Nutně potřebujeme kompostovat více, abychom zachránili svět; Jak nám mohou pomoci AI a data

Svět má problém se odpadky – a tento problém se zhoršuje každým dnem. Odpadky by měly dosáhnout 3,4 miliardy tun ročně celosvětově do roku 2050, oproti 2 miliardám v roce 2016. Odpadky jsou významným přispěvatelem ke změně klimatu; skládky jsou hlavním zdrojem emisí skleníkových plynů. A to i v případě, že se podaří najít skládky; některé státy již začínají mít skládky plné.

Mnozí se obrací k recyklaci jako řešení problému plastového znečištění, ale recyklace zanechává mnoho věcí nedořešených, zejména u plastového balení, které je nejrychleji rostoucím zdrojem odpadků. Více než 90% všech plastů, „recyklovatelných“ nebo ne, skončí na skládkách, což dále zhoršuje náš problém se odpadky. Velká část z nich skončí jako mikroplasty, což vytváří ještě větší environmentální a zdravotní rizika.

Tohle clearly nemůže pokračovat – a jedním z řešení, které by mohlo pomoci snížit množství odpadků, které ucpávají svět, je masivní implementace kompostování, zejména pro potravinářské a balicí materiály. Dnes má pouze 27% Američanů přístup ke kompostovacím programům. To se musí změnit; a začíná to: spolu s rostoucí veřejnou investicí do kompostovací infrastruktury, pokročilá technologie, včetně AI, hraje rostoucí roli při helfení kompostování být efektivnějším a snazším pro zpracování kompostovatelných plastů; rozvoji nových kompostovatelných materiálů; a dokonce pomáhá měnit spotřebitelské chování.

AI a počítačové vidění pro třídění technologie a robotické kompostování

Když náklad odpadků přijde do kompostovacích zařízení, je třeba je třídit, aby se zajistilo, že nebudou žádné kontaminanty, protože to by narušilo proces kompostování nebo vedlo k nízkokvalitnímu kompostu. Toto třídění je často manuální a drahý proces. Ale AI mění to; vybavená počítačovým viděním, robotické třídiče mohou rychle odstranit kontaminanty z nákladů kompostovatelných odpadků. To umožňuje kompostovacím zařízením přijmout více odpadků obecně a ušetřit na třídění nákladů a času. Například od doby, kdy město San Antonio, Texas, začalo používat takové robotické třídění loni,尚 belum odmítlo žádný náklad organických odpadků; před tímto systémem kompostovací závod odmítal odpadky, které pravděpodobně obsahovaly i malé množství kontaminantů, protože to prostě nebylo stojí za to třídit.

Pokročilá zobrazovací technologie může být také použita pro třídění odpadků ve všeobecných zařízeních, identifikaci kompostovatelných materiálů a směrování jich do příslušných kanálů. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je digitální vodotisk, při kterém malé vodotisky umístěné na baleních a jiných spotřebitelských předmětech jsou čteny pokročilým systémem počítačového vidění, který pak automaticky třídí odpadky do příslušného proudu. Tyto vodotisky jsou zvláště důležité pro pomoc kompostérům přijmout kompostovatelné plasty; protože jim umožňují rychle rozlišit mezi kompostovatelnými a nekompostovatelnými plasty, které vypadají velmi podobně pro lidské oko.

Digitální vodotisk je řešení, které vyžaduje spolupráci napříč kompostovatelným balícím průmyslem, jakož i kompostéry a místními odpadovými společnostmi, které dohlíží na kompostování. To bude fungovat dokonale, pokud výrobci takového balení souhlasí s použitím těchto značek, a kompostéři budou mít zařízení pro jejich čtení. Věřím, že je to možné.

I bez digitálního vodotisku existuje počítačové vidění AI technologie, která může identifikovat kompostovatelné materiály, včetně plastů. Pokročilá třídění technologie je zvláště důležitá pro rozvoj kompostovatelných plastů, protože může také směrovat kompostovatelné plasty do správných kompostovacích podmínek, které se často liší od těch, které jsou vyžadovány pro potraviny nebo zahradní odpadky, což pomáhá kompostérům být efektivnějšími. Například tým z Velké Británie vyvinul senzorový systém, který třídí kompostovatelné materiály podle typu, kompostovacího systému, požadavků a doby kompostování. Systém používá technologii hyperspektrálního zobrazování (HSI), která používá pokročilé zobrazování pro zkoumání odpadků, analýzu pomocí chemické a fyzikální analýzy. Strojové učení se aplikuje na příchozí odpadky, se systémem zlepšujícím své třídění schopnosti, jakmile nový odpad vstupuje do systému – do té míry, že systém má přesnost 99%, se všemi kompostovatelnými materiály zpracovanými nejefektivnějším způsobem.

Zrychlování kompostování a objevování nových kompostovatelných materiálů

Pokud jde o samotný proces kompostování, senzory, spolu s AI-založeným počítačovým viděním, mohou také monitorovat podmínky, jako je teplota a vlhkost, aby zajistily, že jsou ideální pro postup kompostování, a provádět úpravy na místě, aby zajistily rychlejší a vyšší kvalitu kompostování. AI může předpovědět, kdy kompost bude připraven, další klíčový faktor je dělání procesu efektivnějším a produkujícího produktu konzistentní kvality, a důležité, když se odvolává na zemědělce, kteří budou kupovat tento konečný produkt.

Samozřejmě, že vše, co je uvedeno výše, je založeno na pokroku kompostovatelných plastů, oblasti, ve které AI a strojové učení mohou udělat důležitý příspěvek. Podle výzkumníků, stále existuje mnoho, co lze objevit o vztahu mezi polymery, které tvoří plasty, a biodegradací. Strojové učení může pomoci urychlit analýzu a klasifikaci pro existující polymery a vyvinout nové polymery. Rozšiřování knihovny dostupných polymerů pro kompostovatelné balení je nezbytné, protože to umožní nižší náklady, jakož i více možností pro charakteristiky balení. Například, jak víme z naší vlastní práce, některé značky mohou potřebovat balení, které má vyšší bariéru než ostatní. My také integrujeme návrh experimentů a AI management systémů, aby pomohly urychlit výzkum a vývoj a přizpůsobení různých balicích produktů, aby nejlépe splňovaly potřeby spotřebitelů, jakož i kompostovatelné požadavky.

Výhody pokročilé technologie jdou za hranice balení. AI a počítačové vidění mohou také pomoci vytvořit datové sady o tom, kolik potravin spotřebitelé plýtvají. To lze použít ke změně spotřebitelského chování, které je jedním z nejdůležitějších faktorů při snižování dopadu na životní prostředí. Například, Oregon State University vyvíjí chytré kompostovací nádoby, které používají počítačové vidění pro sledování, kolik potravin spotřebitelé plýtvají. Zatímco odpadky jsou pečlivě sledovány v jiných částech zemědělského a potravinářského řetězce, spotřebitelský odpad není pečlivě sledován a není dobře pochopen.

Existuje četné důvody, proč kompostování je konečným řešením pro snížení množství odpadků, které ucpávají skládky a přispívají ke skleníkovým plynům, a jiným environmentálním a zdravotním rizikům. Technologie by mohla pomoci kompostování udělat několik dalších kroků, otevírajíc cestu k slibnější budoucnosti pro planetu a pro lidstvo.