Πρέπει Επειγόντως να Κομποστοποιούμε Περισσότερο για να Σώσουμε τον Κόσμο: Πώς η AI και τα Δεδομένα Μπορούν να Βοηθήσουν

Ο κόσμος έχει ένα πρόβλημα αποβλήτων – και χειροτερεύει όλο και περισσότερο, καθημερινά. Τα απόβλητα προβλέπεται να φτάσουν 3,4 δισεκατομμύρια τόνους το χρόνο παγκοσμίως μέχρι το 2050, σε σύγκριση με 2 δισεκατομμύρια το 2016. Τα απόβλητα είναι ένας σημαντικός συντελεστής της κλιματικής αλλαγής· οι χωματερές είναι μια από τις κύριες πηγές εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Και αυτό ακόμη και αν μπορείτε να βρείτε χωματερές· ορισμένες πολιτείες έχουν ήδη ξεκινήσει να ξεμένουν από χώρο υγειονομικής ταφής.

Πολλοί στρέφονται προς την ανακύκλωση ως λύση στο πρόβλημα της ρύπανσης από πλαστικά, αλλά η ανακύκλωση αφήνει πολλά να επιθυμηθούν, ιδιαίτερα για τα πλαστικά συσκευασίας, την ταχύτερα αυξανόμενη πηγή αποβλήτων. Περισσότερο από 90% όλων των πλαστικών, «ανακυκλώσιμων» ή όχι, καταλήγει σε χωματερές, επιδεινώνοντας ακόμη περισσότερο το πρόβλημα των αποβλήτων. Πολύ από αυτά καταλήγουν σε μικροπλαστικά, δημιουργώντας ακόμη μεγαλύτερα περιβαλλοντικά και υγειονομικά ρίσκα.

Αυτό προφανώς δεν μπορεί να συνεχιστεί – και μια λύση που θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση της ποσότητας των αποβλήτων που φράζουν τον κόσμο είναι η μαζική εφαρμογή της κομποστοποίησης, ιδιαίτερα για τα τρόφιμα και τα υλικά συσκευασίας. Σήμερα, μόνο 27% των Αμερικανών έχουν πρόσβαση σε προγράμματα κομποστοποίησης. Αυτό πρέπει να αλλάξει· και έχει ήδη ξεκινήσει: μαζί με την αύξηση των δημόσιων επενδύσεων σε υποδομές κομποστοποίησης, η προηγμένη τεχνολογία, συμπεριλαμβανομένου του AI, παίζει ολοένα και μεγαλύτερο ρόλο στη βοήθεια για να κάνει την κομποστοποίηση πιο αποτελεσματική και πιο εύκολη για την αντιμετώπιση των κομποστοποιήσιμων πλαστικών· την ανάπτυξη νέων κομποστοποιήσιμων υλικών· και ακόμη και στη βοήθεια για να αλλάξει τη συμπεριφορά των καταναλωτών.

Τεχνολογία Ταξινόμησης με βάση το AI και την υπολογιστική όραση και Ρομποτική Κομποστοποίηση

Όταν φορτία αποβλήτων φτάνουν σε εγκαταστάσεις κομποστοποίησης, το περιεχόμενο πρέπει να ταξινομηθεί, ώστε να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν προσμίξεις, καθώς αυτό θα διαταράξει την κομποστοποίηση ή θα οδηγήσει σε χαμηλής ποιότητας κομποστό. Αυτή η ταξινόμηση είναι συχνά μια χειροκίνητη και ακριβή διαδικασία. Αλλά το AI αλλάζει αυτό· εξοπλισμένοι με υπολογιστική όραση, οι ρομποτικοί διαλογείς μπορούν να απομακρύνουν γρήγορα προσμίξεις από φορτία κομποστοποιήσιμων αποβλήτων. Αυτό επιτρέπει στις εγκαταστάσεις κομποστοποίησης να δέχονται περισσότερα απόβλητα γενικά, και να εξοικονομήσουν κόστος ταξινόμησης και χρόνο. Για παράδειγμα, από τότε που η πόλη του Σαν Αντόνιο, Τέξας, άρχισε να χρησιμοποιεί τέτοια ρομποτική ταξινόμηση πέρυσι, δεν έχει απορρίψει ακόμη φορτίο οργανικών αποβλήτων· πριν από αυτό το σύστημα, το εργοστάσιο κομποστοποίησης απέρριπτε απόβλητα που ήταν πιθανό να περιέχουν ακόμη και μικρές ποσότητες προσμίξεων, επειδή απλά δεν ήταν οικονομικά βιώσιμο να ταξινομήσει.

Η προηγμένη τεχνολογία απεικόνισης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ταξινόμηση αποβλήτων σε γενικές εγκαταστάσεις, αναγνωρίζοντας κομποστοποιήσιμα υλικά και κατευθύνοντάς τα στα κατάλληλα κανάλια. Ένας τρόπος για να επιτευχθεί αυτό είναι μέσω της ψηφιακής υδατοσήμανσης, στην οποία μικρά υδατογραφήματα τοποθετούνται σε συσκευασίες και άλλα καταναλωτικά προϊόντα και διαβάζονται από ένα προηγμένο σύστημα μηχανικής όρασης, το οποίο στη συνέχεια ταξινομεί αυτόματα τα απόβλητα στο κατάλληλο ρεύμα. Αυτά τα υδατογραφήματα είναι ιδιαίτερα σημαντικά για να βοηθήσουν περισσότερους κομποστοποιούς να δέχονται κομποστοποιήσιμα πλαστικά· καθώς τους επιτρέπουν να διακρίνουν γρήγορα μεταξύ κομποστοποιήσιμων πλαστικών και μη κομποστοποιήσιμων πλαστικών, τα οποία φαίνονται πολύ παρόμοια στο ανθρώπινο μάτι.

Η ψηφιακή υδατοσήμανση είναι μια λύση που απαιτεί συνεργασία σε όλη την βιομηχανία κομποστοποιήσιμων συσκευασιών, καθώς και από κομποστοποιούς και τοπικές εταιρείες διαχείρισης αποβλήτων που εποπτεύουν την κομποστοποίηση. Θα λειτουργήσει τέλεια αν οι κατασκευαστές τέτοιων συσκευασιών συμφωνήσουν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα υδατογραφήματα, και οι κομποστοποιείς θα έχουν τον εξοπλισμό για να τις διαβάσουν. Πιστεύω ότι είναι δυνατό.

Ακόμη και χωρίς ψηφιακή υδατοσήμανση, υπάρχει τεχνολογία ταξινόμησης με βάση το AI και την υπολογιστική όραση που μπορεί να αναγνωρίσει κομποστοποιήσιμα, συμπεριλαμβανομένων πλαστικών. Η προηγμένη τεχνολογία ταξινόμησης είναι ιδιαίτερα σημαντική για την προώθηση της χρήσης κομποστοποιήσιμων πλαστικών, καθώς μπορεί επίσης να κατευθύνει τα κομποστοποιήσιμα πλαστικά στις σωστές συνθήκες κομποστοποίησης, οι οποίες μπορεί να διαφέρουν από αυτές που απαιτούνται για τα τρόφιμα ή τα κηπευτικά απορρίμματα, βοηθώντας να γίνει πιο αποτελεσματική η κομποστοποίηση για τους κομποστοποιούς. Για παράδειγμα, μια ομάδα στο Ηνωμένο Βασίλειο έχει αναπτύξει ένα σύστημα ταξινόμησης με βάση αισθητήρες που ταξινομεί κομποστοποιήσιμα ανάλογα με τον τύπο, τις απαιτήσεις του συστήματος κομποστοποίησης και το χρόνο που απαιτείται για την κομποστοποίηση. Το σύστημα χρησιμοποιεί μια τεχνολογία που ονομάζεται υπερφασματική απεικόνιση (HSI), η οποία χρησιμοποιεί προηγμένη απεικόνιση για να εξετάσει τα απόβλητα, αναλύοντάς τα με χημική και φυσική ανάλυση. Η μηχανική μάθηση εφαρμόζεται στα εισερχόμενα απόβλητα, με το σύστημα να βελτιώνει τις ικανότητες ταξινόμησής του καθώς νέα απόβλητα εισέρχονται στο σύστημα – μέχρι το σημείο που το σύστημα έχει ποσοστό ακρίβειας 99%, με όλα τα κομποστοποιήσιμα υλικά να υποβάλλονται σε επεξεργασία με τον αποτελεσματικότερο δυνατό τρόπο.

Επιτάχυνση της Κομποστοποίησης και Ανακάλυψη Νέων Κομποστοποιήσιμων Υλικών

Όταν πρόκειται για τη διαδικασία κομποστοποίησης, οι αισθητήρες, μαζί με την τεχνολογία ταξινόμησης με βάση το AI και την υπολογιστική όραση, μπορούν επίσης να παρακολουθούν συνθήκες όπως η θερμοκρασία και η υγρασία, διασφαλίζοντας ότι είναι ιδανικές για την προώθηση της κομποστοποίησης και πραγματοποιώντας διορθώσεις στο σημείο για να διασφαλίσουν ταχύτερη και υψηλότερης ποιότητας κομποστοποίηση. Το AI μπορεί να προβλέψει πότε το κομπόστ θα είναι έτοιμο, ένα άλλο κρίσιμο στοιχείο είναι η καθοδήγηση της διαδικασίας για να γίνει πιο αποτελεσματική και να παράγει ένα προϊόν σταθερής ποιότητας, και σημαντικό όταν απευθύνεται σε αγρότες που θα αγοράσουν αυτό το τελικό προϊόν.

Φυσικά, όλα αυτά βασίζονται στην πρόοδο των κομποστοποιήσιμων πλαστικών, ένα πεδίο όπου το AI και η μηχανική μάθηση μπορούν να κάνουν μια σημαντική συνεισφορά. Σύμφωνα με ερευνητές, υπάρχει ακόμη πολύ να ανακαλυφθεί σχετικά με τη σχέση μεταξύ πολυμερών, τα οποία αποτελούν τα πλαστικά, και της βιοαποικοδόμησης. Η μηχανική μάθηση μπορεί να βοηθήσει στην ταχύτερη ανάλυση και ταξινόμηση των υφιστάμενων πολυμερών και την ανάπτυξη νέων πολυμερών. Η επέκταση της βιβλιοθήκης των διαθέσιμων πολυμερών για κομποστοποιήσιμη συσκευασία είναι απαραίτητη, καθώς αυτό θα επιτρέψει χαμηλότερο κόστος, καθώς και περισσότερες επιλογές για τις ιδιότητες της συσκευασίας. Για παράδειγμα, όπως γνωρίζουμε καλά από τη δική μας εργασία, ορισμένες μάρκες μπορεί να χρειαστούν συσκευασία που έχει υψηλότερο φραγμό από άλλες. Εμείς, επίσης, ενσωματώνουμε ένα σχέδιο πειραμάτων και συστήματα διαχείρισης AI για να βοηθήσουμε στην επιτάχυνση της έρευνας και ανάπτυξης και την προσαρμογή διαφορετικών προϊόντων συσκευασίας για να καλύψουν καλύτερα τις ανάγκες των καταναλωτών, καθώς και τις απαιτήσεις κομποστοποίησης.

Τα οφέλη της προηγμένης τεχνολογίας υπερβαίνουν τη συσκευασία. Το AI και η υπολογιστική όραση μπορούν επίσης να βοηθήσουν στη δημιουργία συνόλων δεδομένων σχετικά με το πόσα τρόφιμα οι καταναλωτές σπαταλούν. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αλλάξει τη συμπεριφορά των καταναλωτών, η οποία είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες στην μείωση του αντικτύπου στο περιβάλλον. Για παράδειγμα, το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Όρεγκον αναπτύσσει έξυπνους κομποστοποιητές που χρησιμοποιούν υπολογιστική όραση για να παρακολουθούν πόσα βρώσιμα τρόφιμα οι καταναλωτές σπαταλούν. Ενώ τα απόβλητα παρακολουθούνται προσεκτικά σε άλλα τμήματα της γεωργίας και της αλυσίδας εφοδιασμού τροφίμων, η σπατάλη των καταναλωτών δεν παρακολουθείται προσεκτικά και δεν είναι καλά κατανοητή.

Υπάρχουν περισσότεροι λόγοι για τους οποίους η κομποστοποίηση είναι η τελική λύση για να μειώσει τα απόβλητα και τα πλαστικά που γεμίζουν τις χωματερές και συνεισφέρουν στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, και άλλα περιβαλλοντικά και κινδύνους για την υγεία. Η τεχνολογία θα μπορούσε να βοηθήσει την κομποστοποίηση να κάνει κάποια βήματα παραπέρα, ανοίγοντας τον δρόμο για ένα πιο υποσχόμενο μέλλον για τον πλανήτη και για την ανθρωπότητα.