We moeten dringend meer composteren om de wereld te redden; Hoe AI en data kunnen helpen

De wereld heeft een afvalprobleem – en het wordt steeds erger per dag. Er wordt verwacht dat afval zal bereiken 3.4 miljard ton wereldwijd een jaar tegen 2050, vergeleken met 2 miljard in 2016. Afval levert een belangrijke bijdrage aan de klimaatverandering; stortplaatsen zijn een belangrijke bron van broeikasgasemissies. En dat is zelfs als je stortplaatsen kunt vinden; sommige staten zijn dat al begint uit te raken.

Velen zien recycling als een oplossing voor het probleem van plasticvervuiling, maar recycling laat veel te wensen over, vooral voor plastic verpakkingen, de snelst groeiende bron van afval. Meer dan 90% Van al het plastic, ‘recyclebaar’ of niet, belandt op stortplaatsen, wat ons afvalprobleem verder verergert. Veel daarvan eindigt als microplastics, waardoor nog grotere milieu- en gezondheidsrisico's ontstaan.

Dit kan duidelijk niet zo doorgaan – en één oplossing die zou kunnen helpen de hoeveelheid afval die de wereld verstopt te verminderen, is de massale implementatie van compostering, vooral voor voedsel en verpakkingsmaterialen. Alleen vandaag 27% van de Amerikanen heeft toegang tot composteringsprogramma's. Dit moet veranderen; en het begint: samen met toegenomen overheidsinvesteringen in composteringsinfrastructuur, speelt geavanceerde technologie, waaronder AI, een steeds grotere rol om composteren efficiënter te maken en gemakkelijker in staat te stellen composteerbare kunststoffen te verwerken; het ontwikkelen van nieuwe composteerbare materialen; en zelfs helpen het consumentengedrag te veranderen.

AI en computergestuurde sorteertechnologie en robotcompostering

Wanneer vrachtwagenladingen afval aankomen bij composteerinstallaties, moet de inhoud worden gesorteerd, waarbij ervoor moet worden gezorgd dat er geen verontreinigingen zijn, aangezien dit het composteringsproces verstoort of resulteert in compost van lage kwaliteit. Dit sorteer- is vaak een handmatig en duur proces. Maar AI verandert dat; uitgerust met machine vision kunnen robotsorteerders snel verwijder verontreinigingen uit vrachtwagens met composteerbaar afval. Hierdoor kunnen composteerinstallaties in het algemeen meer afval accepteren en besparen sorteerkosten en -tijd. Sinds de stad San Antonio, Texas, bijvoorbeeld vorig jaar begon met het gebruik van dergelijke robotsortering, heeft het nog geen vrachtwagen vol organisch afval geweigerd; vóór dit systeem keurde de composteerinstallatie afval af dat waarschijnlijk zelfs maar kleine hoeveelheden verontreinigingen zou bevatten, omdat het simpelweg niet de moeite waard was om te sorteren.

Geavanceerde beeldvormingstechnologie kan ook worden gebruikt om afval te sorteren in algemene voorzieningen, composteerbare materialen te identificeren en naar de juiste kanalen te leiden. Een manier om dit te bereiken is door middel van digitale watermerken, waarbij kleine watermerken op verpakkingen en andere consumentenartikelen worden gelezen door een geavanceerd machine vision-systeem, dat vervolgens automatisch afval sorteert in de juiste stroom. Deze watermerken zijn vooral van cruciaal belang om meer composteerders te helpen composteerbaar plastic te accepteren; omdat ze hierdoor snel onderscheid kunnen maken tussen composteerbaar plastic en niet-composteerbaar plastic, dat op het menselijk oog erg op elkaar lijkt.

Digitaal watermerken is een oplossing die samenwerking vereist binnen de composteerbare verpakkingsindustrie, maar ook tussen composteerders en lokale afvalbeheerbedrijven die toezicht houden op de compostering. Het zal perfect werken als fabrikanten van dergelijke verpakkingen ermee instemmen deze markeringen te gebruiken, en composteerders de apparatuur hebben om ze te lezen. Ik geloof dat het mogelijk is.

Zelfs zonder digitaal watermerk is dat zo computer-vision AI-technologie die composteerbare materialen, inclusief kunststoffen, kunnen identificeren. Geavanceerde sorteertechnologie is vooral belangrijk om het gebruik van composteerbaar plastic te bevorderen, omdat het composteerbare plastic ook in de juiste compostomstandigheden kan leiden, die vaak kunnen verschillen van die voor voedsel of tuinafval, waardoor dingen efficiënter worden voor composteerders. Een Brits team heeft dat bijvoorbeeld gedaan ontwikkelde een sensorgebaseerd systeem dat composteerbare materialen sorteert op basis van het type, de vereisten voor het compostsysteem en de hoeveelheid tijd die het composteren in beslag neemt. Het systeem maakt gebruik van een technologie genaamd hyperspectrale beeldvorming (HSI), die gebruik maakt van geavanceerde beeldvorming om afval te onderzoeken en te analyseren met behulp van chemische en fysische analyse. Machine learning wordt toegepast op binnenkomend afval, waarbij het systeem zijn sorteermogelijkheden verbetert naarmate nieuw afval het systeem binnenkomt – in die mate dat het systeem een ​​nauwkeurigheidspercentage van 99% heeft, waarbij alle composteerbare materialen op de meest efficiënt mogelijke manier worden verwerkt.

Versnellen van compostering en de ontdekking van nieuwe composteerbare materialen

Als het om het composteringsproces zelf gaat, kunnen sensoren, samen met op AI gebaseerde machinevisie, ook omstandigheden zoals hitte en vocht monitoren, zodat ze ideaal zijn om het composteringsproces te laten voortbestaan ​​en ter plekke aanpassingen door te voeren om snellere en betere resultaten te garanderen. -kwaliteit composteren. AI kan voorspellen wanneer compost dat zal doen wees klaarEen andere belangrijke factor is het verbeteren van het proces doeltreffend en het produceren van een product van constante kwaliteit, en belangrijk om boeren aan te trekken die dit eindproduct willen kopen.

Aan de basis van dit alles ligt natuurlijk de vooruitgang van composteerbaar plastic, een gebied waarop AI en machine learning een belangrijke bijdrage kunnen leveren. Volgens onderzoekers, valt er nog veel te ontdekken over de relatie tussen polymeren, waaruit kunststoffen bestaan, en biologische afbraak. Machine learning kan de analyse en classificatie van bestaande polymeren helpen versnellen en nieuwe polymeren ontwikkelen polymeren. Het uitbreiden van de bibliotheek van beschikbare polymeren voor composteerbare verpakkingen is essentieel, omdat dit lagere kosten mogelijk maakt, evenals meer keuzes voor de kenmerken van de verpakking. Zoals we uit ons eigen werk goed begrijpen, hebben sommige merken bijvoorbeeld verpakkingen nodig die een hogere duurzaamheidsbarrière hebben dan andere. Ook wij integreren een ontwerp van experimenten en AI-beheersystemen om onderzoek en ontwikkeling en de aanpassing van verschillende verpakkingsproducten te helpen versnellen om zo goed mogelijk te voldoen aan de behoeften van de consument en aan de vereisten voor composteerbaarheid.

De voordelen van geavanceerde technologie gaan verder dan verpakking. AI en computervisie kunnen ook helpen bij het creëren van datasets over hoeveel voedselconsumenten verspillen. Dit kan worden gebruikt om het consumentengedrag te veranderen, wat een van de belangrijkste factoren is bij het verminderen van de impact op het milieu. Oregon State University ontwikkelt bijvoorbeeld smart composteerbakken die computervisie gebruiken om bij te houden hoeveel eetbaar voedsel consumenten verspillen. Terwijl afval in andere delen van de landbouw- en voedselvoorzieningsketens zorgvuldig wordt gevolgd, wordt consumentenafval niet zorgvuldig gevolgd en wordt het niet goed begrepen.

Er zijn verschillende redenen waarom composteren de ultieme oplossing is om het afval en plastic te verminderen dat stortplaatsen blokkeert en bijdraagt ​​aan de uitstoot van broeikasgassen en andere milieu- en gezondheidsrisico's. Technologie zou compostering een paar stappen verder kunnen helpen en de weg openen naar een meer veelbelovende toekomst voor de planeet en voor de mensheid.