Absolute terugslag: robotte sal alle omgewingsbesoedeling uitskakel

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Sedert die dae van Antieke Griekeland was die kwessie van afval akuut. Een van die wedervaringe van Hercules - die skoonmaak van die Augiese stalle - was in daardie dae reeds in die mag van slegs 'n halfgod. In Jerusalem is daardie deel van die land waar rommel gestort is en waar rommel verbrand is, Gehenna Fiery genoem, wat later die algemene benaming van die hel geword het.

In die Middeleeue is vullis en riool vanaf vensters direk op straat gegooi, wat epidemies van siektes soos tifus en pes veroorsaak het. Na eeue raak ons nie deur die vensters van vullis ontslae nie, maar bêre dit by stortingsterreine, en in sommige lande herwin ons dit.

Elke jaar word 2 miljard ton vullis in die wêreld geskep. In Rusland gooi een gesin meer as 250 kg per jaar uit, waardeur 38 miljard ton opgehoop is. In terme van oppervlakte is dit 4 miljoen hektaar of Switserland alleen. Vullis is natuurlik nie op een plek geleë nie, maar word oor duisende stortingsterreine versprei, insluitend onwettiges. Die mees massiewe ophopings van vullis is stortingsterreine in Guangzhou en Hong Kong van honderd hektaar, 'n stortingsterrein van elektroniese toestelle Guiyu in China vir 5, 2 duisend hektaar, of die Groot Vullisvlek in die Oseaan vir 80 duisend ton.

Vullis in stortingsterreine brand, wat long- en oogprobleme of kanker by plaaslike inwoners veroorsaak. Vullis ontbind, kom in die grond, plante en grondwater en see in. Visse in die see eet plastiek, wat in hul sneesdoekies neergelê word en op ons tafel beland. Al is die vullis ver, raak dit ons.

Die vullisprobleem is wêreldwyd. Die halfgod sal haar nie meer help nie – robotte het sy plek ingeneem. Hulle kan dalk miljarde ton afval hanteer, want mense doen dit nog nie. Kom ons kyk hoe robotte vullis vind, versamel, besoedelingsbronne beheer en mense help.

Robotte - oorsaak en oplossing

Ons het reeds geskryf oor hoe robotte help met verkope en bemarking: hulle ontmoet gaste in restaurante, hotelle, speel in vertonings en werk as promotors. Lank gelede het hulle die plek van mense in produksie ingeneem. Hulle is ook in staat om vullis te vernietig, maar, interessant genoeg, hou hulle direk verband met die probleem van hierdie vullis.

Massa-robotisering het in die 50's en 60's van die vorige eeu begin, toe industriële robotte ingestel is vir die vervaardiging van verskeie goedere: van motors tot skoonheidsmiddels. Aanvanklik het robotte eenvoudige bewerkings uitgevoer, soos om seëls te stempel, en toe meer ingewikkelde: sny, sweis en installering van onderdele. Nou werk ten volle outomatiese fabrieke reeds, waar die hele siklus van produksietake gerobotiseer word.

Die robot word nie moeg nie, vra nie bevordering, vakansiegeld nie en staak nie, en die doeltreffendheid is 'n orde van grootte hoër as dié van 'n mens. Daarom, met die koms van robotte, is daar meer goedere en dienste. Meer goedere - meer hulpbronkoste. Meer koste van hulpbronne en goedere - meer vullis. Robotisering maak produksie goedkoper, skep meer waardetoegevoegde produkte en versnel die ekonomie. As produksie groei, groei die vermorsing van hierdie produksie ook.

Die omgewing kan egter nie versnel nie. Sy kan nie die huidige gemors hanteer nie, wat kan ons sê oor die toekoms? In die natuur is daar eenvoudig geen meganismes, bakterieë of diere wat yster, glas of petroleumprodukte kan verwerk nie. 'n Paar jaar gelede is bakterieë ontdek wat sommige soorte plastiek ontbind, maar baie stadig - 1 millimeter in 30 weke. Dit sal bakterieë duisende jare neem om die huidige volume plastiek die hoof te bied, selfs al is alle fabrieke wat nuwes vervaardig, gesluit.

Robotte is een van die oorsake van vullisprobleme, maar hulle kan ons ook help: vullis versamel, sorteer, weggooi en herwin.

Vullis siklus

Kom ons kyk na die lewensiklus van vullis, waar robotte in die ketting kan pas, en wat presies hulle kan doen.

Afgesien van produksie, word die leeftyd van die afval in fases verdeel:

Versameling

Sorteer

Verwerking

Beskikking

Nou word dit alles deur mense gedoen. Ons versamel vullis in sakke en sit dit in dromme. In sommige lande, soos Swede, Finland of Switserland, word inwoners volgens wet verplig om afval addisioneel in glas, plastiek, organiese materiaal en ander tipes te sorteer. Nadat die vullis in die asblik ingekom het, word dit deur 'n vullisvragmotor opgetel en na 'n verspreidingsentrum vervoer, dan na 'n stortingsterrein of na 'n afvalherwinningsaanleg.

Hierdie eerste stap - vullisversameling - kan gerobotiseer word.

Vullisverwydering en -verwydering

Masjiene vir afvalverwydering

Die eerste fase van robotisering van vullisverwydering is afvalverwyderingsmasjiene. Hulle is reeds geïmplementeer en werk in Swede in supermarkte, apteke en vulstasies. Die masjiene aanvaar klein huishoudelike en skadelike afval: gloeilampe, batterye, vernis, kleefmiddels, verf, spuitkanne, glashouers, blikkies. Die outomaat gee 'n beloning uit vir die ontvangde vullis.

Dit is hoe twee take opgelos word. Die eerste is om mense met finansiële aansporings te leer om nêrens vullis te gooi nie. Die tweede is om die versameling van afval op een of ander manier te outomatiseer.

Sulke toestelle word steeds slegs in klein getalle in Rusland gevind - byvoorbeeld in gesondheidsvoedselwinkels VkusVill. Die winkels het nou al amper twee jaar houers vir die ontvangs van batterye. Elke maand versamel hulle byna 10 ton batterye, en die winkel spandeer 700 duisend roebels vir die wegdoening van gevaarlike afval. Daar is geen beloning vir geskenkte batterye nie, maar dit is nie nodig nie – alles werk op altruïsme. Afsonderlik is daar pandomats - toestelle vir die ontvangs van plastiek- en aluminiumbottels.

Slim afvalhouers

Die bure van die Swede, die Nederlanders in Den Haag, het ook hierdie pad ingeslaan en stel slim dumpsters in. Die houers het volheidsensors. Inligting hieroor word vier keer per dag aan die invorderingsdiens oorgedra. Die sagteware in die diens ontleed die hoeveelheid vullis en bou’n versamelskedule op – elke keer is die roete anders, afhangend van die data. Vullisverwyderaars spaar tyd en geld deur nie halfleë dromme bymekaar te maak nie, onnodige langs die roete te ry en sonder om in verkeersknope vas te sit. Daarbenewens kan die stelsel 'n roete vir die volgende dag beplan, en data vir 'n paar dae ontleed.

Die sensors is in 1 400 ondergrondse vullishouers in Den Haag. Die vervaardiger is die Enevo-maatskappy van Finland. Dit vervaardig sensors en afvalontledingsagteware en werk in 35 lande. Implementering van die stelsel vir staatsdienste en private maatskappye het getoon dat outomatiese invordering doeltreffender is as handmatige invordering. Maatskappye bespaar 30% op afvalinsamelingskoste deur sensors en sagteware te gebruik. Spaargeld kan soms so hoog as 50% wees.

In Rusland is daar 'n analoog - 'n toestel van die Wasteout-maatskappy. Dit is 'n toestel met ingeboude sensors: ultrasoniese, temperatuur, kantel en 'n radiomodule vir die oordrag van data oor die volheid van die houer. Die stelsel is soortgelyk aan Enovo, maar metings word anders geneem, so die patent word nie geskend nie. Wasteout-toestelle word in Moskou, St. Petersburg en Kaluga geïnstalleer. In Perm word dit gebruik deur die Bumatika-maatskappy, wat die stortingsterrein bestuur. Die toestelle is gekonfigureer om in ryp, hitte te werk en is beskerm teen vandale.

Slim vullisvragmotors

As ons “slim” vullishouers gee, hoekom doen ons dan nie dieselfde met vullisvragmotors nie? Lyk dit na 'n logiese stap? Ja dit is reg.

In 2017 het twee Sweedse maatskappye, die motorreus Volvo en die afvalverwyderingsmaatskappy Renovo,’n gesamentlike ROAR-projek geloods – Robot-based Autonomous Refuse handling of robotiese vullisvragmotor.

Die vullisvragmotor word deur 'n persoon bestuur, maar 'n deel van die werk is outomaties. Nuwe roetes word deur die bestuurder gelê, en die motor onthou dit. Volgende keer ry die motor op sy eie na die houers met GPS, met minimale brandstofverbruik. Die vullisvragmotor onthou die ligging van tenks en ander hindernisse, kan in trurat beweeg en om geparkeerde motors ry. Dit het sensors geïnstalleer, en as dit 'n kat, kind of ander bewegende voorwerp op die pad sien, sal die motor stop. Die enigste ding wat 'n persoon doen, is om 'n meganisme te gebruik wat afval in die liggaam laai.

’n Jaar vroeër was dieselfde vullisvragmotors toegerus met hommeltuie om tenklading te monitor. Maar die projek is nie ontwikkel nie.’n Vullisvragmotor sonder hommeltuie werk reeds doeltreffend.

Skoonmaak van riviere en see

’n Aparte kwessie is die skoonmaak van see, riviere en mere. Asblik is moeiliker om in water te beheer as op land. Strome dra afval na 'n verskeidenheid plekke, vullis versamel onder of in die waterkolom. As daar geen stroom is nie, bly die vullis van die kus af en moet dit met die hand verwyder word.

Hoe gaan die robotte dit hanteer? Kom ons begin klein

Hawens en kusgebiede

RanMarine het die WasteShark-robot ontwikkel wat in hawens en kusgebiede sal dryf en afval sal versamel voordat dit die oop see ingaan. WasteShark is 'n drywende plastiek "boks met 'n mond" en 'n elektriese motor. Die boks "sluk" die vullis in die water in en ontleed terselfdertyd die waterkwaliteit, meet die temperatuur van die see en lug en stuur hierdie data "strand toe". Die boksoperateur korrigeer die kursus op grond van die data.

WasteShark is in Rotterdam getoets en tel nou rommel in die VK en Dubai op.

In die toekoms beplan RanMarine om 'n groot Great Waste Shark-robot saam te stel en in die see vry te laat. Hy sal 500 kg vullis op 'n slag kan optel. Die robot sal deur sonpanele aangedryf word en die see met 'n navigator navigeer.

Seë en mere

'n Toestel soortgelyk in funksionaliteit - Marine Drone - is in Frankryk ontwikkel. Die skrywers (International School of Design) het besluit om die Great Garbage Patch uitmekaar te haal. Marine Drone is soortgelyk aan WasteShark maar dryf onder water. Die robot is soos 'n asblik met motors en batterye wat dryf en puin outonoom vang.

Die robot swem na die plek waar die vullis op die skip versamel word, dan word dit laat sak, en die Marine Drone vang plastiekbottels, sakke, karton, en skrik terselfdertyd die visse af met klankuitstralers. Wanneer die mandjie vol is, keer die robot terug na die skip, waar die versamelde afval verwyder en die batterye herlaai word.

Nog 'n paar ontwikkelings van seeskoonmakers

• Row-Bot is 'n klein Brits-vervaardigde robot wat bakterieë uit water verwyder. Dit trek energie uit die bakterieë self, wat dit op sigself "verteer".

• Seasarm van die VSA - 'n drywende vervoerband wat olieprodukte van die oppervlak van die water opvang.

• FRED van ClearBlueSea - 30m seilplatform wat plastiek op see versamel.

Groot vullisplek

Die verwydering van kusblokkades van riviere, seë en mere is 'n relatief eenvoudige taak. Eenvoudig in verhouding tot die groot vullisvlek. Dit is die grootste stortingsterrein ter wêreld –’n vullisstaat in die middel van die Stille Oseaan. Dit is so groot dat dit lyk of dit binnekort sy eie vlag en 'n setel by die VN gaan kry.

Meestal bestaan die plek uit plastiek en visnette. Plastiek breek mettertyd en onder die invloed van soutwater af, en dan in deeltjies wat in grootte wissel van 'n sentimeter tot 'n millimeter of minder. Die deeltjies word in water gesuspendeer en vorm 'n "plastieksop". Hierdie sop voed op plankton, dit voed op vis, en verder langs die voedselketting kom plastiek na ons tafel.

Boyan Slat, 'n jong uitvinder van Nederland, wil hierdie probleem oplos. Bojan het Ocean Cleanup gestig, 'n nuwe onderneming wie se doel is om die see van plastiek skoon te maak. Boyana se ontwikkeling is 'n reuse, etlike tiene of honderde meters, drywende arm in die vorm van 'n V, waaraan 'n net vasgemaak is. Die net word skuins in die water gesink en balanseer op ankers en klein vlotte. Die hele struktuur is uitgestrek in die see, en puin kom in dit danksy die stroom.

Toets-“lopies” is aan die kus van Holland, San Francisco en Japan uitgevoer, en nou is die konstruksie op pad na die Groot Plek. Ja, Boyan se ontwerp is nie 'n robot nie, maar miskien sal dit die grootste vullisprobleem oplos sonder menslike ingryping.

Afvalsortering en herwinning

Die volgende stap is sortering. Daar is besluit om sortering en versameling in China te kombineer. Clean Robotics-opstart het 'n simbiose van 'n asblik en 'n sorteerrobot - Trashbot - bekendgestel. Die robot is 'n asblik met kameras, sensors, metaalverklikkers en motors. Wanneer 'n persoon die robot nader, bespeur sensors dit en die motors maak die tenkdeksel oop. Die puin val na binne en die stelsel skei die puin in metaal, plastiek en ander tipes.

Die opsie is eksoties. As jy nie sulke vreemde basters van 'n vullisblik en 'n sorteervervoerband oorweeg nie, gaan die klassieke metode om vullis te sorteer in verskeie stadiums:

Sorteer in metaal en nie-metaal

Gesorteer volgens gewig

Departement van plastiek

Papier skeiding

Skeiding van voedselafval

Handmatige sortering van reste deur werkers wat volgens sekere reëls die vullis skei

Elke stadium word in substadia verdeel. Dit hang alles af van die vlak van ontwikkeling van verwerkingsondernemings in die land. Afval, wat in verskillende houers uitgelê word, word na spesiale aanlegte gestuur vir tegnologiese verwerking.

Sortering van bou-afval

Soos met ander eentonige werk, is die sorteerstap geoutomatiseer. Die maatskappy ZenRobotics van Finland het 'n Recycler-tegnologie geskep wat drie fases in een kombineer, maar tot dusver net vir bouafval.

Fisies is 'n robot twee manipuleerders, 'n vervoerband, volumetriese houers en sensors: videokameras van verskillende soorte en metaalverklikkers. Nie-fisies - kunsmatige intelligensie, wat gebaseer is op 'n aanpasbare soekalgoritme. Die algoritme gebruik die beginsels van die funksionering van die menslike brein. Hulle wys vir hom monsters van vullis, dui aan met watter tipe dit ooreenstem, en die algoritme leer om 'n soortgelyke een in die totale massa afval te vind.

Puin word op 'n vervoerband gevoer, en sensors en 'n opgeleide robot se algoritme bepaal die materiaal van die item. Die robot gryp 'n voorwerp wat tot 20 kg weeg met die manipuleerder en rig dit na die toepaslike stoorhouer of vervoerband vir verwerking. Die robot se akkuraatheid is 98%.

As die robot nie 'n stuk vullis kan herken nie, sal dit met die vervoerband na 'n aparte houer gaan, en dan weer na die begin van die vervoerband. In vergelyking met die handmatige metode, is sulke sortering doeltreffender selfs met foute. Die sorteerstelsel kan uit twee of meer robotte saamgestel word. Die robot se sagteware is selflerend en werk verder meer akkuraat.

’n Soortgelyke robot vir die skoonmaak van bou-afval is in China ontwikkel. In Songjiang, een van die distrikte van Sjanghai, is motors so groot soos 'n vyfverdiepinggebou besig om puin van 'n konstruksieterrein skoon te maak. Hulle skei die afval in grond, sand, bakstene en afval vir verbranding. Robotte vergruis groot breuke van beton, klippe of mortel om dit makliker te maak om dit na die stortingsterrein te vervoer. Bouafval is baie stowwerig, maar hierdie probleem is met 'n watergordyn opgelos. In een uur verwerk die robot 300 ton vullis. Dit is gelykstaande aan die werk van 25 mense.

Hierdie robotte is loodsrobotte. Hulle beplan om die toestel vanjaar te verbeter. Die ontwerp word deur die CSG Robot Base-navorsingsentrum uitgevoer. Die planne is om 'n verwerkingsvlak van 600 duisend ton per jaar te bereik. China is 'n land met voortdurende konstruksie. Die konstruksiebedryf is verantwoordelik vir 6-7% van die land se BBP, so sulke robotte is gedoem om oral gebruik te word.

Sorteer in verskillende tipes

Nog 'n soortgelyke sorteerder is in Duitsland ontwikkel. Gunther Envirotech het die Splitter-sorteeraanleg ontwikkel. Anders as sy eweknieë uit Finland, gebruik die Duitse toestel nie sensors, sensors of sagteware nie. In plaas daarvan werk die meganika: awegare en skagte van 'n sekere vorm sorteer die afval volgens vorm, grootte en gewig in drie kategorieë. Die sortering van vullis deur die Splitter-robot is rof en geskik vir primêre fraksionering.

Verdere evolusie van sorteerders sal die pad van komplikasie volg. Vullis sal gesorteer word in beton, ligte en swaar stene, deurlugbeton, silikaat, gips, asbes. Buite die konstruksiebedryf moet robotte selfs meer ingewikkeld raak: sorteer in plastiek, papier, hout, elektroniese toestelle, lap, voedselafval, medisyne. Elke kategorie vereis 'n verdeling volgens gewig, grootte en tipe, byvoorbeeld karton en papier.

Hierdie pad is reeds op pad by MIT - Massachusetts Institute of Technology. RoCycle-robotsorteerder in ontwikkeling. Soos bedink, is die robot in staat om die tipe materiaal te bepaal. Om dit te doen, het hy tasbare sensors, en in die toekoms sal kameras en rekenaarvisie bygevoeg word.

Daar is 'n hele paar ander aktiewe sorteerrobotte

• AMP Cortex van AMP Robotics in die VSA. Die robot haal die karton met 'n suigbeker uit die rommelstroom op die vervoerband. Vullis word bepaal deur middel van sagteware wat deur die "wolk" opgedateer kan word.

• Robotte Liam. In die VSA breek hy verouderde iPhones af, en in Engeland - TV's met prentbuise.

• Robot SamurAI van Kanada se Machinex Technologies. Herken plastiek, karton, bokse, verpakking met masjienvisie. Die akkuraatheid van 'n robot is reeds gelyk aan dié van 'n mens.

• Russiese robot vir die sortering van afval van die GC "Environmental and Energy Technologies". Dit herken 20 soorte plastiek onder ander rommel wat langs die vervoerband beweeg, nie net deur kameras nie, maar deur 'n spektrometer wat vir chemiese samestelling en kleur skandeer.

Daar is ook jong Russiese projekte wat nog nie hul produkte na die mark gebring het nie. Onder hulle is Neuro Recycling, 'n inwoner van YotaLab. Die maatskappy ontwikkel 'n afvalsorteringstelsel met behulp van medium- en ligte diensrobotte wat deur 'n neurale netwerk beheer word. Die projekspan het 120 mense, 50 van hulle is besig met ontwikkeling.

Robot-mens tandem

Die vooruitsig om robotisering in die versameling, sortering en herwinning van afval in te stel, is werklik. Reeds nou, met behulp van die tegnologieë wat "byderhand" is, sonder om utopiese of fantastiese idees te oorweeg, is dit moontlik om die stadiums van vullislewe te outomatiseer en te robotiseer.

Hoe kan dit lyk?

Slim asblikke. Wanneer hulle vol is, beduie hulle na die "beheersentrum", die sagteware ontvang die sein en vorm 'n roete.

Vullis word opgetel deur 'n semi-outomatiese vullisvragmotor wat op sy eie kan parkeer en die pad onthou.

By die oordragpunt word die vullis deur robotvervoerbande in plastiek, glas, karton, voedselafval gesorteer en in aparte houers gesit. Sekere soorte afval word met 'n pers gekompakteer, in blokke of sakke versamel en óf na 'n stortingsterrein óf na 'n afvalverwerkingsaanleg gestuur.

By die fabriek meganies: hyskrane, manipuleerders, draers; vullis word vir herwinning gestuur.

Vervoerrobotte vir die sortering van bou- en siviele afval is reeds in werking. Afvalrobotisering verminder die persentasie afval wat na stortingsterreine gaan en verhoog die persentasie herwonne afval. Outomatisering kan winsgewend wees: die vervanging van 'n robot met 'n dosyn mense wat sorteer en 'n paar bestuurders op 'n vulliswa verminder koste en verhoog doeltreffendheid. Dit is 'n heeltemal logiese stadium in die ontwikkeling van die mensdom, dieselfde as die outomatisering van werkers se arbeid in fabrieke. Alhoewel absolute outonomie nog nie moontlik is nie, is die tandem van robotte en mense in die vullissfeer redelik werklik.