AMP Robotics公司使用自動(dòng)化和人工智能 (AI)技術(shù)對(duì)廢品物流中的材料進(jìn)行分類。該公司首席執(zhí)行官M(fèi)atanya Horowitz分享了這一系統(tǒng)如何運(yùn)作、如何利用數(shù)據(jù)以及自動(dòng)分揀如何影響包裝行業(yè)的見(jiàn)解。

　　AMP Robotics開(kāi)發(fā)了一個(gè)人工智能平臺(tái)(AMP Neuron)，用于區(qū)分可回收材料和廢物。您是怎么想到這個(gè)主意的?

　　從我還是個(gè)孩子的時(shí)候起，我就對(duì)機(jī)器人和智能的起源感興趣。在加州理工學(xué)院攻讀控制和動(dòng)力系統(tǒng)博士學(xué)位時(shí)，我看到了現(xiàn)在被稱為深度學(xué)習(xí)的主題的一些主要成果。

　　一系列算法上的突破導(dǎo)致機(jī)器學(xué)習(xí)首次學(xué)會(huì)了如何看東西，大致和人類一樣。畢業(yè)后，我想找到這項(xiàng)技術(shù)有用的地方，后來(lái)在回收領(lǐng)域找到了。

　　回收行業(yè)似乎對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的需求最大。當(dāng)我參觀回收設(shè)施時(shí)，我與人們談?wù)摿怂麄兠媾R的挑戰(zhàn)。

　　他們告訴我，在回收過(guò)程中分離出的材料的質(zhì)量問(wèn)題，以及設(shè)施中員工流動(dòng)率高的問(wèn)題。機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器人技術(shù)的融合提供了令人信服的機(jī)會(huì)，可以將傳統(tǒng)中勞動(dòng)密集型、高成本、不一致和限制性的任務(wù)進(jìn)行自動(dòng)化。自動(dòng)化可以從這些復(fù)雜的異構(gòu)材料流中釋放出更多的價(jià)值。

　　如何準(zhǔn)確識(shí)別不同的產(chǎn)品，并從廢品物流中去除正確的產(chǎn)品?

　　AMP的專有AI技術(shù)AMP Neuron，可以通過(guò)查看回收設(shè)施內(nèi)傳送帶上的可回收材料圖像來(lái)工作。相機(jī)對(duì)材料的感知方式與人類非常相似。

　　尋找特定的顏色、形狀、紋理、徽標(biāo)等，AI系統(tǒng)可識(shí)別與材料類型相關(guān)的圖案，并將這些圖像數(shù)字化，使用生成的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)推斷分揀環(huán)境中的可回收材料和污染物。

　　AI系統(tǒng)通過(guò)將數(shù)百萬(wàn)張材料圖像處理成數(shù)據(jù)來(lái)不斷訓(xùn)練自己，建立在不斷擴(kuò)展的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之上，以適應(yīng)設(shè)施材料流的變化。

　　向機(jī)器人傳輸哪些數(shù)據(jù)?信息如何在它們之間傳遞?

　　AMP Neuron將其在傳送帶上看到的每件物品的每張圖像數(shù)字化，然后根據(jù)客戶的設(shè)置引導(dǎo)機(jī)械臂拾取編程的材料。隨著更多機(jī)器人的部署，該行業(yè)將可以利用數(shù)百個(gè)單元的網(wǎng)絡(luò)智能。

　　我們?cè)谏a(chǎn)中部署的基于AI的機(jī)器人和傳感器越多，產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)就越多。就我們的系統(tǒng)而言，這種網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)成倍地增加了分揀的智能。

　　如果出現(xiàn)具有挑戰(zhàn)性的包裝類型或新材料，我們能夠捕獲圖像并訓(xùn)練AI來(lái)識(shí)別物體。然后將這些知識(shí)部署到整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中。

　　從本質(zhì)上講，我們部署的機(jī)器人越多，每個(gè)客戶就越能通過(guò)擴(kuò)展AI的材料知識(shí)來(lái)幫助另一個(gè)客戶。有趣的是，人工智能可以學(xué)會(huì)識(shí)別幾乎任何可以教一個(gè)人識(shí)別的東西。

　　這意味著人工智能可以識(shí)別超越塑料樹(shù)脂或其他類型的材料。它可以識(shí)別品牌、外形因素、某些類型的損壞。這為分揀功能提供了一個(gè)全新的水平。例如，它可以識(shí)別鋁箔與鋁罐，或食品級(jí)與非食品級(jí)聚丙烯。

　　系統(tǒng)正在識(shí)別和分類混合材料。

　　在分類回收時(shí)遇到的最常見(jiàn)問(wèn)題是什么?

　　回收涉及傳送帶上物體的種類、形狀和方向的無(wú)限變化。訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)檢測(cè)回收物品流中的物體并不容易，尤其是當(dāng)你考慮到這些物體到達(dá)回收設(shè)施時(shí)可能經(jīng)歷的物理變形時(shí)，這是一個(gè)完全不同的挑戰(zhàn)。

　　它們可以被折疊、撕裂、粉碎或部分被其他物體遮擋。這一挑戰(zhàn)反映在機(jī)器人抓手上，您需要能夠處理令人難以置信的各種不同形狀因素和包裝損壞類型。

　　此外，還面臨著跟上消費(fèi)品包裝不斷變化的最新趨勢(shì)的挑戰(zhàn)。任何依靠視覺(jué)觀察來(lái)學(xué)習(xí)包裝和材料類型之間關(guān)聯(lián)的機(jī)制都需要消耗穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流，以確保準(zhǔn)確分類對(duì)象。

　　如何幫助企業(yè)提高回收率?

　　我們正在努力提高回收的經(jīng)濟(jì)性和效率，從而降低回收成本并顯著增加高質(zhì)量回收原料的數(shù)量。為此，我們將技術(shù)作為改造解決方案部署到現(xiàn)有設(shè)施中，并運(yùn)營(yíng)我們自己的設(shè)施，從頭開(kāi)始使用AI設(shè)計(jì)。

　　一個(gè)重要因素是人工智能顯著降低了測(cè)量設(shè)施內(nèi)發(fā)生情況的成本。每個(gè)AI傳感器可以識(shí)別幾乎所有感興趣的不同材料類型。

　　憑借其以軟件為中心的方法，在設(shè)施內(nèi)進(jìn)行"廢物表征"的成本從每噸數(shù)千美元下降到每噸僅幾美元(或在某些應(yīng)用中不到1美元)。這將使了解行業(yè)中材料流動(dòng)的實(shí)際情況的成本降低了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　自動(dòng)化在改善包裝行業(yè)的回收和可持續(xù)性方面可以發(fā)揮什么作用?

　　回收過(guò)程的自動(dòng)化推動(dòng)了一致性，因?yàn)闄C(jī)器人可以 24/7 全天候工作。他們不累，也不需要休息。此外，它們可以在比人類移動(dòng)更快的皮帶上工作。

　　它們的一致性也提高了回收商品的質(zhì)量。機(jī)器人是靈活的;我們的系統(tǒng)可以進(jìn)行調(diào)整，以反映物料流變化、商品價(jià)格等。

　　材料回收設(shè)施(MRF)中廢料的數(shù)字化開(kāi)辟了許多潛在的應(yīng)用。目前MRF中部署的前兩個(gè)是機(jī)器人分揀以及獨(dú)立傳感器提供的描述性和診斷分析。

　　隨著傳感器分布在整個(gè)MRF中，我們能夠幫助MRF成為一個(gè)更加數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)施，以降低成本并增加收入。目前，MRF是一個(gè)集中的材料中心，但這些傳感器的擴(kuò)散開(kāi)始將MRF轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒅行摹?/p>

　　MRF中的數(shù)據(jù)捕獲也會(huì)影響新設(shè)施的設(shè)計(jì)。例如，AMP公司將AI應(yīng)用于物料識(shí)別和高級(jí)自動(dòng)化已經(jīng)成熟到可以開(kāi)發(fā)高分流二次分揀設(shè)施的地步，這些設(shè)施在更廣的范圍內(nèi)部署和維持都是具有經(jīng)濟(jì)性的。

　　通過(guò)我們的二次分揀模型，AMP 以高精度和純度回收各種形狀和屬性的混合紙張、金屬和塑料組合，特別關(guān)注基于AI技術(shù)特有的塑料混合物。我們將這些商品轉(zhuǎn)售給終端市場(chǎng)買家，包括加工商和制造商所需的定制化學(xué)和聚合物混合物。

　　我們的技術(shù)可以幫助生產(chǎn)商提高回收率，為可回收物創(chuàng)造新的價(jià)值流，最終幫助他們追求回收成分的目標(biāo)。隨著生產(chǎn)者責(zé)任延伸 (EPR) 計(jì)劃的出現(xiàn)和成熟，MRF設(shè)施中不斷增加的傳感器部署可以幫助滿足報(bào)告回收率的需求。

　　回收的數(shù)據(jù)收集、測(cè)量和材料表征也創(chuàng)造了一種機(jī)制，以支持政府和組織要求的環(huán)保計(jì)劃，這些計(jì)劃側(cè)重于垃圾填埋場(chǎng)轉(zhuǎn)移目標(biāo)和回收成分標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)更循環(huán)的經(jīng)濟(jì)。

　　AMP Cortex 正在為西班牙的一家企業(yè)分揀材料。

　　AI驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化解決方案如何影響包裝行業(yè)的發(fā)展?

　　我們最新的創(chuàng)新之一是 AMP Vortex，這是一種AI驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化解決方案，旨在提高薄膜和軟包裝的回收率。再生材料行業(yè)缺乏識(shí)別和分離薄膜和軟包裝的基礎(chǔ)設(shè)施，這些材料會(huì)干擾MRF設(shè)備，而不是為管理它而設(shè)計(jì)的。

　　薄膜和軟包裝進(jìn)入MRF的每一條生產(chǎn)線，導(dǎo)致高水平的污染。但是，由于重量輕，這些材料中的大多數(shù)都進(jìn)入了纖維生產(chǎn)線。

　　薄膜污染會(huì)降低纖維包的純度，導(dǎo)致收入損失或需要額外的下游后處理。由于這些材料回收原材料復(fù)雜且昂貴，薄膜和軟包裝的終端市場(chǎng)一直受到限制。

　　我們正在開(kāi)發(fā)的Vortex解決方案，以定位和回收用于打包和銷售的薄膜和軟包裝，這將最終減少這些材料產(chǎn)生的廢物。

　　我們的使命是應(yīng)用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)沒(méi)有浪費(fèi)的世界。我們已經(jīng)在建筑和拆除、電子廢料和有機(jī)物等領(lǐng)域有所發(fā)展，但我們的目標(biāo)是將我們的技術(shù)應(yīng)用于任何可以提高每噸材料利潤(rùn)率的環(huán)境中。

　　隨著行業(yè)響應(yīng)消費(fèi)品公司的承諾，使用更多的消費(fèi)后回收材料，對(duì)AI和機(jī)器人技術(shù)的需求繼續(xù)蓬勃發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有回收設(shè)施的現(xiàn)代化。

　　通過(guò)這些改造，我們看到了幾個(gè)領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，從材料表征能力的廣度和精度，到增加數(shù)據(jù)使用以改善回收操作，再到幫助政策制定者實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。