Obupno potrebujemo več kompostiranja, da rešimo svet; Kako lahko umetna inteligenca in podatki pomagajo

Svet ima problem s smetmi – in postaja vse hujši čez dan. Odpadki naj bi dosegli 3.4 milijard ton leto po vsem svetu do leta 2050, kar je več kot 2 milijardi leta 2016. Smeti veliko prispevajo k podnebnim spremembam; odlagališča so glavni vir emisij toplogrednih plinov. In to tudi, če najdete odlagališča; nekatere države so že začne zmanjkovati.

Mnogi gledajo na recikliranje kot na rešitev problema onesnaževanja s plastiko, vendar recikliranje pušča veliko želenega, zlasti za plastično embalažo, ki je najhitreje rastoči vir smeti. Več kot 90% vse plastike, ne glede na to, ali jo je mogoče reciklirati ali ne, konča na odlagališčih, kar še poslabša naš problem smeti. Velik del tega se konča kot mikroplastike, kar ustvarja še večja okoljska in zdravstvena tveganja.

To očitno ne more nadaljevati – in ena od rešitev, ki bi lahko pomagala zmanjšati količino smeti, ki zamaši svet, je množično izvajanje kompostiranja, zlasti za hrano in embalažni material. Šele danes 27% Američanov ima dostop do programov kompostiranja. To se mora spremeniti; in začenja: skupaj s povečanimi javnimi naložbami v infrastrukturo za kompostiranje napredna tehnologija, vključno z umetno inteligenco, igra vedno večjo vlogo pri tem, da je kompostiranje učinkovitejše in da je lažje ravnati s plastiko, primerno za kompostiranje; razvoj novih materialov za kompostiranje; in celo pomaga spremeniti vedenje potrošnikov.

Tehnologija sortiranja in robotsko kompostiranje, ki jo poganja AI in računalniški vid

Ko tovornjaki z odpadki prispejo v kompostarne, je treba vsebino razvrstiti in se prepričati, da ni onesnaževal, saj bi to motilo proces kompostiranja ali povzročilo kompost nizke kakovosti. to sortiranje je pogosto ročni in drag postopek. Toda AI to spreminja; opremljeni s strojnim vidom lahko robotski sortirniki hitro odstranjevanje onesnaževalcev iz tovornjakov kompostiranih odpadkov. To omogoča, da naprave za kompostiranje na splošno sprejmejo več odpadkov in prihranijo stroški in čas sortiranja. Na primer, odkar je mesto San Antonio v Teksasu lani začelo uporabljati takšno robotsko sortiranje, še ni zavrnilo tovornjaka organskih odpadkov; pred tem sistemom je kompostarna zavračala odpadke, ki so verjetno vsebovali že majhne količine onesnaževalcev, ker se jih preprosto ni splačalo sortirati.

Napredno slikovno tehnologijo je mogoče uporabiti tudi za razvrščanje odpadkov v splošnih obratih, prepoznavanje materialov, ki jih je mogoče kompostirati, in njihovo usmerjanje v ustrezne kanale. Eden od načinov za dosego tega je digitalni vodni žig, pri katerem majhne vodne žige na embalaži in drugih potrošniških izdelkih prebere napreden sistem strojnega vida, ki nato samodejno razvrsti odpadke v ustrezen tok. Ti vodni žigi so še posebej ključni pri tem, da več kompostnikov sprejme plastiko, primerno za kompostiranje; saj jim omogočajo hitro razlikovanje med plastiko, primerno za kompostiranje, in plastiko, ki ni primerna za kompostiranje, ki je človeškemu očesu videti zelo podobno.

Digitalni vodni žig je rešitev, ki zahteva sodelovanje celotne industrije kompostne embalaže ter kompostnikov in lokalnih podjetij za ravnanje z odpadki, ki nadzorujejo kompostiranje. Odlično bo delovalo, če se bodo proizvajalci takšne embalaže strinjali z uporabo teh oznak, kompostniki pa bodo imeli opremo za njihovo branje. Verjamem, da je možno.

Tudi brez digitalnega vodnega žiga obstaja tehnologija računalniškega vida AI ki lahko identificira kompostne materiale, vključno s plastiko. Napredna tehnologija sortiranja je še posebej pomembna za pospeševanje uporabe plastike, ki jo je mogoče kompostirati, saj lahko tudi plastiko, ki jo je mogoče kompostirati, usmeri v prave pogoje za kompost, ki se lahko pogosto razlikujejo od tistih, ki so potrebni za ostanke hrane ali vrta, kar pripomore k večji učinkovitosti kompostnikov. Na primer, britanska ekipa ima razvili sistem na podlagi senzorjev, ki razvršča kompostne predmete glede na vrsto, zahteve sistema kompostiranja in čas, ki ga bo trajalo kompostiranje. Sistem uporablja tehnologijo, imenovano hiperspektralno slikanje (HSI), ki uporablja napredno slikanje za pregled smeti, analiziranje s kemično in fizikalno analizo. Strojno učenje se uporablja za vhodne smeti, pri čemer sistem izboljšuje svoje zmožnosti razvrščanja, ko novi smeti vstopijo v sistem – do te mere, da ima sistem stopnjo natančnosti 99 %, pri čemer so vsi materiali, ki jih je mogoče kompostirati, obdelani na najučinkovitejši možni način.

Pospeševanje kompostiranja in odkrivanje novih materialov za kompostiranje

Ko gre za sam proces kompostiranja, lahko senzorji skupaj s strojnim vidom na osnovi umetne inteligence spremljajo tudi razmere, kot sta toplota in vlaga, s čimer zagotavljajo, da so idealni za premikanje procesa kompostiranja in prilagajanje na kraju samem, da se zagotovi hitrejši in višji -kakovostno kompostiranje. AI lahko predvidi, kdaj bo kompost biti pripravljeni, je še en ključni dejavnik, da se postopek poveča učinkovite in proizvajajo izdelek stalne kakovosti, kar je pomembno, ko je privlačno za kmete, ki bodo kupili ta končni izdelek.

Seveda je v ozadju vsega tega napredek kompostne plastike, področja, kjer lahko umetna inteligenca in strojno učenje pomembno prispevata. Po mnenju raziskovalcev, je treba še veliko odkriti o razmerju med polimeri, ki sestavljajo plastiko, in biorazgradnjo. Strojno učenje lahko pomaga pospešiti analizo in klasifikacijo obstoječih polimerov ter razviti nove polimeri. Širitev knjižnice razpoložljivih polimerov za embalažo, ki jo je mogoče kompostirati, je bistvenega pomena, saj bo to omogočilo nižje stroške, pa tudi več izbire glede značilnosti embalaže. Na primer, kot dobro razumemo iz našega lastnega dela, bodo nekatere blagovne znamke morda potrebovale embalažo, ki ima višjo odpornost na oviro kot druge. Tudi mi integriramo zasnovo eksperimentov in sisteme upravljanja z umetno inteligenco, da bi pospešili raziskave in razvoj ter prilagajanje različnih embalažnih izdelkov, da bi kar najbolje izpolnili potrebe potrošnikov, pa tudi zahteve glede kompostiranja.

Prednosti napredne tehnologije presegajo embalažo. Umetna inteligenca in računalniški vid lahko pomagata tudi pri ustvarjanju naborov podatkov o tem, koliko hrane potrošniki zavržejo. S tem lahko spremenimo vedenje potrošnikov, ki je eden najpomembnejših dejavnikov pri zmanjševanju vplivov na okolje. Državna univerza Oregon se na primer razvija pametno posode za kompostiranje ki uporabljajo računalniški vid za sledenje, koliko užitne hrane potrošniki zavržejo. Medtem ko se odpadki skrbno spremljajo v drugih delih verige preskrbe s hrano in kmetijstvom, se potrošniški odpadki ne sledijo skrbno in se jih ne razume dobro.

obstajajo razlogov zakaj je kompostiranje najboljša rešitev za zmanjšanje smeti in plastike, ki zamašijo odlagališča in prispevajo k emisijam toplogrednih plinov ter drugim tveganjem za okolje in zdravje. Tehnologija bi lahko pripomogla k temu, da se kompostiranje pomakne nekaj korakov naprej, kar bi odprlo pot v bolj obetavno prihodnost za planet in človeštvo.