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化身城市美容师 人工智能为环境产业“增智”

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2019-06-18 08:31 科技日报

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环卫工人被称为“城市的美容师”。不同于传统环卫工作者的扫把、垃圾三轮车的“标配”,近日在世园会亮相的无人智能清扫车“蜗小白”,采用了智能AI技术和无人驾驶技术,集成了多源传感器感知、融合定位、智能决策等技术,成为可以自动完成清扫、洒水、智能避障的“超级清洁工”。

据测算,一吨生活垃圾从前端收集、运输到后期处理的费用约为300—500元,我国生活垃圾处理市场规模可达1000亿元/年,单是道路清扫一项,每年市场规模就能达到500亿元左右。面对如此巨大的市场空间,环卫行业也成为人工智能创新的“风口”。

环卫智慧机器人让清洁更高效

除了世园会,目前,蜗小白还工作在清华大学、北京海淀公园、河北雄安新区等地。

据统计,我国现阶段31岁至49岁的环卫工人数量占比约为35%,50岁至60岁的环卫工人数量占比约为43%,60岁以上的环卫工人数量占比约为22%。劳动力短缺、高龄化、效率低下是当前环卫工作的“痛处”。

“环卫智慧机器人就很好的解决了上述痛点,其可广泛应用于广场、生活小区、机场高铁等众多场所,将大幅提升环境环卫行业的智能化水平和作业效率,杜绝环卫人工作业的安全隐患以及安全事故发生,大幅节省环卫人力成本。”中联环境执行总裁陈培亮说。

像蜗小白这样的环卫机器人并非个例,日前,中联重科环境产业有限公司发布了他们研发的环卫智慧作业机器人、无人驾驶小型扫路车。环卫智慧作业机器人集机器视觉、深度学习、全场景图像识别等技术于一体,能自动感知周边行人车辆、对垃圾进行追踪清扫,根据垃圾种类及负荷来调整作业车速、扫盘转速等作业参数,还能自动无线充电、室内作业与室外作业双模式无缝切换等。此外无人驾驶小型扫路车的运行视频、作业轨迹和工况数据都会实时传输到公司的调度云平台,支持远程对无人驾驶小型扫路车进行实时控制。

地埋式智能垃圾桶告别脏、乱、臭

除了让机器人来承担昼夜颠倒、环境艰苦的环卫工作,垃圾桶武装上人工智能之后,垃圾收集工作也得到改善。在北京朝阳区高原街的一处垃圾站,没有了常见的垃圾桶,取而代之的是一排像“充电桩”的设备,这种“地埋式垃圾收集设备”集除臭、灭火、称重、超重预警等多项智能技术于一身。朝阳区副区长刘海涛说,朝阳区是北京第一个引入地埋式垃圾站的。垃圾桶是小区必备的生活设施,但居民意见大,主要是脏和臭。现在,一刷证,就有一个密封盖弹起来,把垃圾放进去后,盖子会自动盖上。盖子是密封式的,保证不会有臭味溢出。垃圾桶满了之后,还会自动报警,提醒垃圾清运车来把垃圾桶运走,换上空的垃圾桶。

以前,垃圾站里摆满了垃圾桶,有时都堆得溢出来,臭气弥漫、蚊蝇滋生、污水横流,这样的“邻避效应”,让很多居民拒绝把垃圾桶和垃圾站放置在自家附近。“用上这种新型垃圾桶,垃圾离手即到地下,将之前垃圾站困扰环境的视觉污染、臭气污染、噪音污染等问题一次性解决了。” 刘海涛说,地埋式垃圾收集设备将在全朝阳区使用。

除地埋式智能垃圾桶外,朝阳区环卫中心还在朝阳公园试行无人驾驶清扫设备。该设备可以完成车库自动唤醒、自动贴边清扫等操作,车体配备5个激光雷达、12个超声波雷达、1套卫星制导系统、1套惯性制导系统,确保设备安全高效运转。

三维多模态技术准确分类垃圾

我国每年产生的生活垃圾约为3.6亿吨,基本属于没有分类的混合垃圾。混合垃圾基本不具有利用价值,如果进行人工分类,不但劳动强度大,而且工作环境欠佳,一不小心就可能危害工作人员的身体健康。

因此,物品分拣机器人能帮助处理大量的可回收物品。近日,MIT和发那科相继开发出了物品分拣机器人,以帮助处理大量的可回收物品。发那科的分拣机器人已实现利用视觉分析系统,对物品的化学成分以及形状进行实时扫描和分析,同时能够实时指定抓取方式和抓取顺序等。

这样的物品分拣机器人已经在一些城市投入使用。在杭州天子岭静脉产业园区的中城绿建工厂中,生产流水线上有混凝土、钢筋、砖块、玻璃、金属、陶瓷以及生活垃圾等。它们形状各异、规格不一、质量轻重有别、强度软硬悬殊,但旁边的机器人却能快速、持续、准确抓取待分拣物质。

“发达国家的垃圾前端分类清晰,资源化利用相对容易。鉴于我国实际情况,我们研发应用于垃圾分拣的机器人,它拥有独立知识产权、世界领先的三维视觉识别技术,进一步提升了垃圾分选工艺和生产线智能化水平。”中城绿建总经理李玮说,通过借鉴应用计算机视觉领域最新研究成果,垃圾分拣机器人能同时获取流水线上待分拣物质的二维、三维多模态信息,来模拟人类观察认识事物的行为;对于多种材质组合的垃圾,还能有效计算分割待分拣物质,使分割平均绝对误差小于3%;设计多受力点自动协调手爪,极大地提高了垃圾分选的质量和效率。

物联网与移动互联网使环卫更智慧

智慧环卫,是依托物联网技术与移动互联网技术,对环卫管理所涉及到的人、机器人、车、物、事进行全过程实时管理,合理设计规划环卫管理模式,提升环卫作业质量,降低环卫运营成本,用数字评估和推动垃圾分类管理实效。智慧环卫所有服务部署在智慧城市管理云端,对接智慧城市网络,以云服务方式随时为管理者及作业人员提供所需的服务。

上海市环境工程设计科学研究院有限公司总经理张益说,智慧环卫的提出与发展适应环卫大市场整体发展的趋势,智慧环卫,作为国内环卫行业信息化建设的引擎,依托物联网等技术,实现了对环卫工人、环卫机器人和环卫设备的实时监控,可以及时分配任务、提高突发事件应急能力,大大提高了各项工作的规范化、智慧化、标准化管理水平。而人工智能大大丰富了智慧环卫的内容,各种机器人新技术、新算法也让智慧环卫变得“更智慧”。

当前,我国面临着快速的城市化和老龄化问题,公众对城市环境要求也越来越高,未来做环卫的策略是尽可能装备化、机械化,未来少人化、智能化是方向,而开发无人驾驶、环卫机器人等或将是环卫行业新的“风口”。

陈培亮说,人工智能产品仅是中联环境“从传统的装备制造向产品智能化和智能制造”全面转型具体实践的一小部分。据预计,未来的5—8年,企业将能基本实现智慧城市全环境治理。

责任编辑:陶国琪(QT0003)

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