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一週飛越50萬平方米,無人機檢測1.5噸海灘垃圾!自動分類47種,準確率超95%

2021-06-29 08:09:26

大資料文摘出品

作者:Caleb

夏日炎炎,海灘逐漸成為大家的週末消遣。

但是文摘菌要提醒大家,可別忘了隨身帶走垃圾喔。

最近,在英國多個海灘上,就被發現人為製造的垃圾多達1.5噸,共計123000多件物品,其中前三名分別是香菸(47,467)、包括收據和餐巾紙在內的紙張(32,678)和塑料碎片(6,578)。

不過,令人驚訝的是,疫情之下,包括口罩和一次性手套在內的個人防護裝備僅佔垃圾總量的0.7%

如此龐大的搜尋量,短時間內僅靠人為力量是無法完成的,這就要求助於無人機了。

從5月底至6月初的一週內,無人機飛越了伯恩茅斯、基督城和普爾的海灘,對18個地點進行了檢測,檢測總面積達到了475000平方米

本次活動中使用的無人機能夠在遠距離識別不同種類的垃圾,比如PET和泡沫聚苯乙烯,或者其他特定物品和品牌,就像這樣:

該系統由科技公司Ellipsis Earth創建,公司執行長兼創始人Ellie Mackay說:「我們正在使用無人機、固定攝像機和車輛等技術來創建詳細的垃圾地圖,確定熱點,並瞭解垃圾是如何移動的。」

「我們提供的資料不僅高度準確,而且非常詳細,這使得我們能夠為BCP委員會制定具體的、有針對性的建議,以便能夠集中精力發揮最大作用。」

防範於未然!Ellipsis能監測47類垃圾,準確率95%

要實現整個過程,當然是困難的。

首先就要解決資料的問題。Ellipsis的資料庫視訊和照片來自世界各地,包括無人機、衛星、潛艇和閉路電視,使用者可以向Ellipsis提交影象,或者Ellipsis旗下的500多名無人機飛行員中的一位會來聯絡。

隨後無人機便會在測量海灘、河流或海洋的長度時拍攝數千張照片,經由人工智慧軟體將多張照片混合成一張主影象,用於增強地理空間製圖。

這個過程中,人工智慧系統將會對垃圾做出分類,比如塑料瓶、漁網、瓶蓋或牙刷等。研究人員甚至可以定製演算法,以更具針對性地去檢測當地常見的塑料類型(如PVA, PET或聚苯乙烯泡沫塑料)或當地的商品和品牌。

在多地進行多次工作後,Ellipsis便能提供垃圾的全球熱圖,可以過濾和覆蓋現有資料集,並進行空間和時間上的比較。

對系統目前的工作情況,Mackay表示,「Ellipsis可以自動檢測47類垃圾,準確率超過95%」,「無人機改變了環境監測的行為和方法,它們能在幾分鐘內調查整個海岸線」。

但是,Ellipsis技術可以檢測到的內容是有限的,小於5毫米的塑料顆粒是無法識別的,而據估計,僅在海底,就有至少1400萬公噸沒能被檢測到。

對此Mackay也表現得較為樂觀,她表示,通過專注於跟蹤較大的塑料垃圾,他們其實正在幫助解決問題根源,「收集一個塑料瓶,就等於規避了未來潛在的25,000個微塑料碎片」。

英國普利茅斯大學海洋生物學教授兼海洋研究所所長Richard Thompson也對此表示認同,他說到,進入海洋的大部分塑料都是大型垃圾,後來會逐漸分解。

這是可以被幹預和解決的地方,同時也是資料能夠發揮作用的地方」,未來,儘管塑料顆粒進入環境後變得很小,但仍然可以利用不同的技術進行量化。

Mackay的最終目標並不是呼籲完全停止使用塑料,而是加強改善對使用塑料這一行為的管理「通過繪製世界各地的垃圾地圖,我們將能夠有效地提出解決方案。通過行為改變和教育產生持久的影響,我們將能夠最大限度地減少因管理不善帶來的垃圾數量」。

官網連結:

https://www.ellipsis.earth/

炫酷的垃圾識別小摩托

海灘的垃圾要識別,陸上的垃圾也要準確識別才行。

前者能依靠無人機,後者的裝備更為簡單,只需要一輛小摩托。

根據medium博主Michele Moscaritolo介紹到,要是垃圾處理人員能夠在收集車或者專用車輛上就能通過攝像頭監控統計垃圾資料,比如每種垃圾類型通常出現在哪裡,每天、每週和每月的趨勢,熱點等,就能節約大把時間了。

於是他自己動手把自己的Vespa摩托車進行了精心改裝。首先,Moscaritolo把除相機和天線外的所有裝置都放在坐墊下的車廂裡,加上一個簡單的穩壓器和一個電源按鈕,就組裝好了一個智慧的Vespa摩托車。這個Vespa摩托車還有一個炫酷的名字——VespAI

車載軟體使用經過修改的Darknet來運行Yolo v3,檢測結果通過一個濾波和積累模組提供,該模組將避免在多個相鄰視訊幀中出現多次計算同一垃圾;它還將為一個」垃圾點」在大約5米半徑範圍內進行多次檢測。

垃圾的GPS座標通過簡單的gpsd介面從usb模組讀取,將資料儲存在Google Firestore實時資料庫中,這樣本地的Google firebase SDK就被用於客戶端應用程式開發。

配上NVIDIA Jetson家族系統的AGX Xavier系列,嵌入了一項模糊人臉,衣服和人體的邊緣技術,這樣你的小摩托就組裝完成了。

來看看效果:


是不是超炫酷?

在垃圾這件事上,「自覺」比科技更重要

其實,要更好地治理垃圾問題,除了從改善管理方式外,還可以從丟垃圾這件事上入手。

比如在2019年,上海浦東的張江人工智慧島上,就有這樣的一種垃圾桶:頂部是一塊太陽能板,可以通過光伏自動取電,垃圾桶能夠識別上百種垃圾,並在內部進行相應的分類。

根據AI垃圾桶研發人員林佳煬介紹,這種垃圾桶可以對垃圾自動感應、自動識別,然後自動分類。內建的攝像頭會對垃圾進行拍照,拍照後上傳到雲端人工智慧識別模型進行判定,整個判定完成過程大概在2.7秒左右。

AI可回收垃圾桶容量在110升左右,如果以我們最常見的塑料飲料瓶的體積來估算,一個可回收垃圾桶大概能容納六七十個這樣的飲料瓶。在高鐵、機場這類人流量比較密集的公共場所,垃圾桶一天大概需要清運三四次,那麼保守估計,按一個塑料瓶5分錢的回收價格來計算,它一天可以創造的經濟效益就有十幾元錢。

當然,利用科技手段解決垃圾問題終究是治標不治本,真正想要「一勞永逸」,還要靠社會每個成員自覺遵守相關規定。

相關報道:

https://edition.cnn.com/2021/06/23/europe/ellipsis-drone-plastic-pollution-c2e-spc-intl/index.html

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-9721123/Dorset-drone-survey-finds-123-000-bits-litter-dropped-one-week.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/81804208


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