通过人机合作减少回收“瓶颈”的研究

在一项由美国国家科学基金会(National Science Foundation)资助的为期四年的研究中,研究人员将检验人类和机器人之间的合作能否提高全球面临威胁的回收行业的效率和盈利能力。

凯文·丹内希(Kevin Dennehy)撰写

回收输送带
在一个回收中心,工人们通过传送带对垃圾进行分类。
l去年,中国宣布将拒绝从其他国家进口的几乎所有可回收物品,部分原因是垃圾中含有大量的“杂质”,即不可回收材料,这些“杂质”会减缓回收过程,降低盈利能力。现在,越来越多的南亚和东南亚国家正在考虑类似的禁令,这一趋势可能会造成巨大的废物库存,危及全球回收行业。

耶鲁大学的研究人员认为,机器人技术可能有助于解决这一瓶颈。

在一个由美国国家科学基金会(NSF)资助的为期四年的研究项目中,一个跨学科的研究团队将检验人类和机器人之间的合作是否能够提高这些可回收物品的质量,以及这个至关重要但仍在苦苦挣扎的行业的盈利能力。与此同时,他们将评估创造新的人类工作岗位的机会,以补充这些自动化系统。

该项目最近从美国国家科学基金会获得了250多万美元的资助。人类技术前沿的未来工作,该项目确定了在快速的社会和技术变化中应对与未来工作和工人相关的挑战的研究。
从历史上看,自动化降低了成本,提高了众多制造过程的质量。
-亚伦·杜乐,耶鲁大学工程与应用科学学院
垃圾专家表示:“垃圾分类是我们在回收领域面临的最重要的问题,因为如果我们做得不好,市场价格会大幅下降。玛丽安有理他是耶鲁大学林业与环境研究学院(F&ES)的工业环境管理副教授,也是该研究项目的联合首席研究员。

研究人员希望机器人自动化,包括在困难材料到达人手之前帮助分类的新技术,将有助于提高这一过程的效率。

“从历史上看,自动化降低了成本,提高了许多制造流程的质量,”他说亚伦美元他是耶鲁大学工程与应用科学学院(Yale School of engineering & Applied science)机械工程和材料科学教授,也是这项研究的首席研究员。“我们想看看,在这些方面,我们能做些什么,以帮助重要但陷入困境的回收行业。”

努力的一个主要目标不是取代现有的工人,而是寻求更有生产力和更有效的方式来部署劳动力。

这个跨学科项目的灵感来自于伯克愈伤组织现任伍斯特理工学院(Worcester Polytechnic Institute)助理教授,是该项目的首席研究员。他的研究重点是如何通过复杂的机器人操作来解决可持续发展的挑战。

卡利说:“机器人研究在制造业、医疗保健技术、搜救等领域取得了突破性进展,但机器人如何帮助我们实现环境可持续的未来在很大程度上一直被忽视。”“我实验室的一个目标是扩大环境机器人领域。将机器人纳入回收设施是很自然的选择。”

其他调查人员包括布莱恩Scassellati来自耶鲁大学社交机器人实验室;芭芭拉有关系一位F&ES的工业生态学家;Amy Wrzesniewski,耶鲁大学管理学院迈克尔·h·乔丹管理学教授;雅各whitehil顾问公司, WPI计算机科学助理教授;凯特Saenko波士顿大学(Boston University)计算机科学副教授;和维塔利 Ablavsky他是波士顿大学计算机科学高级研究科学家。

T美国废品回收行业每年贡献约1170亿美元的经济活动,创造了超过53万个就业岗位。其中许多工人受雇于材料回收设施(MRFs),在那里废物被分类并准备供最终用户使用。

然而,这些中心在很大程度上依赖于工人的感知和判断,这些工人被要求手动对成堆的垃圾进行分类,这些垃圾包括塑料、纸张、金属、玻璃和不可回收物品,这些垃圾通过传送带运送。工作人员被要求在经常危险和困难的条件下识别和处理各种复杂的废物,包括与大型和重型物品、有毒物质和噪音有关的危险。

耶鲁大学领导的研究小组将与MRF操作员合作,探索是否可以通过整合新技术来改善分拣过程——包括物体检测、操作和人机交互方面的进步——这可能会在这些危险到达人类分拣员之前自动消除一些危险。
这个世界最不需要的就是对循环利用的严重威胁,因为这是人们多年来一直致力于的为数不多的环保习惯和积极的解决方案之一。
-亚伦·杜乐,耶鲁大学工程与应用科学学院
研究人员还将进行经济分析,以确定更好的设施配置,减少瓶颈,目标材料的高价值,并提高整个过程的效率。“我们将分析不同部门对可回收物的质量要求有何不同,以及哪些回收流提供了最好的市场机会,”F&ES高级研究科学家和讲师瑞克说。

与此同时,耶鲁大学管理学院(Yale School of Management)的Wrzesniewski将研究人类和机器人之间的关系,以改善工人的安全、工作质量和工人的积极性。Wrzesniewski研究的是人们如何在艰难的环境中实现工作的意义,他将研究目前在这些回收中心工作的工人如何理解他们现在的角色,以及技术变革的潜在影响。

“重新设计如何改变他们在工作场所与他人的关系是另一个有趣的领域,”她说。“我们计划首先进行访谈和观察,我们希望这将为收集和分析其他类型的数据提供信息。”

彻托是耶鲁大学固体废物政策项目的负责人,他认为全球回收行业已经到了一个关键时刻。

她说:“许多国家宣布他们将逐步实施禁令,因为他们基本上不知道如何处理这些材料,他们简直不知所措。”“世界最不需要的就是对循环利用的严重威胁,因为这是人们多年来一直致力于的为数不多的环保习惯和积极解决方案之一。”