Сортировка отходов при помощи робототехники – мировой тренд. Раздельный сбор бытовых отходов – важное условие для дальнейшей переработки и утилизации бумаги, пластика, металла, стекла и иных бытовых отходов. Многие из них возможно использовать повторно. Вторичная переработка рассортированных отходов защитит окружающую среду, позволит экономнее использовать исчерпаемые природные ресурсы.
Объёмы бытовых отходов увеличиваются в геометрической прогрессии, сортировать его становится всё сложнее. Применение роботов с интеллектуальной начинкой – это выход из ситуации.
Конструкторы из Твери разработали робота-сортировщика мусора. Машину наделили интеллектом, научили распознавать разные виды мусора и раскладывать его по специальным контейнерам.
Робот-сортировщик – машина, состоящая из двух модулей. Первый отвечает за распознавание, второй – за физический отбор. Распознавать мусорные фракции помогает искусственный интеллект – алгоритм, действующий по принципу, схожему с работой человеческого мозга. Робот прошёл специальную подготовку, в ходе которой его при помощи голосовых команд научили отличать пластик, стекло, металл. Машина способна заменить у ленты конвейера двух человек, совершать 150 движений в минуту, сортировать мусор с точностью 99%. За час «Гурман» рассортировывает 15 тонн отходов. «Гурман» способен постоянно видеть всю ленту, а скорость распознавания кадра составляет 100 миллисекунд.
У «Гурмана» есть старший брат «Эстет». Он трудится на тверском заводе вторполимеров. Его задача – убирать с ленты все виды мусора, оставляя только пластик. Для сортировки робот использует приспособление со сжатым воздухом: ненужные фракции присасываются к манипулятору и отправляются в контейнер, а весь пластик собирается в накопители и отправляется на переработку.
За рубежом существуют аналогичные сортировочные установки, однако принцип их действия иной: основной его блок – это гипермагистральная камера, которая стоит очень дорого. Аппаратная часть российского робота-сортировщика проще, дешевле и окупается примерно за один год.
Сортировщики с искусственным интеллектом уже работают на заводах Твери, Подмосковья.
Ввиду того что работа по сортировке отходов, многим может не понравится, как по причине низкой безопасности, так и из-за монотонности и однообразия. Можно было бы заставить роботов делать эту работу, но проблема в том, что они не всегда могут определить разницу между банкой и картонной трубкой.
Потому разработчики из Массачусетского технологического института добавили роботам чувство осязания. Они разработали робота-сортировщика мусора RoCycle, который с помощью встроенных в руки-манипуляторы датчиков определяет природу предмета и сортирует его соответствующим образом. Тензодатчик измеряет размер объекта, а два датчика давления определяют, насколько хрупким он является, к примеру, бумагу можно легко свернуть и сдавить, в отличие от более жесткого пластика. Робот даже может обнаружить присутствие металла, так как датчики являются проводящими.
Сами манипуляторы сделаны из ауксетиков. Ауксетики — это материалы, которые скручиваются при разрезании и расширяются при растяжении. Каждый палец в руке робота из ауксетика имеет вспомогательную функцию «левой» и «правой» руки, что обеспечивает более динамичные движения, чем у обычных конечностей робота, без необходимости прибегать к воздушным насосам и компрессорам, как у мягких роботов.
Сфера применения робототехники намного шире чем сортировка мусора. Так были разработаны роботы и аналитические системы, помогающие выращивать не только растения, но и целые деревья.
Growbot — автономный сад на гидропонных технологиях.
Проект позиционируется разработчиками как экологичная альтернатива традиционному земледелию. Роботизированная система работает на солнечной энергии, при выращивании не применяются химические удобрения. Усовершенствованная гидропонная технология основана на циркуляции воды в замкнутом контуре, жидкость используется повторно и не загрязняет естественные водоемы.
Робот Growbot внешне напоминает шестиколесный грузовик. Он оснащен сеялкой для разрыхления твердой почвы. Ориентировочный срок службы — 35 000 часов. Сферы применения: восстановление лесов, озеленение участков, выполнение сельскохозяйственных работ. Устройство справляется с посадкой деревьев в труднопроходимой местности и в регионах, где водятся ядовитые змеи и пауки. Сейчас разработчики работают над роботом Growbot нового поколения, который сможет сажать тысячу деревьев за раз и использовать автономные системы для следования по заранее запрограммированному маршруту посадки.
iFarm Project — автоматизированные агрофермы
Роботизированные системы для выращивания ягод и овощей способны функционировать круглогодично. В сравнении с традиционными теплицами комплексы iFarm потребляют существенно меньше воды (на 90%) и электроэнергии (на 25%). Размеры ферм варьируются от 100 до 1 000 м2, стоимость 1 м2 — около 40 тыс. рублей. В основе конструкции — алюминиевые профили, а отдельные узлы и детали напечатаны на 3D-принтерах. Аппарат умеет самостоятельно делать лунки, сажать семена и поливать рассаду.
Модели роботов используются как при работе с почвой, сортировке отходов, в воздухе и конечно же неоценимая помощь при сборе мусора в воде и реках предотвращая попадания в моря и океаны. Одним из таких изобретений работающий в водной среде Ocean Cleanup. Робот Interceptor от компании Ocean Cleanup представляет собой автономное судно. Мусор равномерно распределяется по шести контейнерам общей емкостью 50 куб. м. Когда все контейнеры заполняются — робот отправляет текстовое сообщение местным операторам по сбору отходов. Устройство работает за счет литий-ионной батареи, за сутки оно собирает до 50 тыс. кг отходов. Аппарат подключен к облачной системе, выполняющей контроль за производительностью, энергопотреблением, состоянием компонентов. Два робота уже проявили себя на практике: один из них установлен на реке в Тангеранге (Индонезия), второй — на реке в Кланге (Малайзия). К 2025 году разработчик планирует очистить 1 000 рек, которые обеспечивают до 80% всего загрязнения океана пластиковыми отходами.
Информация в статье взята из открытых источников Интернета. Ссылки, по которым можно ознакомится с более развернутым списком стартапов и разработанных проектов роботов, применяемых на производствах:
