Читайте РБК без баннеров

Подписка отключает баннерную рекламу на сайтах РБК и обеспечивает его корректную работу

Всего 99₽ в месяц для 3-х устройств

Продлевается автоматически каждый месяц, но вы всегда сможете отписаться

Как нейросети помогают бороться с мусором в России

Фото: Nevlabs
Фото: Nevlabs
В рамках нацпроекта «Экология» государство поставило амбициозную цель: к 2030 году в России должно сортироваться 100% всех отходов. Разбираемся, как с этой задачей поможет справиться искусственный интеллект

Об авторе: Александр Неволин, основатель и директор компании Nevlabs, разработчика промышленных сортировщиков отходов на базе искусственного интеллекта, резидента «Сколково».

Как сортируются российские отходы сегодня

Существует два взаимодополняющих подхода к сортировке отходов. Первый — когда она выполняется на бытовом уровне силами населения, второй — на специализированных заводах.

В идеальной ситуации решение мусорного кризиса остается за повсеместным и, главное, грамотным раздельным сбором сырья. Это упрощает выделение полезных фракций для переработки и повышает ее рентабельность.

После принятия в 2019 году закона о раздельном сборе отходов в России постепенно стала появляться соответствующая инфраструктура. Наиболее массовое решение — это внедрение двухконтейнерной системы сбора отходов. Она подразумевает установку двух мусорных баков вместо одного общего: синего цвета для вторсырья (стекла, бумаги, алюминия, некоторых видов пластика), и серого — для смешанных отходов.

Зеленая экономика Как сортировать мусор дома. Краткая инструкция

О сложившейся культуре раздельного сбора отходов на уровне страны говорить рано. Во многих городах России все так же стоят контейнеры с одним общим отсеком. А там, где устанавливаются баки для раздельного сбора, населению может не хватать знаний о правильной сортировке. Например, многие считают, что бумажные стаканчики перерабатываются, однако зачастую они сделаны из целлюлозы, покрытой слоем тонкой пленки — из-за смеси материалов их нельзя отправить в макулатуру.

Второе решение — развитие промышленной сортировки и открытие новых мусоросортировочных заводов. С 2019 года сортировочные комплексы стали обязательным пунктом в цепочке утилизации отходов, результаты чего видны уже сегодня. По данным «Российского экологического оператора», на август 2021 года в ряде регионов уровень сортировки отходов достигал более 70%, а в Московской и Орловской областях — все 100%.

Фото:РБК Тренды
Зеленая экономика Бонус-эпизод «Зеленого» подкаста РБК Тренды: мусорная реформа в регионах

Нельзя утверждать, что преодолеть мусорный кризис нам поможет только один из описанных подходов: сортировка как силами населения, так и промышленная должны развиваться параллельно. Кроме того, в российской мусорной отрасли стало формироваться новое направление — использование искусственного интеллекта в распознавании и сортировке отходов.

Как ИИ распознает мусор

В мусоросортировочной сфере искусственный интеллект реализуется в виде сверточных многослойных нейронных сетей. Как и биологическая нейросеть, искусственная распознает объекты и их признаки слой за слоем, от простого к сложному. Сначала она определяет самые простые образы, к примеру, точки и линии. Далее нейронная сеть находит в них элементарные формы и геометрические фигуры. Так происходит вплоть до последнего слоя, на котором выдается ответ, какой объект находится перед нами.

Чтобы нейронная сеть научилась различать отходы, используется «обучение с учителем». При этом подходе люди предварительно вручную размечают фотографии отходов, указывая, что на них изображено — прозрачная ПЭТ-бутылка, полиэтиленовая пленка, бумага и так далее. На каждый вид отходов требуется от 5 тыс. до 10 тыс. примеров. После нейронная сеть обучается, когда ей последовательно показываются размеченные фотографии. В этих примерах она находит закономерности, которые использует в распознавании новых отходов.

В России развивается сразу несколько технологий сортировки отходов, которые используют в своей основе искусственный интеллект — промышленная сортировка, мусорные баки и фандоматы.

Фото:Namitha Hebbar / Shutterstock
Зеленая экономика Инновации мусорного сектора: фандоматы, датчики и умная сортировка

На что ИИ способен в сортировке отходов

Промышленная сортировка

Наиболее современные мусоросортировочные комплексы комбинируют несколько технологий, которые позволяют автоматизировать процессы.

Сначала мусор попадает в разрыватель пакетов. Для отсева органических отходов используются грохоты — устройства, которые отделяют остатки продуктов питания и мелкие фракции от остальных отходов.

Затем мусор отправляется на основные сортировочные линии. Наибольшую производительность на этом этапе показывают пневматические сортировщики — в конце конвейера располагается ряд форсунок, которые сжатым воздухом отстреливают выбранные фракции. Такие установки сортируют до 15 т отходов в час, а благодаря применению нейронных сетей вместо дорогостоящей гиперспектральной камеры они становятся доступными гораздо большему кругу пользователей. Если традиционные оптические сортировщики окупаются за 10–15 лет, то установки на основе нейронных сетей всего за год.

Несмотря на высокую производительность пневматических сортировщиков, у них может наблюдаться небольшой процент засора. С его устранением отлично справляются роботы, которые с помощью вакуумной присоски захватывают с конвейера нужную фракцию и перемещают ее в бак.

Оптимальная схема автоматического мусоросортировочного завода выглядит следующим образом: отходы проходят через разрыватель пакетов и грохот, который отсеивает мелкую фракцию. Основной поток грубо сортируется пневматическими сортировщиками, а небольшой засор устраняется роботами. На конечном контроле все же придется оставить человека, однако общая доля ручного труда в этой сфере сокращается на 90%.

Еще одно новое направление в промышленной сортировке мусора — это применение искусственного интеллекта в управлении заводом в целом. Например, если на каком-то участке возник затор из мусора, без ИИ оператор замедляет предыдущие конвейеры или вовсе временно их останавливает. Сегодня над ключевыми конвейерами можно установить сканер отходов, который будет анализировать проходящий под ним поток и сообщать эти сведения на центральный сервер завода. Если система увидит, что по конвейеру пошел слишком большой поток мусора, она сможет самостоятельно принять решение о замедлении тех или иных транспортеров. Таких ситуаций может быть множество, равно как и путей их «разруливания».

Фото:Ирина Белоносова для РБК
Зеленая экономика Уберизаторы мусора. Как энтузиасты приучают россиян сортировать отходы

«Умные» мусорные баки

Искусственный интеллект помогает сортировать отходы и на бытовом уровне. Например, компания TrashBack взяла обычный мусорный бак и встроила в его крышку модуль технического зрения. Он работает автономно на батарее и не требует дополнительного подключения к Интернету или электроэнергии.

Такой «умный» контейнер могут открыть только авторизованные в специальном приложении пользователи. Эта функция предназначена для контроля качества — если в бак попало что-то помимо принимаемого вторсырья, человеку приходит предупреждение в приложении или по почте.

Чтобы мотивировать людей сортировать отходы, за сданное вторсырье начисляются бонусы от компаний-партнеров, а также дается скидка на оплату ЖКХ по вывозу твердых коммунальных отходов.

Пока такой бак работает в тестовом режиме в подмосковном городе Реутов. Создатели проекта уверены, что технологию необходимо вводить во всей России. По их словам, это будет легко сделать в Москве, поскольку сами баки уже есть, необходимо только заменить обычную крышку модулем компании.

Фандоматы

Более усовершенствованный вид мусорных баков с интеллектом — это фандоматы. Первые автоматические приемники бутылок и банок появились в скандинавских странах еще в середине 1980-х годов, а сейчас они стоят там практически в каждом магазине. За каждую полезную фракцию фандомат выдает чек, которым можно расплатиться за продукты или обналичить на кассе.

В России подобные фандоматы разрабатывает компания WinBin. Схема работы схожая: бак открывается через приложение или по ссылке на сайте, далее нейронные сети и специальные датчики распознают тип сырья, за которое пользователю начисляются баллы. В больших фандоматах вторсырье спрессовывается в кипу для экономии места. Единственное значимое отличие от «умных» мусорных баков с технической точки зрения в том, что для работы фандомата необходимо подключение к электричеству.

Пилотной площадкой для тестирования фандоматов стала территория «МосТрансПроекта», также компания планирует сотрудничество с Московским метрополитеном.

Обновлено 15.11.2021
Главная Лента Подписаться Поделиться
Закрыть