作者:黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2020/6/3 14:47:34
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每小时分拣5400次
上海交大研发超视觉垃圾分拣机器人

 

这里没有身穿厚重工作服带着手套、口罩,埋头分垃圾的工人,取而代之的是不停往返的机械手以及穿插有序的输送轨道——上海交大中英国际低碳学院固体废弃物资源化技术与智能装备团队研发的超视觉垃圾分拣机器人正在工作。

生活垃圾来源广、组成复杂、性状不一,海量干垃圾分拣仍依赖大量人工参与。6月3日,记者从上海交通大学获悉,这款超视觉垃圾分拣机器人打破了国外技术垄断,每小时可分拣垃圾5400次,大大节约了人工成本,它的“目力”很好,可以快速在大量垃圾中精准识别可回收物,助力全国垃圾分类工作,帮助环保企业技术升级。

“一个超视觉垃圾分拣机器人可以高精度分拣多种不同品类的垃圾,有效分拣率可达95%,最高分拣速度5400次/小时,工作时间24小时/天。生产线上每套设备布置2个机械手,相当于替代了54个分拣工人的工作量。” 该项目负责人、上海交大中英国际低碳学院副教授李佳介绍说。

这一项目通过CCD视觉、激光视觉、近红外视觉等识别传感系统相耦合,综合判断目标物的外部特征(颜色、形状、纹理等)与内部特征(材质),实现垃圾精准定位与细分判别;通过超视觉技术,实现各品类、各形状、各表面材料的样品识别,无需逐个注册样品3D模型,极大降低部署时间和成本;通过轨迹优化算法,让机械臂走最优路径,显著提升分拣节拍;同时配合机器人轨迹跟踪算法及抓、放算法的开发,实现垃圾的自动分拣。

垃圾分拣机器人的开发涉及光学、机械、控制、软件等多学科技术体系,技术壁垒很高。国产垃圾分拣设备主要集中在中低端,高端分拣机器人市场被国外厂商垄断。国外主流分拣机器人设备厂商依靠技术垄断,单台设备通常都在人民币500万到1000万元之间。李佳团队依托国家自然科学基金、国家“863”高科技计划等项目,数年来产学研联合攻关,相继突破十余项关键技术,实现了垃圾精细分拣机器人的核心技术国产化,开发出与国外产品基本处于同一个水平的产品,打破了垃圾智能分拣技术的国际垄断。

2019年起,我国地级及以上城市全面启动生活垃圾分类工作,到今年底46个重点城市将基本建成垃圾分类处理系统,2025年底前全国地级及以上城市将基本建成垃圾分类处理系统。这项技术的应用可降低分拣成本,也可为环保企业增加收益。李佳算了一笔账:如果每台设备每天正常工作20小时计算,可挑拣200吨垃圾,挑中率按照90%计算,可挑选纸类3.6吨,塑料类18吨,玻璃1.8吨,可使垃圾减量约10%,减少垃圾分类管理费用约1万元(每吨400元计算),回收物料价值6.8万元,每天为客户提高收益共计7.8万元。

李佳表示,团队将与国内环保头部企业对接合作与共同开发,攻关背景干扰等真实处理场景中的细节问题,使超视觉垃圾分拣机器人更快地进入市场应用。

 
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