超視覺垃圾分揀機(jī)器人可以高精度分揀多種不同品類的垃圾

打破了國外技術(shù)壟斷，每小時(shí)分揀垃圾5400次。上海交大中英國際低碳學(xué)院固體廢棄物資源化技術(shù)與智能裝備團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一款超視覺垃圾分揀機(jī)器人，可以快速在大量垃圾中精準(zhǔn)識(shí)別可回收物，大大節(jié)約人力成本，讓垃圾分類工作變得輕松。

這里沒有身穿厚重工作服帶著手套、口罩，埋頭分垃圾的工人，取而代之的是不停往返的機(jī)械手以及穿插有序的輸送軌道——上海交大中英國際低碳學(xué)院固體廢棄物資源化技術(shù)與智能裝備團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超視覺垃圾分揀機(jī)器人正在工作。

生活垃圾來源廣、組成復(fù)雜、性狀不一，海量干垃圾分揀仍依賴大量人工參與。6月3日，記者從上海交通大學(xué)獲悉，這款超視覺垃圾分揀機(jī)器人打破了國外技術(shù)壟斷，每小時(shí)可分揀垃圾5400次，大大節(jié)約了人工成本，它的“目力”很好，可以快速在大量垃圾中精準(zhǔn)識(shí)別可回收物，助力全國垃圾分類工作，幫助環(huán)保企業(yè)技術(shù)升級(jí)。

目力好，打破國際技術(shù)壟斷精準(zhǔn)識(shí)別可回收物

“一個(gè)超視覺垃圾分揀機(jī)器人可以高精度分揀多種不同品類的垃圾，有效分揀率可達(dá)95%，最高分揀速度5400次/小時(shí)，工作時(shí)間24小時(shí)/天。生產(chǎn)線上每套設(shè)備布置2個(gè)機(jī)械手，相當(dāng)于替代了54個(gè)分揀工人的工作量?！痹擁?xiàng)目負(fù)責(zé)人、上海交大中英國際低碳學(xué)院副教授李佳介紹說。

這一項(xiàng)目通過CCD視覺、激光視覺、近紅外視覺等識(shí)別傳感系統(tǒng)相耦合，綜合判斷目標(biāo)物的外部特征（顏色、形狀、紋理等）與內(nèi)部特征（材質(zhì)），實(shí)現(xiàn)垃圾精準(zhǔn)定位與細(xì)分判別；通過超視覺技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各品類、各形狀、各表面材料的樣品識(shí)別，無需逐個(gè)注冊(cè)樣品3D模型，極大降低部署時(shí)間和成本；通過軌跡優(yōu)化算法，讓機(jī)械臂走最優(yōu)路徑，顯著提升分揀節(jié)拍；同時(shí)配合機(jī)器人軌跡跟蹤算法及抓、放算法的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)垃圾的自動(dòng)分揀。

超視覺垃圾分揀機(jī)器人（上海交通大學(xué)供圖）

垃圾分揀機(jī)器人的開發(fā)涉及光學(xué)、機(jī)械、控制、軟件等多學(xué)科技術(shù)體系，技術(shù)壁壘很高。國產(chǎn)垃圾分揀設(shè)備主要集中在中低端，高端分揀機(jī)器人市場(chǎng)被國外廠商壟斷。國外主流分揀機(jī)器人設(shè)備廠商依靠技術(shù)壟斷，單臺(tái)設(shè)備通常都在人民幣500萬到1000萬元之間。李佳團(tuán)隊(duì)依托國家自然科學(xué)基金、國家“863”高科技計(jì)劃等項(xiàng)目，數(shù)年來產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，相繼突破十余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了垃圾精細(xì)分揀機(jī)器人的核心技術(shù)國產(chǎn)化，開發(fā)出與國外產(chǎn)品基本處于同一個(gè)水平的產(chǎn)品，打破了垃圾智能分揀技術(shù)的國際壟斷。

2019年起，我國地級(jí)及以上城市全面啟動(dòng)生活垃圾分類工作，到今年底46個(gè)重點(diǎn)城市將基本建成垃圾分類處理系統(tǒng)，2025年底前全國地級(jí)及以上城市將基本建成垃圾分類處理系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可降低分揀成本，也可為環(huán)保企業(yè)增加收益。李佳算了一筆賬：如果每臺(tái)設(shè)備每天正常工作20小時(shí)計(jì)算，可挑揀200噸垃圾，挑中率按照90%計(jì)算，可挑選紙類3.6噸，塑料類18噸，玻璃1.8噸，可使垃圾減量約10%，減少垃圾分類管理費(fèi)用約1萬元（每噸400元計(jì)算），回收物料價(jià)值6.8萬元，每天為客戶提高收益共計(jì)7.8萬元。

李佳表示，團(tuán)隊(duì)將與國內(nèi)環(huán)保頭部企業(yè)對(duì)接合作與共同開發(fā)，攻關(guān)背景干擾等真實(shí)處理場(chǎng)景中的細(xì)節(jié)問題，使超視覺垃圾分揀機(jī)器人更快地進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用。
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