Abbiamo Disperatamente Bisogno di Compostare di Più per Salvare il Mondo; Come AI e Dati Possono Aiutare

Il mondo ha un problema di spazzatura – e sta peggiorando di giorno in giorno. I rifiuti sono previsti raggiungere 3,4 miliardi di tonnellate all’anno a livello globale entro il 2050, rispetto ai 2 miliardi del 2016. La spazzatura è un contributore significativo al cambiamento climatico; le discariche sono una delle principali fonti di emissioni di gas serra. E questo anche se si riesce a trovare discariche; alcuni stati stanno già iniziando a esaurirsi.

Molti si rivolgono al riciclo come soluzione al problema dell’inquinamento da plastica, ma il riciclo lascia molto a desiderare, specialmente per l’imballaggio in plastica, la fonte di rifiuti in più rapida crescita. Più del 90% di tutta la plastica, “riciclabile” o no, finisce nelle discariche, aggravando ulteriormente il nostro problema di spazzatura. Gran parte di essa finisce come microplastiche, creando rischi ambientali e per la salute ancora maggiori.

Questo non può continuare – e una soluzione che potrebbe aiutare a ridurre la quantità di spazzatura che intasa il mondo è l’attuazione su larga scala del compostaggio, specialmente per materiali alimentari e di imballaggio. Oggi, solo il 27% degli americani ha accesso a programmi di compostaggio. Ciò deve cambiare; e sta iniziando a farlo: insieme a un aumento degli investimenti pubblici nell’infrastruttura del compostaggio, la tecnologia avanzata, compresa l’AI, sta giocando un ruolo sempre più importante nell’aiutare a rendere il compostaggio più efficiente e più facile da gestire per i materiali compostabili; sviluppare nuovi materiali compostabili; e anche aiutare a cambiare il comportamento dei consumatori.

Tecnologia di sorting basata su AI e visione computerizzata e compostaggio robotico

Quando i camion di rifiuti arrivano alle strutture di compostaggio, il contenuto deve essere selezionato, assicurandosi che non ci siano contaminanti, poiché ciò interferirebbe con il processo di compostaggio o porterebbe a un compost di bassa qualità. Questa selezione è spesso un processo manuale e costoso. Ma l’AI sta cambiando questo; dotata di visione computerizzata, i selezionatori robotici possono rapidamente rimuovere i contaminanti dai camion di rifiuti compostabili. Ciò consente alle strutture di compostaggio di accettare più rifiuti in generale e di risparmiare sui costi e tempi di selezione. Ad esempio, dal momento in cui la città di San Antonio, Texas, ha iniziato a utilizzare questo tipo di selezione robotica l’anno scorso, non ha ancora rifiutato un carico di rifiuti organici; prima di questo sistema, l’impianto di compostaggio rifiutava i rifiuti che probabilmente contenevano anche piccole quantità di contaminanti perché semplicemente non valeva la pena selezionarli.

La tecnologia di imaging avanzata può anche essere utilizzata per selezionare i rifiuti nelle strutture generali, identificando i materiali compostabili e dirigendoli verso i canali appropriati. Un modo per raggiungere questo obiettivo è attraverso il watermarking digitale, in cui piccoli watermark applicati sull’imballaggio e su altri articoli per i consumatori vengono letti da un sistema di visione computerizzata avanzato, che quindi seleziona automaticamente i rifiuti nel flusso appropriato. Questi watermark sono particolarmente importanti per aiutare più compostatori ad accettare plastica compostabile; poiché consentono loro di distinguere rapidamente tra plastica compostabile e non compostabile, che appaiono molto simili all’occhio umano.

Il watermarking digitale è una soluzione che richiede la cooperazione nell’industria dell’imballaggio compostabile, nonché dei compostatori e delle società di gestione dei rifiuti locali che sovraintendono al compostaggio. Funzionerà perfettamente se i produttori di questo tipo di imballaggio accetteranno di utilizzare questi marchi, e i compostatori avranno l’attrezzatura per leggerli. Credo che sia possibile.

Anche senza il watermarking digitale, esiste tecnologia di sorting basata su AI e visione computerizzata che può identificare i materiali compostabili, comprese le plastiche. La tecnologia di sorting avanzata è particolarmente importante per avanzare nell’uso della plastica compostabile, poiché può anche dirigere le plastiche compostabili nelle condizioni di compostaggio appropriate, che possono spesso differire da quelle richieste per gli scarti alimentari o di giardino, aiutando a rendere le cose più efficienti per i compostatori. Ad esempio, un team del Regno Unito ha sviluppato un sistema basato su sensori che seleziona i materiali compostabili in base al tipo, ai requisiti del sistema di compostaggio e al tempo di compostaggio. Il sistema utilizza una tecnologia chiamata imaging spettroscopico (HSI), che utilizza un’immagine avanzata per esaminare i rifiuti, analizzandoli utilizzando l’analisi chimica e fisica. L’apprendimento automatico viene applicato ai rifiuti in entrata, con il sistema che migliora le sue capacità di selezione man mano che nuovi rifiuti entrano nel sistema – fino al punto in cui il sistema ha un tasso di accuratezza del 99%, con tutti i materiali compostabili elaborati 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 computerizzata basata su AI, possono anche monitorare le condizioni come il calore e l’umidità, assicurandosi che siano ideali per far procedere il processo di compostaggio, e apportando modifiche sul posto per assicurare un compostaggio più veloce e di alta qualità. L’AI può prevedere quando il compost sarà pronto, un altro fattore chiave è rendere il processo più efficiente e produrre un prodotto di qualità costante, e importante quando si cerca di attirare 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’AI e l’apprendimento automatico possono fare un contributo importante. Secondo i ricercatori, c’è ancora molto da scoprire sulla relazione tra polimeri, che costituiscono le plastiche, e la biodegradazione. L’apprendimento automatico può aiutare ad accelerare l’analisi e la classificazione per i polimeri esistenti e sviluppare nuovi polimeri. Espandere la libreria dei polimeri disponibili per l’imballaggio compostabile è essenziale, poiché ciò consentirà di ridurre i costi e di offrire più scelte per le caratteristiche dell’imballaggio. Ad esempio, come sappiamo bene dal nostro lavoro, alcune marche potrebbero aver bisogno di un imballaggio con una barriera più duratura di altre. Stiamo anche integrando un design di esperimenti e sistemi di gestione AI per aiutare 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 benefici della tecnologia avanzata vanno oltre l’imballaggio. L’AI e la visione computerizzata possono anche aiutare a creare set di dati su quanto i consumatori sprecano cibo. Ciò può essere utilizzato per cambiare il comportamento dei consumatori, che è uno dei fattori più importanti nel ridurre l’impatto sull’ambiente. Ad esempio, l’Università statale dell’Oregon sta sviluppando un compostatore intelligente che utilizza la visione computerizzata per monitorare quanto cibo commestibile i consumatori sprecano. Mentre i rifiuti sono attentamente monitorati in altre parti delle catene di approvvigionamento alimentare e agricole, lo spreco dei consumatori non è attentamente monitorato e non è ben compreso.

Ci sono numerosi motivi per cui il compostaggio è la soluzione definitiva per ridurre la spazzatura e la plastica che intasa le discariche e contribuisce alle emissioni di gas serra, e ad altri rischi ambientali e per la salute. La tecnologia potrebbe aiutare il compostaggio a fare alcuni passi in più, aprendo la strada a un futuro più promettente per il pianeta e per l’umanità.