Recoil mutlak: robot akan menghapuskan semua pencemaran alam sekitar

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Sejak zaman Yunani Purba, isu sisa adalah akut. Salah satu eksploitasi Hercules - pembersihan kandang Augean - sudah berada dalam kuasa hanya setengah dewa pada zaman itu. Di Jerusalem, bahagian tanah tempat sampah dibuang dan tempat sampah dibakar dipanggil Gehenna Fiery, yang kemudiannya menjadi sebutan umum neraka.

Pada Zaman Pertengahan, sampah dan kumbahan dibuang dari tingkap terus ke jalan, yang menyebabkan wabak penyakit seperti tipus dan wabak. Selepas berabad-abad, kami tidak membuang sampah melalui tingkap, tetapi menyimpannya di tapak pelupusan sampah, dan di beberapa negara kami mengitar semulanya.

Setiap tahun, 2 bilion tan sampah dicipta di dunia. Di Rusia, satu keluarga membuang lebih daripada 250 kg setahun, akibatnya 38 bilion tan telah terkumpul. Dari segi keluasan, ia adalah 4 juta hektar atau Switzerland sahaja. Sudah tentu, sampah tidak terletak di satu tempat, tetapi diagihkan ke ribuan tapak pelupusan sampah, termasuk yang haram. Pengumpulan sampah yang paling besar ialah tapak pelupusan sampah di Guangzhou dan Hong Kong seluas seratus hektar, tempat pembuangan peranti elektronik Guiyu di China seluas 5, 2 ribu hektar, atau Tampalan Sampah Besar di Lautan seberat 80 ribu tan.

Sampah di tapak pelupusan terbakar, menyebabkan masalah paru-paru dan mata atau kanser pada penduduk setempat. Sampah mereput, masuk ke dalam tanah, tumbuhan dan air bawah tanah dan laut. Ikan di laut makan plastik, yang disimpan di dalam tisu mereka dan berakhir di atas meja kami. Walaupun sampah itu jauh, ia menyentuh kita.

Masalah sampah adalah global. Demigod tidak lagi akan membantunya - robot telah menggantikannya. Mereka mungkin boleh mengendalikan berbilion tan sisa, kerana manusia belum melakukannya. Mari kita lihat cara robot mencari, mengumpul sampah, mengawal sumber pencemaran dan membantu orang ramai.

Robot - punca dan penyelesaian

Kami telah pun menulis tentang cara robot membantu dalam jualan dan pemasaran: mereka bertemu tetamu di restoran, hotel, bermain dalam persembahan dan bekerja sebagai penganjur. Lama dahulu mereka mengambil tempat orang dalam pengeluaran. Mereka juga mampu memusnahkan sampah, tetapi, yang menarik, mereka berkaitan secara langsung dengan masalah sampah ini.

Robotisasi besar-besaran bermula pada 50-an dan 60-an abad yang lalu, apabila robot perindustrian diperkenalkan untuk pengeluaran pelbagai barangan: dari kereta hingga kosmetik. Pada mulanya, robot melakukan operasi mudah, seperti mengecap setem, kemudian yang lebih rumit: memotong, mengimpal dan memasang bahagian. Kini kilang-kilang automatik sepenuhnya sudah beroperasi, di mana keseluruhan kitaran tugas pengeluaran dirobotkan.

Robot itu tidak letih, tidak meminta kenaikan pangkat, gaji bercuti dan tidak melakukan mogok, dan kecekapannya adalah satu susunan magnitud yang lebih tinggi daripada manusia. Oleh itu, dengan kedatangan robot, terdapat lebih banyak barangan dan perkhidmatan. Lebih banyak barang - lebih banyak kos sumber. Lebih banyak kos sumber dan barangan - lebih banyak sampah. Robotisasi menjadikan pengeluaran lebih murah, mencipta lebih banyak produk nilai tambah dan mempercepatkan ekonomi. Jika pengeluaran bertambah, pembaziran pengeluaran ini juga bertambah.

Walau bagaimanapun, persekitaran tidak boleh memecut. Dia tidak dapat menampung sampah semasa, apa yang boleh kita katakan tentang masa depan? Secara semula jadi, tiada mekanisme, bakteria atau haiwan yang boleh memproses besi, kaca atau produk petroleum. Beberapa tahun yang lalu, bakteria telah ditemui yang mengurai beberapa jenis plastik, tetapi sangat perlahan - 1 milimeter dalam 30 minggu. Bakteria akan mengambil beribu-ribu tahun untuk menampung jumlah plastik semasa, walaupun semua kilang yang mengeluarkan yang baharu ditutup.

Robot adalah salah satu punca masalah sampah, tetapi ia juga boleh membantu kita: mengumpul, menyusun, membuang dan mengitar semula sampah.

Kitaran sampah

Mari kita lihat kitaran hayat sampah, di mana robot boleh dimuatkan ke dalam rantai, dan apa sebenarnya yang boleh mereka lakukan.

Selain daripada pengeluaran, hayat sisa dibahagikan kepada beberapa peringkat:

Koleksi

Menyusun

Memproses

Pelupusan

Sekarang semua ini dilakukan oleh orang. Kami mengumpul sampah dalam beg dan memasukkannya ke dalam tong. Di sesetengah negara, seperti Sweden, Finland atau Switzerland, penduduk dikehendaki oleh undang-undang untuk mengisih sisa kepada kaca, plastik, bahan organik dan jenis lain. Selepas sampah masuk ke dalam tong sampah, ia akan diambil dengan lori sampah dan diangkut ke pusat pengedaran, kemudian ke tapak pelupusan sampah atau ke loji kitar semula sisa.

Langkah pertama ini - pengumpulan sampah - boleh dirobotkan.

Kutipan dan pelupusan sampah

Mesin pengumpul sisa

Peringkat pertama robotisasi kutipan sampah ialah mesin kutipan sisa. Mereka telah pun dilaksanakan dan bekerja di Sweden di pasar raya, farmasi dan stesen minyak. Mesin menerima isi rumah kecil dan sisa berbahaya: mentol lampu, bateri, varnis, pelekat, cat, tin semburan, bekas kaca, tin. Mesin layan diri memberikan ganjaran untuk sampah yang diterima.

Ini adalah bagaimana dua tugas diselesaikan. Yang pertama adalah untuk mengajar orang yang mempunyai insentif kewangan untuk tidak membuang sampah di mana-mana. Yang kedua ialah mengautomasikan kutipan sisa dalam beberapa cara.

Peranti sedemikian masih terdapat di Rusia hanya dalam jumlah kecil - contohnya, di kedai makanan kesihatan VkusVill. Selama hampir dua tahun, kedai-kedai itu mempunyai bekas untuk menerima bateri. Setiap bulan mereka mengumpul hampir 10 tan bateri, dan kedai membelanjakan 700 ribu rubel untuk pelupusan sisa berbahaya. Tiada ganjaran untuk bateri yang didermakan, tetapi ia tidak diperlukan - semuanya berfungsi pada altruisme. Secara berasingan, terdapat pandomat - peranti untuk menerima botol plastik dan aluminium.

Bekas sisa pintar

Jiran orang Sweden, Belanda di The Hague, juga telah mengambil jalan ini dan memperkenalkan tempat pembuangan sampah pintar. Bekas mempunyai sensor kepenuhan. Maklumat mengenai perkara ini dihantar ke perkhidmatan pengumpulan empat kali sehari. Perisian dalam perkhidmatan menganalisis jumlah sampah dan membina jadual pengumpulan - setiap kali laluan berbeza, bergantung pada data. Pengumpul sampah menjimatkan masa dan wang dengan tidak mengutip tong sampah separuh kosong, pemanduan yang tidak perlu di sepanjang laluan dan tanpa terperangkap dalam kesesakan lalu lintas. Di samping itu, sistem boleh merancang laluan untuk hari berikutnya, menganalisis data selama beberapa hari.

Penderia itu berada dalam 1,400 bekas sampah bawah tanah di The Hague. Pengilangnya ialah syarikat Enevo dari Finland. Ia menghasilkan penderia dan perisian analisis sisa dan beroperasi di 35 negara. Pelaksanaan sistem untuk perkhidmatan kerajaan dan syarikat swasta telah menunjukkan bahawa kutipan automatik adalah lebih cekap daripada kutipan manual. Syarikat menjimatkan 30% kos kutipan sisa menggunakan penderia dan perisian. Penjimatan kadangkala boleh setinggi 50%.

Di Rusia, terdapat analog - peranti dari syarikat Wasteout. Ini ialah peranti dengan penderia terbina dalam: ultrasonik, suhu, kecondongan dan modul radio untuk menghantar data pada kepenuhan bekas. Sistem ini serupa dengan Enovo, tetapi ukuran diambil secara berbeza, jadi paten tidak dilanggar. Peranti buangan dipasang di Moscow, St. Petersburg dan Kaluga. Di Perm, ia digunakan oleh syarikat Bumatika, yang menguruskan tapak pelupusan sampah. Peranti dikonfigurasikan untuk berfungsi dalam fros, haba dan dilindungi daripada vandal.

Lori sampah pintar

Jika kita memberikan bekas sampah yang "pintar", mengapa tidak melakukan perkara yang sama dengan lori sampah? Nampak seperti langkah yang logik? Ya, itu betul.

Pada 2017, dua syarikat Sweden, Volvo gergasi kereta dan syarikat pelupusan sisa Renovo, melancarkan projek ROAR bersama - pengendalian Autonomous Refuse berasaskan robot atau trak sampah robot.

Trak sampah dikendalikan oleh seseorang, tetapi sebahagian daripada kerja itu adalah automatik. Laluan baru diletakkan oleh pemandu, dan kereta mengingatinya. Lain kali kereta itu akan memandu ke kontena sendiri menggunakan GPS, dengan penggunaan bahan api yang minimum. Trak sampah mengingati lokasi tangki dan halangan lain, boleh bergerak secara terbalik dan mengelilingi kereta yang diletakkan. Ia mempunyai penderia yang dipasang, dan jika ia melihat kucing, kanak-kanak atau objek bergerak lain di jalan raya, kereta akan berhenti. Satu-satunya perkara yang dilakukan oleh seseorang ialah mengendalikan mekanisme yang memuatkan bahan buangan ke dalam badan.

Setahun sebelumnya, trak sampah yang sama dilengkapi dengan dron untuk memantau muatan tangki. Tetapi projek itu tidak dibangunkan. Trak sampah tanpa dron sudah berfungsi dengan cekap.

Pembersihan sungai dan laut

Isu yang berasingan ialah pembersihan laut, sungai dan tasik. Sampah lebih sukar dikawal di dalam air berbanding di darat. Arus membawa sisa ke pelbagai tempat, sampah terkumpul di bahagian bawah atau di ruang air. Sekiranya tiada arus, maka sampah akan kekal di luar pantai dan perlu dialihkan secara manual.

Bagaimanakah robot akan menangani perkara ini? Mari kita mulakan dari kecil

Pelabuhan dan kawasan pantai

RanMarine telah membangunkan robot WasteShark yang akan terapung di pelabuhan dan kawasan pantai dan mengumpul sisa sebelum ia memasuki lautan terbuka. WasteShark ialah "kotak bermulut" plastik terapung dan motor elektrik. Kotak "menelan" sampah di dalam air dan pada masa yang sama menganalisis kualiti air, mengukur suhu laut dan udara dan menghantar data ini "ke pantai". Operator kotak membetulkan kursus berdasarkan data.

WasteShark telah diuji di Rotterdam dan kini sedang mengutip sampah di UK dan Dubai.

Pada masa hadapan, RanMarine merancang untuk memasang dan melepaskan robot Great Waste Shark yang besar ke dalam laut. Dia akan dapat mengutip 500 kg sampah pada satu masa. Robot itu akan dikuasakan oleh panel solar dan mengemudi laut menggunakan navigator.

Laut dan tasik

Peranti yang serupa dalam fungsi - Marine Drone - telah dibangunkan di Perancis. Pengarang (Sekolah Reka Bentuk Antarabangsa) memutuskan untuk mengasingkan Tampalan Sampah Besar. Marine Drone serupa dengan WasteShark tetapi terapung di bawah air. Robot itu seperti tong sampah dengan motor dan bateri yang terapung dan menangkap serpihan secara autonomi.

Robot itu berenang ke tempat sampah dikumpul di atas kapal, kemudian diturunkan, dan Drone Marin menangkap botol plastik, beg, kadbod, pada masa yang sama menakutkan ikan dengan pemancar bunyi. Apabila bakul penuh, robot kembali ke kapal, di mana sisa terkumpul dikeluarkan dan bateri dicas semula.

Beberapa lagi perkembangan pembersih marin

• Row-Bot ialah robot kecil buatan British yang membuang bakteria daripada air. Ia menarik tenaga daripada bakteria itu sendiri, yang "dicerna" dengan sendirinya.

• Seasarm dari USA - penghantar terapung yang mengumpul produk minyak dari permukaan air.

• FRED dari ClearBlueSea - platform layar 30m yang mengumpul plastik di laut.

Tempat sampah yang besar

Menghapuskan penyumbatan pantai sungai, laut dan tasik adalah tugas yang agak mudah. Mudah berbanding Tompok Sampah Besar. Ini adalah tapak pelupusan sampah terbesar di dunia - negeri sampah di tengah Lautan Pasifik. Ia sangat besar sehingga nampaknya ia tidak lama lagi akan mendapat bendera sendiri dan kerusi di PBB.

Kebanyakan tempat itu terdiri daripada plastik dan jaring ikan. Plastik rosak dari semasa ke semasa dan di bawah pengaruh air masin, dan kemudian menjadi zarah dalam julat saiz dari satu sentimeter hingga satu milimeter atau kurang. Zarah-zarah itu terampai dalam air dan membentuk "sup plastik". Sup ini memakan plankton, ia memakan ikan, dan seterusnya di sepanjang rantai makanan, plastik sampai ke meja kami.

Boyan Slat, seorang pencipta muda dari Belanda, ingin menyelesaikan masalah ini. Bojan mengasaskan Ocean Cleanup, sebuah syarikat permulaan yang matlamatnya adalah untuk membersihkan lautan daripada plastik. Perkembangan Boyana ialah gergasi, beberapa puluh atau ratusan meter, lengan terapung dalam bentuk V, yang dipasang jaring. Jaring ditenggelamkan ke dalam air pada sudut dan imbangan pada sauh dan pelampung kecil. Seluruh struktur terbentang ke laut, dan serpihan masuk ke dalamnya berkat arus.

"Larian" ujian telah dijalankan di luar pantai Holland, San Francisco dan Jepun, dan kini pembinaan sedang menuju ke Great Spot. Ya, reka bentuk Boyan bukanlah robot, tetapi mungkin ia akan menyelesaikan masalah sampah terbesar tanpa campur tangan manusia.

Pengasingan dan kitar semula sisa

Langkah seterusnya ialah menyusun. Ia telah memutuskan untuk menggabungkan pengisihan dan pengumpulan di China. Permulaan Clean Robotics telah memperkenalkan simbiosis tong sampah dan robot pengisihan - Trashbot. Robot itu adalah tong sampah dengan kamera, penderia, pengesan logam dan motor. Apabila seseorang menghampiri robot, sensor mengesan ini dan motor membuka penutup tangki. Serpihan jatuh ke dalam dan sistem memisahkan serpihan kepada logam, plastik dan jenis lain.

Pilihannya adalah eksotik. Jika anda tidak menganggap kacukan pelik tong sampah dan penghantar penyisihan, maka kaedah klasik menyusun sampah berjalan dalam beberapa peringkat:

Menyusun mengikut logam dan bukan logam

Diisih mengikut berat

Jabatan plastik

Pemisahan kertas

Pengasingan sisa makanan

Pengasingan sisa secara manual oleh pekerja yang, mengikut peraturan tertentu, mengasingkan sampah

Setiap peringkat dibahagikan kepada sub-peringkat. Semuanya bergantung kepada tahap pembangunan perusahaan pemprosesan di negara ini. Sisa, yang diletakkan dalam bekas yang berbeza, dihantar ke loji khas untuk pemprosesan teknologi.

Pengasingan sisa pembinaan

Seperti kerja membosankan lain, langkah pengisihan adalah automatik. Syarikat ZenRobotics dari Finland telah mencipta teknologi Recycler yang menggabungkan tiga peringkat menjadi satu, tetapi setakat ini hanya untuk sisa pembinaan.

Secara fizikal, robot ialah dua manipulator, tali pinggang penghantar, bekas volumetrik dan penderia: kamera video pelbagai jenis dan pengesan logam. Bukan fizikal - kecerdasan buatan, yang berdasarkan algoritma carian adaptif. Algoritma menggunakan prinsip fungsi otak manusia. Mereka menunjukkan kepadanya sampel sampah, menunjukkan jenis yang sepadan dengannya, dan algoritma belajar untuk mencari yang serupa dalam jumlah jisim sisa.

Serpihan disalurkan ke tali pinggang penghantar, dan penderia serta algoritma robot terlatih menentukan bahan item tersebut. Robot mengambil objek seberat sehingga 20 kg dengan manipulator dan mengarahkannya ke bekas penyimpanan atau tali pinggang penghantar yang sesuai untuk diproses. Ketepatan robot ialah 98%.

Jika robot tidak dapat mengenali sekeping sampah, maka ia akan pergi sepanjang penghantar ke bekas yang berasingan, dan sekali lagi ke permulaan penghantar. Berbanding dengan kaedah manual, pengisihan sedemikian adalah lebih cekap walaupun dengan ralat. Sistem pengisihan boleh terdiri daripada dua atau lebih robot. Perisian robot adalah pembelajaran kendiri dan seterusnya berfungsi dengan lebih tepat.

Robot serupa untuk membersihkan sisa pembinaan telah dibangunkan di China. Di Songjiang, salah satu daerah di Shanghai, kereta sebesar bangunan lima tingkat sedang membersihkan serpihan dari tapak pembinaan. Mereka mengasingkan sisa ke dalam tanah, pasir, batu bata dan sisa untuk pembakaran. Robot menghancurkan pecahan besar konkrit, batu atau mortar untuk memudahkan pengangkutannya ke tapak pelupusan. Sisa pembinaan sangat berdebu, tetapi masalah ini diselesaikan dengan tirai air. Dalam satu jam, robot itu memproses 300 tan sampah. Ini bersamaan dengan kerja 25 orang.

Robot ini adalah robot juruterbang. Mereka merancang untuk menambah baik peranti tahun ini. Reka bentuk ini dijalankan oleh pusat penyelidikan CSG Robot Base. Rancangannya adalah untuk mencapai tahap pemprosesan 600 ribu tan setahun. China adalah sebuah negara dengan pembinaan berterusan. Industri pembinaan menyumbang 6-7% daripada KDNK negara, jadi robot seperti itu ditakdirkan untuk digunakan di mana-mana.

Menyusun mengikut jenis yang berbeza

Satu lagi penyusun serupa telah dibangunkan di Jerman. Gunther Envirotech telah membangunkan kilang pengisihan Splitter. Tidak seperti rakan sejawatannya dari Finland, peranti Jerman tidak menggunakan penderia, penderia atau perisian. Sebaliknya, mekanik berfungsi: gerimit dan aci bentuk tertentu menyusun sisa mengikut bentuk, saiz dan berat kepada tiga kategori. Pengisihan sampah oleh robot Splitter adalah kasar dan sesuai untuk pecahan primer.

Evolusi penyusun selanjutnya akan mengikut laluan komplikasi. Sampah akan diasingkan kepada konkrit, bata ringan dan berat, konkrit berudara, silikat, gipsum, asbestos. Di luar industri pembinaan, robot perlu menjadi lebih rumit: menyusun plastik, kertas, kayu, peranti elektronik, kain, sisa makanan, ubat. Setiap kategori memerlukan pembahagian mengikut berat, saiz dan jenis, contohnya, kadbod dan kertas.

Laluan ini sedang dalam perjalanan di MIT - Massachusetts Institute of Technology. Pengisih robot RoCycle dalam pembangunan. Seperti yang dibayangkan, robot dapat menentukan jenis bahan. Untuk melakukan ini, dia mempunyai sensor sentuhan, dan pada masa hadapan kamera dan penglihatan komputer akan ditambah.

Terdapat beberapa robot pengisihan aktif lain

• AMP Cortex daripada AMP Robotics di Amerika Syarikat. Robot mengeluarkan kadbod dengan cawan sedutan daripada aliran serpihan pada penghantar. Sampah ditentukan melalui perisian yang boleh dikemas kini melalui "awan".

• Robot Liam. Di Amerika Syarikat, dia membongkar iPhone yang sudah lapuk, dan di England - TV dengan tiub gambar.

• Robot SamurAI daripada Machinex Technologies Kanada. Mengenali plastik, kadbod, kotak, pembungkusan dengan penglihatan mesin. Ketepatan robot sudah sama dengan manusia.

• Robot Rusia untuk menyusun sisa daripada GC "Teknologi Alam Sekitar dan Tenaga". Ia mengiktiraf 20 jenis plastik antara serpihan lain yang bergerak di sepanjang penghantar, bukan hanya dengan kamera, tetapi oleh spektrometer yang mengimbas komposisi dan warna kimia.

Terdapat juga projek muda Rusia yang masih belum membawa produk mereka ke pasaran. Antaranya Neuro Recycling, seorang penduduk YotaLab. Syarikat itu sedang membangunkan sistem pengasingan sisa menggunakan robot tugas sederhana dan ringan yang dikawal oleh rangkaian saraf. Pasukan projek mempunyai 120 orang, 50 daripadanya terlibat dalam pembangunan.

Robot-manusia tandem

Prospek memperkenalkan robotisasi dalam pengumpulan, pengasingan dan kitar semula adalah nyata. Kini, menggunakan teknologi yang "di tangan", tanpa mempertimbangkan idea-idea utopia atau hebat, adalah mungkin untuk mengautomasikan dan merobotkan peringkat kehidupan sampah.

Bagaimana rupanya?

Tong sampah pintar. Apabila mereka penuh, mereka memberi isyarat kepada "pusat kawalan", perisian menerima isyarat dan membentuk laluan.

Sampah diambil oleh lori sampah separa automatik yang boleh meletak sendiri dan mengingati jalannya.

Di tempat pemindahan, sampah diasingkan oleh penghantar robot ke dalam plastik, kaca, kadbod, sisa makanan dan dimasukkan ke dalam bekas yang berasingan. Jenis sisa tertentu dipadatkan dengan penekan, dikumpulkan dalam blok atau beg dan dihantar sama ada ke tapak pelupusan atau ke loji pemprosesan sisa.

Di kilang secara mekanikal: kren, manipulator, pembawa; sampah dihantar untuk dikitar semula.

Robot penghantar untuk menyusun pembinaan dan sisa awam telah pun beroperasi. Robotisasi sisa mengurangkan peratusan sisa yang pergi ke tapak pelupusan dan meningkatkan peratusan sisa kitar semula. Automasi boleh menguntungkan: menggantikan robot dengan sedozen orang semasa mengisih dan beberapa pemandu pada trak sampah mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan. Ini adalah peringkat logik sepenuhnya dalam pembangunan manusia, sama seperti automasi buruh pekerja di kilang. Walaupun autonomi mutlak belum dapat dilakukan, persamaan robot dan manusia dalam lingkungan sampah adalah nyata.