化身城市美容師人工智能為環(huán)境產(chǎn)業(yè)“增智”

李禾

環(huán)衛(wèi)工人被稱為“城市的美容師”。不同于傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)工作者的掃把、垃圾三輪車的“標(biāo)配”，近日在世園會亮相的無人智能清掃車“蝸小白”，采用了智能AI技術(shù)和無人駕駛技術(shù)，集成了多源傳感器感知、融合定位、智能決策等技術(shù)，成為可以自動完成清掃、灑水、智能避障的“超級清潔工”。

據(jù)測算，一噸生活垃圾從前端收集、運(yùn)輸?shù)胶笃谔幚淼馁M(fèi)用約為300～500元，我國生活垃圾處理市場規(guī)模可達(dá)1000億元/年，單是道路清掃一項(xiàng)，每年市場規(guī)模就能達(dá)到500億元左右。面對如此巨大的市場空間，環(huán)衛(wèi)行業(yè)也成為人工智能創(chuàng)新的“風(fēng)口”。

環(huán)衛(wèi)智慧機(jī)器人讓清潔更高效

除了世園會，目前，蝸小白還工作在清華大學(xué)、北京海淀公園、河北雄安新區(qū)等地。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)階段31歲～49歲的環(huán)衛(wèi)工人數(shù)量占比約為35%，50歲～60歲的環(huán)衛(wèi)工人數(shù)量占比約為43%，60歲以上的環(huán)衛(wèi)工人數(shù)量占比約為22%。勞動力短缺、高齡化、效率低下是當(dāng)前環(huán)衛(wèi)工作的“痛處”。

“環(huán)衛(wèi)智慧機(jī)器人就很好的解決了上述痛點(diǎn)，其可廣泛應(yīng)用于廣場、生活小區(qū)、機(jī)場高鐵等眾多場所，將大幅提升環(huán)境環(huán)衛(wèi)行業(yè)的智能化水平和作業(yè)效率，杜絕環(huán)衛(wèi)人工作業(yè)的安全隱患以及安全事故發(fā)生，大幅節(jié)省環(huán)衛(wèi)人力成本。”中聯(lián)環(huán)境執(zhí)行總裁陳培亮說。

像蝸小白這樣的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人并非個例，日前，中聯(lián)重科環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司發(fā)布了他們研發(fā)的環(huán)衛(wèi)智慧作業(yè)機(jī)器人、無人駕駛小型掃路車。環(huán)衛(wèi)智慧作業(yè)機(jī)器人集機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)、全場景圖像識別等技術(shù)于一體，能自動感知周邊行人車輛、對垃圾進(jìn)行追蹤清掃，根據(jù)垃圾種類及負(fù)荷來調(diào)整作業(yè)車速、掃盤轉(zhuǎn)速等作業(yè)參數(shù)，還能自動無線充電、室內(nèi)作業(yè)與室外作業(yè)雙模式無縫切換等。此外無人駕駛小型掃路車的運(yùn)行視頻、作業(yè)軌跡和工況數(shù)據(jù)都會實(shí)時傳輸?shù)焦镜恼{(diào)度云平臺，支持遠(yuǎn)程對無人駕駛小型掃路車進(jìn)行實(shí)時控制。

地埋式智能垃圾桶告別臟、亂、臭

除了讓機(jī)器人來承擔(dān)晝夜顛倒、環(huán)境艱苦的環(huán)衛(wèi)工作，垃圾桶武裝上人工智能之后，垃圾收集工作也得到改善。在北京朝陽區(qū)高原街的一處垃圾站，沒有了常見的垃圾桶，取而代之的是一排像“充電樁”的設(shè)備，這種“地埋式垃圾收集設(shè)備”集除臭、滅火、稱重、超重預(yù)警等多項(xiàng)智能技術(shù)于一身。朝陽區(qū)副區(qū)長劉海濤說，朝陽區(qū)是北京第一個引入地埋式垃圾站的。垃圾桶是小區(qū)必備的生活設(shè)施，但居民意見大，主要是臟和臭。現(xiàn)在，一刷證，就有一個密封蓋彈起來，把垃圾放進(jìn)去后，蓋子會自動蓋上。蓋子是密封式的，保證不會有臭味溢出。垃圾桶滿了之后，還會自動報(bào)警，提醒垃圾清運(yùn)車來把垃圾桶運(yùn)走，換上空的垃圾桶。

以前，垃圾站里擺滿了垃圾桶，有時都堆得溢出來，臭氣彌漫、蚊蠅滋生、污水橫流，這樣的“鄰避效應(yīng)”，讓很多居民拒絕把垃圾桶和垃圾站放置在自家附近。“用上這種新型垃圾桶，垃圾離手即到地下，將之前垃圾站困擾環(huán)境的視覺污染、臭氣污染、噪音污染等問題一次性解決了。”劉海濤說，地埋式垃圾收集設(shè)備將在全朝陽區(qū)使用。

除地埋式智能垃圾桶外，朝陽區(qū)環(huán)衛(wèi)中心還在朝陽公園試行無人駕駛清掃設(shè)備。該設(shè)備可以完成車庫自動喚醒、自動貼邊清掃等操作，車體配備5個激光雷達(dá)、12個超聲波雷達(dá)、1套衛(wèi)星制導(dǎo)系統(tǒng)、1套慣性制導(dǎo)系統(tǒng)，確保設(shè)備安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

三維多模態(tài)技術(shù)準(zhǔn)確分類垃圾

我國每年產(chǎn)生的生活垃圾約為3.6億噸，基本屬于沒有分類的混合垃圾。混合垃圾基本不具有利用價值，如果進(jìn)行人工分類，不但勞動強(qiáng)度大，而且工作環(huán)境欠佳，一不小心就可能危害工作人員的身體健康。

因此，物品分揀機(jī)器人能幫助處理大量的可回收物品。近日，MIT和發(fā)那科相繼開發(fā)出了物品分揀機(jī)器人，以幫助處理大量的可回收物品。發(fā)那科的分揀機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)利用視覺分析系統(tǒng)，對物品的化學(xué)成分以及形狀進(jìn)行實(shí)時掃描和分析，同時能夠?qū)崟r指定抓取方式和抓取順序等。

這樣的物品分揀機(jī)器人已經(jīng)在一些城市投入使用。在杭州天子嶺靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)的中城綠建工廠中，生產(chǎn)流水線上有混凝土、鋼筋、磚塊、玻璃、金屬、陶瓷以及生活垃圾等。它們形狀各異、規(guī)格不一、質(zhì)量輕重有別、強(qiáng)度軟硬懸殊，但旁邊的機(jī)器人卻能快速、持續(xù)、準(zhǔn)確抓取待分揀物質(zhì)。

“發(fā)達(dá)國家的垃圾前端分類清晰，資源化利用相對容易。鑒于我國實(shí)際情況，我們研發(fā)應(yīng)用于垃圾分揀的機(jī)器人，它擁有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)、世界領(lǐng)先的三維視覺識別技術(shù)，進(jìn)一步提升了垃圾分選工藝和生產(chǎn)線智能化水平。”中城綠建總經(jīng)理李瑋說，通過借鑒應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域最新研究成果，垃圾分揀機(jī)器人能同時獲取流水線上待分揀物質(zhì)的二維、三維多模態(tài)信息，來模擬人類觀察認(rèn)識事物的行為;對于多種材質(zhì)組合的垃圾，還能有效計(jì)算分割待分揀物質(zhì)，使分割平均絕對誤差小于3%;設(shè)計(jì)多受力點(diǎn)自動協(xié)調(diào)手爪，極大地提高了垃圾分選的質(zhì)量和效率。

物聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)使環(huán)衛(wèi)更智慧

智慧環(huán)衛(wèi)，是依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對環(huán)衛(wèi)管理所涉及到的人、機(jī)器人、車、物、事進(jìn)行全過程實(shí)時管理，合理設(shè)計(jì)規(guī)劃環(huán)衛(wèi)管理模式，提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)質(zhì)量，降低環(huán)衛(wèi)運(yùn)營成本，用數(shù)字評估和推動垃圾分類管理實(shí)效。智慧環(huán)衛(wèi)所有服務(wù)部署在智慧城市管理云端，對接智慧城市網(wǎng)絡(luò)，以云服務(wù)方式隨時為管理者及作業(yè)人員提供所需的服務(wù)。

上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院有限公司總經(jīng)理張益說，智慧環(huán)衛(wèi)的提出與發(fā)展適應(yīng)環(huán)衛(wèi)大市場整體發(fā)展的趨勢，智慧環(huán)衛(wèi)，作為國內(nèi)環(huán)衛(wèi)行業(yè)信息化建設(shè)的引擎，依托物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對環(huán)衛(wèi)工人、環(huán)衛(wèi)機(jī)器人和環(huán)衛(wèi)設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控，可以及時分配任務(wù)、提高突發(fā)事件應(yīng)急能力，大大提高了各項(xiàng)工作的規(guī)范化、智慧化、標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。而人工智能大大豐富了智慧環(huán)衛(wèi)的內(nèi)容，各種機(jī)器人新技術(shù)、新算法也讓智慧環(huán)衛(wèi)變得“更智慧”。

當(dāng)前，我國面臨著快速的城市化和老齡化問題，公眾對城市環(huán)境要求也越來越高，未來做環(huán)衛(wèi)的策略是盡可能裝備化、機(jī)械化，未來少人化、智能化是方向，而開發(fā)無人駕駛、環(huán)衛(wèi)機(jī)器人等或?qū)⑹黔h(huán)衛(wèi)行業(yè)新的“風(fēng)口”。

陳培亮說，人工智能產(chǎn)品僅是中聯(lián)環(huán)境“從傳統(tǒng)的裝備制造向產(chǎn)品智能化和智能制造”全面轉(zhuǎn)型具體實(shí)踐的一小部分。據(jù)預(yù)計(jì)，未來的5～8年，企業(yè)將能基本實(shí)現(xiàn)智慧城市全環(huán)境治理。