Zúfalo potrebujeme kompostovať viac, aby sme zachránili svet; Ako môžu pomôcť AI a dáta

Svet má problém s odpadkami – a ten sa zhoršuje podľa dňa. Odhaduje sa, že odpad dosiahne 3.4 miliárd ton ročne celosvetovo do roku 2050, čo je nárast z 2 miliárd v roku 2016. Odpad je hlavným prispievateľom ku klimatickým zmenám; skládky sú hlavným zdrojom emisií skleníkových plynov. A to aj vtedy, ak nájdete skládky; niektoré štáty už sú začína dochádzať.

Mnohí sa pozerajú na recykláciu ako na riešenie problému znečistenia plastmi, ale recyklácia ponecháva veľa požiadaviek, najmä pokiaľ ide o plastové obaly, najrýchlejšie rastúci zdroj odpadu. Viac ako 90% všetky plasty, či už „recyklovateľné“ alebo nie, končí na skládkach, čo ešte viac zhoršuje náš problém s odpadom. Veľa z toho končí ako microplastics, čím vznikajú ešte väčšie environmentálne a zdravotné riziká.

Takto to zjavne nemôže pokračovať – a jedným z riešení, ktoré by mohlo pomôcť znížiť množstvo zanášania odpadu vo svete, je masová implementácia kompostovania, najmä pre potraviny a obalové materiály. Len dnes 27% Američanov majú prístup ku kompostovacím programom. Toto sa musí zmeniť; a začína sa: spolu so zvýšenými verejnými investíciami do infraštruktúry kompostovania zohrávajú vyspelé technológie vrátane umelej inteligencie čoraz väčšiu úlohu, ktorá pomáha zefektívniť kompostovanie a ľahšie narábať s kompostovateľnými plastmi; vývoj nových kompostovateľných materiálov; a dokonca pomáha zmeniť správanie spotrebiteľov.

AI a technológia triedenia poháňaná počítačovým videním a robotické kompostovanie

Keď do kompostovacích zariadení dorazia kamióny odpadu, obsah je potrebné roztriediť a uistiť sa, že v ňom nie sú žiadne nečistoty, ktoré by narušili proces kompostovania alebo by viedli k nízkej kvalite kompostu. Toto triedenie je často manuálny a nákladný proces. Ale AI to mení; vybavené strojovým videním môžu robotické triediče rýchlo odstrániť kontaminanty z nákladných áut kompostovateľného odpadu. To umožňuje kompostovacím zariadeniam prijať vo všeobecnosti viac odpadu a ušetriť náklady na triedenie a čas. Napríklad odkedy mesto San Antonio v Texase minulý rok začalo používať takéto robotické triedenie, zatiaľ neodmietlo kamión organického odpadu; pred týmto systémom kompostáreň odmietala odpad, ktorý pravdepodobne obsahoval čo i len malé množstvá kontaminantov, pretože sa jednoducho neoplatilo triediť.

Pokročilú zobrazovaciu technológiu možno použiť aj na triedenie odpadu vo všeobecných zariadeniach, na identifikáciu kompostovateľných materiálov a ich nasmerovanie do správnych kanálov. Jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, je digitálny vodoznak, pri ktorom malé vodoznaky umiestnené na obaloch a iných spotrebných predmetoch číta pokročilý systém strojového videnia, ktorý potom automaticky triedi odpad do príslušného prúdu. Tieto vodoznaky sú obzvlášť kľúčové, aby pomohli väčšiemu počtu kompostérov prijať kompostovateľný plast; pretože im umožňujú rýchlo rozlíšiť kompostovateľný plast a nekompostovateľný plast, ktoré vyzerajú veľmi podobne ako ľudské oko.

Digitálne vodoznakovanie je riešenie, ktoré si vyžaduje spoluprácu naprieč celým odvetvím kompostovateľných obalov, ako aj kompostérov a miestnych spoločností na nakladanie s odpadom, ktoré dohliadajú na kompostovanie. Bude to fungovať perfektne, ak budú výrobcovia takýchto obalov súhlasiť s používaním týchto značiek a kompostéry budú mať vybavenie na ich čítanie. Verím, že je to možné.

Dokonca aj bez digitálneho vodoznaku existuje technológia počítačového videnia AI ktoré dokážu identifikovať kompostovateľné materiály vrátane plastov. Pokročilá technológia triedenia je obzvlášť dôležitá pre pokrok v používaní kompostovateľných plastov, pretože môže tiež nasmerovať kompostovateľné plasty do správnych podmienok kompostu, ktoré sa môžu často líšiť od podmienok potrebných pre potraviny alebo zvyšky zo záhrady, čo pomáha zefektívniť kompostéry. Napríklad tím Spojeného kráľovstva má rozvinutý senzorový systém, ktorý triedi kompostovateľné zložky podľa typu, požiadaviek kompostovacieho systému a času, ktorý kompostovanie zaberie. Systém využíva technológiu nazývanú hyperspektrálne zobrazovanie (HSI), ktorá využíva pokročilé zobrazovanie na skúmanie odpadu a analyzuje ho pomocou chemickej a fyzikálnej analýzy. Strojové učenie sa používa na prichádzajúce odpadky, pričom systém zlepšuje svoje možnosti triedenia, keď do systému vstupujú nové odpadky – do tej miery, že systém má mieru presnosti 99 %, pričom všetky kompostovateľné materiály sú spracované najefektívnejším možným spôsobom.

Urýchlenie kompostovania a objavenie nových kompostovateľných materiálov

Pokiaľ ide o samotný proces kompostovania, senzory spolu so strojovým videním založeným na AI môžu tiež monitorovať podmienky, ako je teplo a vlhkosť, čím zaisťujú, že sú ideálne na presun kompostovacieho procesu a na vykonávanie úprav na mieste, aby sa zabezpečilo rýchlejšie a vyššie -kvalitné kompostovanie. AI dokáže predpovedať, kedy bude kompost byť pripravený, ďalším kľúčovým faktorom je, že proces je viac efektívna a produkovať produkt konzistentnej kvality, ktorý je dôležitý pri oslovovaní farmárov, ktorí budú kupovať tento konečný produkt.

Základom toho všetkého je, samozrejme, pokrok v oblasti kompostovateľných plastov, oblasti, kde môže AI a strojové učenie významne prispieť. Podľa výskumníkovJe stále čo objavovať o vzťahu medzi polymérmi, ktoré tvoria plasty, a biodegradáciou. Strojové učenie môže pomôcť urýchliť analýzu a klasifikáciu existujúcich polymérov a vyvinúť nové polyméry. Rozšírenie knižnice dostupných polymérov pre kompostovateľné obaly je nevyhnutné, pretože to umožní nižšie náklady, ako aj väčší výber charakteristík obalu. Napríklad, ako dobre vieme z našej vlastnej práce, niektoré značky môžu potrebovať obal, ktorý má vyššiu bariérovú odolnosť ako iné. Aj my integrujeme dizajn experimentov a systémov riadenia AI, aby sme pomohli urýchliť výskum a vývoj a prispôsobenie rôznych obalových produktov tak, aby čo najlepšie vyhovovali potrebám spotrebiteľov, ako aj požiadavkám na kompostovateľnosť.

Výhody pokročilých technológií presahujú rámec balenia. Umelá inteligencia a počítačové videnie môžu tiež pomôcť pri vytváraní súborov údajov o tom, koľko spotrebitelia plytvajú potravinami. To sa dá využiť na zmenu spotrebiteľského správania, ktoré je jedným z najdôležitejších faktorov pri znižovaní dopadu na životné prostredie. Napríklad Oregon State University vyvíja smart kompostovacie zásobníky ktoré využívajú počítačové videnie na sledovanie toho, koľko jedlých potravín spotrebitelia míňajú. Zatiaľ čo odpad je v iných častiach poľnohospodárskeho a potravinového dodávateľského reťazca starostlivo sledovaný, spotrebiteľský odpad nie je starostlivo sledovaný a nie je dobre pochopený.

Existujú mnohých dôvodov prečo je kompostovanie konečným riešením na zníženie odpadu a plastov, ktoré zahlcujú skládky a prispievajú k emisiám skleníkových plynov a iným environmentálnym a zdravotným rizikám. Technológia by mohla pomôcť kompostovaniu posunúť sa o niekoľko krokov ďalej a otvoriť cestu k sľubnejšej budúcnosti pre planétu a pre ľudstvo.