高光譜成像技術(shù)的應(yīng)用前景
然而垃圾分揀是一項(xiàng)工程量巨大、過(guò)程重復(fù)且痛苦的工作。垃圾收儲(chǔ)后,傳統(tǒng)的分類作業(yè)方式,需要工人手工將可回收的物品從大量垃圾中揀選出來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中,除了垃圾本身散發(fā)出的惡臭氣味,還隱藏著例如鋒利金屬、破碎玻璃,有害化學(xué)物質(zhì)、各類病毒細(xì)菌等諸多風(fēng)險(xiǎn)因素,這些都可能對(duì)分揀工人的生命健康造成嚴(yán)重的傷害。而且處理數(shù)量如此龐大的垃圾,常常需要工人們長(zhǎng)時(shí)間工作,這對(duì)人的體力和精力是一項(xiàng)非常大的考驗(yàn)。
在紐約市布魯克林區(qū)的日落公園旁,有一座“巨無(wú)霸型垃圾分選廠”。這座工廠通過(guò)使用16臺(tái)光學(xué)分選機(jī),承擔(dān)著紐約市每天1000噸生活垃圾的處理工作。工廠內(nèi)7條垃圾傳送帶,全程可以高速運(yùn)行,無(wú)需人工配合,光學(xué)分揀機(jī)可以精準(zhǔn)地分選出玻璃、金屬、紙張、塑料等物質(zhì)。
對(duì)比人工分揀一人一天150公斤到300公斤的處理量,如果想要通過(guò)工人來(lái)完成這座處理廠一天分類處理的1000噸垃圾,那么至少要3000多名工人同時(shí)勞作。
類似的這類機(jī)器垃圾分揀,準(zhǔn)確率高,分揀速度快,可以全天候持續(xù)作業(yè),不會(huì)受到惡劣環(huán)境影響,在國(guó)外已經(jīng)有了很廣泛的應(yīng)用。反觀國(guó)內(nèi),雖然自動(dòng)化生產(chǎn)模式已在多行業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展,但是受起步時(shí)間較晚、資源投入較少、垃圾分揀難度大等因素制約,環(huán)保領(lǐng)域特別是垃圾分類領(lǐng)域的自動(dòng)化生產(chǎn)模式依然處在較低的水平,適用于我國(guó)國(guó)情的自動(dòng)化分揀設(shè)備匱乏,因此,構(gòu)建完善、成熟的自動(dòng)化垃圾分揀系統(tǒng),將會(huì)是未來(lái)我國(guó)垃圾回收行業(yè)的重要技術(shù)發(fā)展方向。
當(dāng)下,通過(guò)高光譜視頻成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺深度學(xué)習(xí)技術(shù),將復(fù)雜背景下的垃圾進(jìn)行有效識(shí)別與分揀,已經(jīng)成為機(jī)器垃圾分揀的主要發(fā)展趨勢(shì)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將高光譜成像技術(shù),集成到機(jī)器視覺系統(tǒng)中,以此來(lái)快速獲得待分揀垃圾中不同物質(zhì)的特殊光譜特征,并通過(guò)與深度學(xué)習(xí)算法模型進(jìn)行匹配識(shí)別分析,實(shí)現(xiàn)垃圾的精準(zhǔn)無(wú)害化分類。
這里提到的高光譜成像技術(shù),是將光譜技術(shù)與成像技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了待測(cè)目標(biāo)光譜信息、空間信息及輻射信息的同步獲取,從而擁有快速無(wú)損檢測(cè)優(yōu)勢(shì)。以工業(yè)塑料分揀為例,通過(guò)高光譜成像技術(shù),我們可以更加快速有效地細(xì)分出高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)等這類傳統(tǒng)機(jī)器視覺技術(shù)難以區(qū)分的工業(yè)塑料類型。
雖然高光譜成像技術(shù)在垃圾分類領(lǐng)域釋放出非常大的潛力信號(hào),但想要在該領(lǐng)域有更深度的應(yīng)用,依然存在諸多門檻,比如有效高光譜數(shù)據(jù)的獲得,三維影像立方體海量數(shù)據(jù)處理等,都對(duì)分析算法、過(guò)程控制具有很高的要求。未來(lái),智譜科技團(tuán)隊(duì)將基于首創(chuàng)的PMVIS光譜視頻成像理論,與業(yè)界同行企業(yè)、國(guó)內(nèi)環(huán)保企業(yè)、各大高校攜手合作,共同攻關(guān)垃圾智能分揀的技術(shù)難題,讓光譜視覺技術(shù)深入垃圾分類行業(yè),全面提升效率。
