超視覺(jué)垃圾分揀機(jī)器人。
新華社發(fā)
每小時(shí)可精準(zhǔn)分揀5400次的超視覺(jué)垃圾分揀機(jī)器人、“吃掉”濕垃圾變?yōu)殡娔艿牟蛷N垃圾能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、蝦蟹殼中開(kāi)發(fā)資源的綠色提取技術(shù)……在“世界環(huán)境日”到來(lái)之際，上海交通大學(xué)中英國(guó)際低碳學(xué)院發(fā)布了系列“低碳”科研成果，為綠色生活提供更多解決方案。
“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”
機(jī)器人分揀就是利索
在上海交大中英國(guó)際低碳學(xué)院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，超視覺(jué)垃圾分揀機(jī)器人演示了這樣一段操作：機(jī)械手臂迅速抓取傳送帶上的廢棄物，對(duì)紙類、塑料、玻璃等多種材質(zhì)做出了準(zhǔn)確判斷，并將其放入對(duì)應(yīng)的收集器內(nèi)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，每只機(jī)械手臂每小時(shí)可精準(zhǔn)識(shí)別并分揀不同品類垃圾5400次，分類準(zhǔn)確率高達(dá)95%。
“我們通過(guò)賦予機(jī)器人不同類型的識(shí)別傳感器，配套開(kāi)發(fā)多種算法，使機(jī)器人能主動(dòng)識(shí)別目標(biāo)物的顏色、形狀、紋理、材質(zhì)等特征，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分揀。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、上海交通大學(xué)中英國(guó)際低碳學(xué)院副教授李佳說(shuō)，如果在一組垃圾分揀工作線上同時(shí)配置兩只機(jī)械手臂，相當(dāng)于54名分揀工人，這不僅“解放”了工人們的雙手，同時(shí)也降低了因接觸垃圾而導(dǎo)致的感染風(fēng)險(xiǎn)。
據(jù)了解，該款垃圾分揀機(jī)器人的研發(fā)技術(shù)壁壘非常高，研發(fā)過(guò)程需要光學(xué)、機(jī)械、控制、軟件等多個(gè)學(xué)科體系之間密切配合。李佳及其團(tuán)隊(duì)數(shù)年來(lái)堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，相繼突破了十余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了垃圾分揀機(jī)器人核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化。
李佳表示，目前，該垃圾分揀機(jī)器人已進(jìn)入產(chǎn)學(xué)研技術(shù)推廣階段。下一步，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將與一些國(guó)內(nèi)環(huán)保頭部企業(yè)達(dá)成合作，加速科研成果落地應(yīng)用。
餐廚垃圾
有望變身家門(mén)口的“充電寶”
疫情發(fā)生以來(lái)，上海各地的生活垃圾分類工作穩(wěn)步進(jìn)行。不過(guò)，隨著天氣逐漸炎熱，不少市民發(fā)現(xiàn)濕垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中所散發(fā)出的異味著實(shí)讓人感到苦惱。
上海交通大學(xué)中英國(guó)際低碳學(xué)院正在試運(yùn)行一套餐廚垃圾能源化系統(tǒng)。這套系統(tǒng)不僅能將餐廚所產(chǎn)生的濕垃圾原位處理，還實(shí)現(xiàn)能源化轉(zhuǎn)變。
“餐廚所產(chǎn)生的濕垃圾被投放進(jìn)特制的厭氧消化罐，經(jīng)過(guò)一系列厭氧發(fā)酵最終轉(zhuǎn)化為電力。濕垃圾從產(chǎn)生到分解，幾乎‘零’位移。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、上海交通大學(xué)中英國(guó)際低碳學(xué)院副教授張景新說(shuō)，該系統(tǒng)已經(jīng)在項(xiàng)目合作伙伴新加坡國(guó)立大學(xué)嘗試應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明，40千克的濕垃圾分解所產(chǎn)生的電能足夠供1000臺(tái)手機(jī)充電。
“這套厭氧消化系統(tǒng)可以有效減少溫室氣體排放。同時(shí)，也一定程度地減少了垃圾處理帶來(lái)的二次污染。”張景新說(shuō)，整套系統(tǒng)濃縮在長(zhǎng)約6米的移動(dòng)式集裝箱里，在空間條件允許的情況下，餐廚垃圾能源化系統(tǒng)或?qū)⒆兩砑议T(mén)口的“充電寶”。
小小蝦蟹殼上
還有資源開(kāi)發(fā)的“大文章”
“吃貨”們對(duì)美味的小龍蝦永遠(yuǎn)愛(ài)不釋手。然而，還有一群人對(duì)小龍蝦的熱愛(ài)不是因?yàn)槊牢兜奈r肉，而是因?yàn)槲r殼。
“日常生活中，大家吃完小龍蝦，便會(huì)將剝下的蝦殼歸為濕垃圾處理掉。而在我們看來(lái)，蝦蟹殼可不是垃圾，它們是天然可再生的資源。”上海交通大學(xué)中英國(guó)際低碳學(xué)院助理教授陳熙十分感慨，“蝦蟹殼雖然是資源‘富礦’，但如果簡(jiǎn)單處理，其自然降解所產(chǎn)生的溫室氣體勢(shì)必會(huì)給環(huán)境帶來(lái)額外的壓力。”
據(jù)介紹，蝦蟹殼的主要成分為碳酸鈣、甲殼素和蛋白質(zhì)，這三種成分與人們的日常生活關(guān)系密切：碳酸鈣可作建筑材料，蛋白質(zhì)可作動(dòng)物飼料，甲殼素可作化工和醫(yī)用產(chǎn)品。但受限于傳統(tǒng)提取工藝的部分缺陷，蝦蟹殼的資源轉(zhuǎn)化一直未能推進(jìn)到位。
“我們研發(fā)出一種只使用二氧化碳和水來(lái)提取蝦蟹殼中甲殼素的方法，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程幾乎無(wú)污染物產(chǎn)生，且成本低廉，提取后的甲殼素純度可達(dá)90%。”陳熙表示，甲殼素的應(yīng)用范圍十分廣泛且附加值極高，如果能將上述方式得到的甲殼素作為制備乙醇胺、含氮藥物等化學(xué)品的原料，不僅能縮短反應(yīng)路徑、提高效率，而且在一定程度上降低了碳排放和總體能耗，可以說(shuō)是一項(xiàng)革命性的節(jié)能減排綠色工藝。
“科學(xué)研究的目的實(shí)質(zhì)是為了更好地改善人們生活，蝦蟹殼的轉(zhuǎn)化成果在不斷優(yōu)化的同時(shí)，也希望市民和有關(guān)部門(mén)能夠關(guān)注，倘若蝦蟹殼能從濕垃圾中分離出來(lái)，會(huì)更加有利于資源開(kāi)發(fā)和利用。”陳熙說(shuō)。
上海交通大學(xué)中英國(guó)際低碳學(xué)院副院長(zhǎng)何義亮在發(fā)布會(huì)上表示，垃圾分類作為一種新時(shí)尚，已在國(guó)內(nèi)各大城市被推行，垃圾分類最終的目的就是為了實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化、資源化，這也正是該學(xué)院最重要的研究方向之一，學(xué)院也將更加大力地支持低碳環(huán)保項(xiàng)目的科學(xué)研究，為上海建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的特大城市，幫助市民踐行綠色生活貢獻(xiàn)一份力量。
綜合新華社報(bào)道