视觉体系不只能够核算带下来的不同类型包装的数量,还能够辨认品牌并预算分量,乃至能够在将来以量化丢掉到废物填埋场的可收回资料。

并且,一些模型现已能够创建每日陈述,显现机器人挑选了什么,它能够收回多少资料,以及收回资料所代表的流的百分比。不只能够协助工厂更容易地操控库存,还能供给工厂全面作业的数据。

当许多机器人连接到云端,当一个新的包装呈现在某条分类线上,机器人学会辨认分类后,其他机器人也会把握。

在近两年,为数不多的两三起技能引入中,美国收回商购买光学分选设备的数量多于机器人。一些收回商在谈及购买光学分选设备时,用词经常是「不得不」,为了进步分选质量,卖出更好的价钱。

河北省廊坊市文安县,也是我国闻名的废塑料收回聚集地,部分私人小作坊依然在「迎风作案」,违规出产塑料制品。

这和我国的收回现状形成了鲜明对比:

在我国,一台二手切碎机,一个大水缸和一辆跑运送的车,就能够开端塑料收回。

至于废纸收回,美国将废纸分为 51 类,为怎么运用供给了一个分选规范,许多造纸厂依然需求高度分类的纤维进行操作。而在我国大部分区域,废纸只需旧报纸、杂志和纸箱三类。没有得到充沛分类的废纸,只能作为混合纸降级运用,没有较高的附加值。

事实上,只需人工本钱依然低价到能够雇人加工塑料,只需人们愿意为穿两三次就断掉的拖鞋付费,只需处在城市边缘的那些拾荒人不肯意被收编,多么先进的技能都触及不到核心问题。

与机器人和 AI 比较,出台更为具体废纸分类规范、给废纸收回企业更多的税费优惠,让他们有利可图,反而更为实际。

究竟是赢利的影响,而不是任何品德和技能,才会将旧塑料瓶罐转变成新塑料瓶。

三、光亮的未来

现在,大约有 80 多台机器人正在美国或加拿大作业或已被购买,从事着住宅和商业可回物,混合废物,塑料和电子设备以及修建废物的分选。

并且,三分之一会集在加州。

这并不让人意外,这儿不仅仅全美废物收回率高的区域,也是赋有之地。动辄百万的光选设备,也只需有钱人才用得起。

在丹麦,也作业着一个相似单流收回技能的废物处理场:

在霍尔斯特布鲁市,当地居民可将塑料废物和金属废物扔到同一个废物箱,机器人会将对其进行细化分类,仅塑料就能辨认出 20 多种。

数据来历: How recycling robots have spread across North America

北美出售机器人的状况,其间BHS体系布置最多。从地理方位看,这些机器人现已在 15 个州和 3 个省装置。三分之一在加州。

有的收回公司在承受采访时,泄漏近期订货了六台机器人。理由也很简单明晰:

现在的机器人分选速度现已进步到了每分钟 80 多个,逾越了人类极限。在这个有含义的时刻,他们愿意为每台机器人,移除两名工人。

机器人价格也没有贵的那么离谱,至少和光学分选设备比较起来:

BHS MAX-AI AQC-1 每台价格 20 万美元(不包含装置费、运费、电费和其他费用);ZenRobotics 一只手臂每小时能够举起 2000 个重物,举起 60 磅重的物体。一双巨臂,需求花费 70 万至 80 万欧元。

据媒体报道,一台人工智能辅佐分拣机的本钱或许在 20 万美元到 90 万美元之间,有些还需求每年数千美元的软件租借费用。

可是一台光学分选设备价格高达百万美元。

现在,收入同享和租借形式能够确保收回商们在不破产的状况下,进入人工智能技能。

不过,80 多台机器人的数字并不算多。从全美最威望的废物收回杂志 Scape收拾的部分信息来看,收回公司最近两年要点并非在于先进技能的引入,而是产能扩张(或许是受我国禁令影响):

买地、建厂、添加出产线以及并购。

更多收回商仍报以慎重的张望情绪。

有的正在评价布置更多机器人的或许性;

有的以为,机器人技能还有五年的时刻才干真实完结它的方针;

有的收回商根据曩昔几十年的经历,劝诫自己不要在最新和最闪亮的技能进入商场时就急着投入资金。

想要经过机器人盈余,彻底取决于你的应战——什么是入厂质料,终究产品方针又是什么:

假如确保不了吞吐量,每分钟没有满意的分选使命让机器人 24 小时高速作业,那么,收购这些设备或许不是最适宜的。

并且,收回商还需求核算劳动力本钱、雇佣和训练职工的本钱 (这些职工一般从事手艺分拣作业),然后将其与机器人的本钱进行比较。

另一方面,制作商业正在尽力赢得收回商的信赖。这几年,机器人也有了更多的辨认和分拣才干。

AMP 一开端是做日子废物分选的,并且其时只能分选纸盒,现在,他们在两家电子废品收回设备装置了分拣机器人,正在探究有机和轿车废料分类;最近,他们还推出了具有双臂的高性能机器人,能够以每分钟 160 件的速度进行分选;

ZenRobotics 以修建废物分类著称,现在也将分选规模扩展到了日子废物、废金属分选。其他机器人也在电子废料、工商废物碎片等范畴看到了机会。

当光学分拣机第一次进入商场时,收回商很慎重,它们只能可靠地分选 PET 。后来,光学分选规模从 PET 扩张到各种等级的纤维。制作商们以为,跟着越来越多的收回商将机器人技能融入他们的设备,更多的挑选和更多的类型将进入商场。

「咱们仅仅触及了机器人所能做的作业的皮裘。咱们还不知道他们能做什么。」

有人乃至猜测,未来 5 到 10 年,观赏一个没有机器人的收回设备将是不寻常的。从长远来看,收回公司或许会环绕机器人进行规划。当下,人工智能在收回运用方面的运用才刚刚开端。

四、看不懂的智能废物桶

假如说,AI 机器人的处理速度和精确度,能够满意工业链后端对分选质量的严苛要求,然后找到有付费志愿的用户(尽管远谈不上大规模化运用),那么,当 AI 被移植到工业链最前端——遍及在一切公共场合的无数个废物桶时,甲方又会由于它能满意什么样的相对刚需,而愿意付费呢?

这儿好像有一个悖论:

能够满意相对刚需的 AI,价格也不会廉价,就像那些进行质量把关的分选机器人;

而摆在公共场合,随时或许被路人破坏乃至搬走的废物桶,不或许造价贵重,这又反过来约束了 AI 技能的投入本钱。

尽管前端原本就不是担任精选,仅仅实行开始分类作业,可是,粗颗粒的辨认作用(比方,这是金属、塑料或许纸盒),又能带来多大的商业价值,让客户买单呢?(政府购买就另当别论了)。

现在,上海计划年末前投进 2000 个 AI 废物桶,听说,这些废物桶晋级后能够辨认 95% 的可收回废物。直到现在,笔者都未曾见过真容,但从笔者曾看到国内几个智能废物桶分类计划来看,造价不高的,辨认作用也极大约束了商用潜力发掘,有的底子没有触及机器视觉。

其实,并非一切人附和这如此涣散的智能分类战略。

Bollegraaf 公司在承受媒体采访时曾表明,会集分类才是日子废物的发展方向。

假如你能把一切东西搜集起来,然后在一个中心车站用适宜的设备进行分类,那将是收回废物的最佳方法,由于降低了运送的本钱与复杂性。

加拿大某机场的奥斯卡机器人

不过,现在正在为机场,大学和几家国际500强公司执役的 OSCAR 废物桶,给了咱们另一种好像可行的思路。

体系硬件首要包含摄像头和超声波传感器,经过软件算法辨认顾客手中的物品。

当体系感应到有人接近时,会自动重视他们手中的物品并猜测出手中的废物是什么,经过一个小屏幕告知人们投进的正确方位。

他乃至能够确认每件物品的组成部分。比方一个咖啡杯,Oscar 会主张顾客将杯子和盖子扔进不同的废物桶。

还能够经过一个人拿咖啡杯的方法来判别咖啡杯里是否装满了液体,提示他们在正确收回杯子之前先倒出来。

「要想成功地消除废物,咱们需求让废物桶自己考虑。」这是 Intuitive AI 创建的初衷。7月1日上海严厉推广废物分类后,这家明星公司 CEO 在推特上转发了这则新闻。

他们以为,一个抱负的情形应该是这样的:

一个人走到智能废物桶前,丢掉像易拉罐相同的废物。然后,人工智能体系将能够检查你丢掉的东西,并将其放入正确的废物流中。

这并非故事的悉数。

除了来自商业修建和物业管理公司的收入,这个体系更是一个商业情报搜集站。

一开端,公司向物业司理供给数据。他们能够获得有关哪些废物箱需求清空的实时信息,然后节约清洁作业人员的时刻;

搜集的数据还能够协助物业司理证明修建物的绿色或功率,如 LEED 认证或可持续性评级。

并且,摄像头不只能精确地看到箱子里装的是什么东西,并且还能辨认包装上的品牌。

比方,能猜到你是喜爱可口可乐仍是百事可乐。跟着时刻的推移,体系能够在商场、体育场和其他公共场所搜集史无前例的数据,然后了解到人们喜爱什么?不喜爱什么?一天中什么时分喜爱吃那个特定的东西?

这是一个关于哪些品牌更受欢迎的信息。因而。接下里公司能够向企业出售有关消费习气的特定地址数据,为运用自己产品(智能废物桶)的用户供给商家优惠。

其实,和美国不同,我国历来不是一个废物低收回在运用的国家,由于没有哪一种文明能像『贫民的文明』那样,如此鼓舞进步收回再运用率。

只需这个贫民文明还在,不管前端的废物桶变得多么聪明,它都不是决议赌注输赢的那枚棋子。

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