Abbiamo un disperato bisogno di compostare di più per salvare il mondo; In che modo AI e dati possono aiutare

Il mondo ha un problema di spazzatura – e sta peggiorando di giorno in giorno. Si prevede che i rifiuti arriveranno 3.4 miliardi di tonnellate un anno a livello globale entro il 2050, rispetto ai 2 miliardi del 2016. I rifiuti contribuiscono in modo determinante al cambiamento climatico; le discariche sono una delle principali fonti di emissioni di gas serra. E questo anche se riesci a trovare discariche; alcuni stati lo sono già cominciando a esaurirsi.

Molti considerano il riciclaggio come una soluzione al problema dell’inquinamento da plastica, ma il riciclaggio lascia molto a desiderare, soprattutto per gli imballaggi in plastica, la fonte di rifiuti in più rapida crescita. Più di 90% di tutta la plastica, “riciclabile” o meno, finisce nelle discariche, aggravando ulteriormente il nostro problema dei rifiuti. Gran parte di ciò finisce come microplastiche, creando rischi ancora maggiori per l’ambiente e la salute.

Chiaramente questo non può andare avanti – e una soluzione che potrebbe aiutare a ridurre la quantità di rifiuti che intasano il mondo è l’implementazione di massa del compostaggio, in particolare per alimenti e materiali di imballaggio. Solo oggi 27% degli americani ha accesso a programmi di compostaggio. Questo deve cambiare; e sta iniziando a: insieme ai maggiori investimenti pubblici nelle infrastrutture di compostaggio, la tecnologia avanzata, compresa l’intelligenza artificiale, sta svolgendo un ruolo crescente nel contribuire a rendere il compostaggio più efficiente e più facilmente in grado di gestire la plastica compostabile; sviluppo di nuovi materiali compostabili; e persino contribuendo a cambiare il comportamento dei consumatori.

Tecnologia di smistamento basata sull'intelligenza artificiale e sulla visione artificiale e compostaggio robotico

Quando i camion carichi di rifiuti arrivano agli impianti di compostaggio, il contenuto deve essere selezionato, assicurandosi che non vi siano contaminanti poiché ciò interromperebbe il processo di compostaggio o darebbe come risultato un compost di bassa qualità. Questo ordinamento è spesso un processo manuale e costoso. Ma l’intelligenza artificiale sta cambiando la situazione; dotati di visione artificiale, i selezionatori robotizzati possono rapidamente rimuovere i contaminanti dai camion dei rifiuti compostabili. Ciò consente agli impianti di compostaggio di accettare più rifiuti in generale e di risparmiare costi e tempi di smistamento. Ad esempio, da quando la città di San Antonio, in Texas, ha iniziato a utilizzare questo tipo di smistamento robotico l’anno scorso, non ha ancora respinto un camion carico di rifiuti organici; prima di questo sistema, l’impianto di compostaggio scartava i rifiuti che potevano contenere anche piccole quantità di contaminanti perché semplicemente non valeva la pena di differenziarli.

La tecnologia di imaging avanzata può essere utilizzata anche per differenziare i rifiuti nelle strutture generali, identificando i materiali compostabili e indirizzandoli verso i canali appropriati. Un modo per raggiungere questo obiettivo è attraverso la filigrana digitale, in cui piccole filigrane posizionate sugli imballaggi e altri articoli di consumo vengono lette da un avanzato sistema di visione artificiale, che poi smista automaticamente i rifiuti nel flusso appropriato. Queste filigrane sono particolarmente fondamentali per aiutare più compostatori ad accettare la plastica compostabile; poiché consentono loro di distinguere rapidamente tra plastica compostabile e plastica non compostabile, che sembrano molto simili all’occhio umano.

La filigrana digitale è una soluzione che richiede la cooperazione di tutto il settore degli imballaggi compostabili, nonché dei compostatori e delle società locali di gestione dei rifiuti che sovrintendono al compostaggio. Funzionerà perfettamente se i produttori di tali imballaggi accetteranno di utilizzare questi marchi e i produttori di compost avranno l'attrezzatura per leggerli. Credo che sia possibile.

Anche senza filigrana digitale esiste Tecnologia di intelligenza artificiale per la visione artificiale in grado di identificare i materiali compostabili, compresa la plastica. La tecnologia di selezione avanzata è particolarmente importante per promuovere l’uso della plastica compostabile, poiché può anche indirizzare la plastica compostabile nelle giuste condizioni di compost, che spesso possono differire da quelle richieste per gli scarti di cibo o di giardino, contribuendo a rendere le cose più efficienti per i composter. Ad esempio, una squadra del Regno Unito ha sviluppato un sistema basato su sensori che ordina i materiali compostabili in base al tipo, ai requisiti del sistema di compost e alla quantità di tempo necessaria per il compostaggio. Il sistema utilizza una tecnologia chiamata imaging iperspettrale (HSI), che utilizza l’imaging avanzato per esaminare i rifiuti, analizzandoli mediante analisi chimiche e fisiche. L’apprendimento automatico viene applicato ai rifiuti in entrata, con il sistema che migliora le sue capacità di smistamento man mano che nuovi rifiuti entrano nel sistema, al punto che il sistema ha un tasso di precisione del 99%, con tutti i materiali compostabili trattati nel modo più efficiente possibile.

Accelerare il compostaggio e la scoperta di nuovi materiali compostabili

Quando si tratta del processo di compostaggio stesso, i sensori, insieme alla visione artificiale basata sull’intelligenza artificiale, possono anche monitorare condizioni come calore e umidità, garantendo che siano ideali per portare avanti il ​​processo di compostaggio e apportare modifiche sul posto per garantire risultati più rapidi e più elevati. -compostaggio di qualità. L’intelligenza artificiale può prevedere quando avverrà il compost Sii pronto, un altro fattore chiave è rendere il processo più efficace efficiente e produrre un prodotto di qualità costante e importante per attrarre gli agricoltori che acquisteranno questo prodotto finale.

Naturalmente alla base di tutto ciò c’è il progresso della plastica compostabile, un’area in cui l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico possono dare un contributo importante. Secondo i ricercatori, c’è ancora molto da scoprire sulla relazione tra i polimeri, che compongono la plastica, e la biodegradazione. L’apprendimento automatico può aiutare ad accelerare l’analisi e la classificazione dei polimeri esistenti e a svilupparne di nuovi polimeri. Ampliare la libreria di polimeri disponibili per l’imballaggio compostabile è essenziale, poiché ciò consentirà di ridurre i costi e di avere più scelte per le caratteristiche dell’imballaggio. Ad esempio, come comprendiamo bene dal nostro lavoro, alcuni marchi potrebbero aver bisogno di imballaggi che abbiano una barriera più duratura rispetto ad altri. Anche noi stiamo integrando una progettazione di esperimenti e sistemi di gestione dell’intelligenza artificiale per contribuire ad accelerare la ricerca e lo sviluppo e la personalizzazione di diversi prodotti di imballaggio per soddisfare al meglio le esigenze dei consumatori, nonché i requisiti di compostabilità.

I vantaggi della tecnologia avanzata vanno oltre il packaging. L’intelligenza artificiale e la visione artificiale possono anche aiutare a creare set di dati sulla quantità di cibo sprecato dai consumatori. Ciò può essere utilizzato per modificare il comportamento dei consumatori, che è uno dei fattori più importanti per ridurre l’impatto sull’ambiente. Ad esempio, l’Oregon State University si sta sviluppando in modo intelligente cassonetti per compostaggio che utilizzano la visione artificiale per monitorare la quantità di cibo commestibile sprecato dai consumatori. Mentre in altri settori della filiera agricola e alimentare i rifiuti vengono monitorati con attenzione, i rifiuti dei consumatori non vengono monitorati con attenzione e non sono ben compresi.

Ci sono numerose ragioni perché il compostaggio è la soluzione definitiva per ridurre i rifiuti e la plastica che intasano le discariche e contribuiscono alle emissioni di gas serra e ad altri rischi ambientali e sanitari. La tecnologia potrebbe aiutare il compostaggio a fare qualche passo avanti, aprendo la strada a un futuro più promettente per il pianeta e per l’umanità.