Исследование: Будет ли наш мусор скоро сортироваться ИИ?

Опытных операторов экскаваторов найти непросто. Один из исследовательских проектов изучает возможность того, что искусственный интеллект (ИИ) сможет взять на себя их работу на мусорных полигонах.

В фильме "ВАЛЛ-И" робот убирает замусоренную Землю будущего — трудоемкая задача для маленького робота. Сегодня отношения между ИИ и мусором кажутся продуктивными иным образом: тексты, изображения и видео, созданные ИИ, наводняют Интернет. При этом ИИ потребляет много энергии и оставляет реальный мусор в виде вышедших из строя микрочипов.

Современный ИИ "засоряет" интернет, а ИИ будущего призван очищать Землю. Фактически, немецкие исследователи работают над предшественником робота "ВАЛЛ-И". Этот робот будет использоваться на мусорных полигонах, заменяя там людей.

Автоматизированная предварительная сортировка

Планируется автоматизировать предварительную сортировку крупногабаритного и строительного мусора. Информатик Тим Тидеманн из Гамбургского университета прикладных наук отвечал за автоматическое распознавание объектов и материалов в рамках исследовательского проекта "Умная переработка". Для этого Тидеманн установил камеры на перерабатывающих предприятиях и собрал данные. Можно ли просто наблюдать, как операторы экскаваторов сортируют мусор, а затем использовать эти данные для обучения ИИ? "Это работает в очень немногих случаях", — говорит Тидеманн, поскольку задача сортировки сильно различается от объекта к объекту.

До сих пор человек с помощью экскаватора или крана копается в кучах мусора, вытаскивает шкафы, строительные ограждения, древесно-стружечные плиты и сортирует их. Иногда операторы должны создавать правильное соотношение смешанных материалов в контейнере, иногда сортировать ценные материалы, а иногда просто отсортировывать газовые баллоны и батарейки.

Для последующей переработки мусор попадает в шредер и подвергается дальнейшей сортировке. Однако мало смысла сначала измельчать деревянную плиту, а затем сортировать ее осколки. Именно поэтому предварительная сортировка имеет смысл. К тому же, измельчение газового баллона может привести к поломке шредера.

Станет ли метод скоро готовым к рынку?

Современный ИИ способен распознавать объекты на изображениях. Это хорошо работает, если есть много размеченных примеров изображений, по которым ИИ может учиться. Для мусора обычно недостаточно таких примеров. Диван остается диваном, даже если он сломан на две части и из него торчит набивка. Для машины это трудно распознать.

У Тидеманна было две цели: во-первых, система должна была распознавать часто встречающиеся предметы, такие как газовые баллоны или строительные ограждения. Во-вторых, система должна была распознавать материал смятых, бесформенных объектов – независимо от того, был ли это когда-то часть шкафа или стола.

Таким образом, ИИ был обучен распознавать определенные объекты, например, газовые баллоны. Вторая подсистема распознает контуры объектов и анализирует их на изображениях пиксель за пикселем, также в инфракрасном и УФ-диапазонах, чтобы определить: "вероятно, дерево". "Мы постоянно собирали данные и затем относительно кропотливо размечали записи", — рассказывает Тидеманн.

Исследовательский проект завершен, однако полная автоматизация пока не готова к выходу на рынок. Тидеманн предполагает, что сначала появится вспомогательная система, которая, например, будет указывать оператору крана на газовые баллоны.

Однако конечная цель состоит в том, чтобы заменить человека, работающего на кране. Почему? Тидеманн говорит, что они получили запросы от компаний по переработке отходов: "Мы не можем найти операторов экскаваторов, есть ли автоматическое решение?" Мусорный полигон мог бы дооснастить свой существующий экскаватор датчиками и автоматической системой управления. Таким образом, не будет самостоятельно передвигающегося мусорного робота, как ВАЛЛ-И, но экскаватор, по крайней мере, не окажется сам в мусоре.