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  • 一种自动检测和收集垃圾的系统

      随着人口的不断增长,人类每天都在产生大量的垃圾,目前世界上许多国家,尤其是在城市地区,正面临与垃圾收集有关的重大问题。2019年7月1日,号称史上“最严格的垃圾分类法”《上海市生活垃圾管理条例》正式开始施行,一夜之间,上海人最常用的见面语从“侬好”变成了“侬是什么垃圾?”从未想过,看似简单的垃圾分类也能给聪明的人类带来如此大的困扰。
     
    图片来源:Bansal)
     
      一方面是每天都要面对小区大妈的灵魂拷问,还有一方面是因为996的机制,无法准时投放垃圾,面对这些困扰,我们是否可以通过技术来解决这些问题呢?例如,通过开发更有效的工具来收集垃圾。考虑到这一点,印度Vishwakarma政府工程学院的研究人员最近发明了一种廉价而有效的垃圾自动检测和收集系统。他们的这个系统在arXiv上早前发表的一篇论文中提出过,它使用人工智能(AI)算法来检测和定位周围的垃圾,然后用一个机器人抓取器把垃圾捡拾起来。
     
      研究人员在论文中表示:随着城市人口的不断增长,很难管理固体垃圾的数量。所以提出了一个非常卫生且廉价的系统,它使用AI算法来检测垃圾。
     
      研究人员将这个废物管理系统称之为AGDC(自动垃圾检测和收集),这个系统是由机器人体(即基座,机械臂和抽屉)和若干机器学习算法组成。该系统使用卷积神经网络(CNN)来检测地面及其附近的垃圾。一旦检测到一块垃圾,它就会通过分析由集成摄像头收集的图像来计算其位置。
     
      研究人员解释说:“物体检测是指在数字格式的图像和视频中识别特定类别的物体(如瓶子、猫、狗或卡车)的实例。AGDC使用物体检测将垃圾与图像/视频中的其余物体分类。物体检测算法使AGDC能够识别图像或视频中感兴趣的物体(即垃圾)所在的位置。”
     
      垃圾收集器分为三个主要部分:基座、机械臂和抽屉,基座将机器人推向垃圾,机器人手臂收集垃圾,抽屉存放机器人手臂收集的垃圾。
    (图片来源:Bansal)
     
      一旦系统的CNN在其附近检测到一块垃圾,另一种算法会估计机器人与垃圾之间的距离,同时还生成机器人到达目标位置的指令。垃圾的位置和这些指令会被反馈给一个微控制器,它基本上控制着机器人的运动。在完成物体检测任务后,接下来的任务是确定物体距机器人手臂基部的距离,这是机器人手臂拾取垃圾所必需的。当微控制器接收到关于垃圾位置的信息,它就会将机器人移动到那个位置。机器人最终到达CNN检测到的垃圾时,它会使用机械臂将其收集并将其放入连接到其身体的容器(即抽屉)中。
     
      目前,研究人员已经开发了一个垃圾检测系统的原型,可以收集高达100-200克的垃圾,未来他们还将扩展这个原型,计划可以收集两到三公斤的垃圾。
     
      此外,该团队正在考虑开发和培训一个新的CNN模型,使AGDC能够同时检测多块垃圾,最终,将机器人连接到互联网,实现更广泛的应用。例如,创建一个自动化的系统网络,通过协作有效地收集特定领域的垃圾。
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