人手有能力通過皮膚中的熱感受器和機(jī)械感受器，來識(shí)別不同大小、形狀和材料的物體。受此啟發(fā)，朱榮團(tuán)隊(duì)分析了機(jī)器手抓取物體時(shí)最常接觸的位置，在機(jī)器手的 5 個(gè)指尖和手掌上，安裝了 10 個(gè)傳感器，來檢測(cè)物體的溫度、環(huán)境溫度、被測(cè)物體的導(dǎo)熱率和接觸壓力等信息。

朱榮團(tuán)隊(duì)以塑料袋、泡沫、紙箱、罐頭盒、餐巾紙、面包、橙皮等7種垃圾作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，用7種垃圾的數(shù)據(jù)集去訓(xùn)練機(jī)器手。實(shí)驗(yàn)表明，結(jié)合多模觸覺感知信息和機(jī)器學(xué)習(xí)之后，機(jī)器手識(shí)別7種垃圾的總分類準(zhǔn)確率達(dá)到 94%左右。該研究成果近日發(fā)表于《科學(xué)—機(jī)器人》。

通過垃圾練“手”

生活垃圾來源廣、成分復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)濕漉漉、臟兮兮的狀態(tài)，因此傳統(tǒng)的分選、篩選技術(shù)無能為力。

同樣是機(jī)器人垃圾分揀領(lǐng)域，上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院固體廢棄物資源化技術(shù)與智能裝備團(tuán)隊(duì)研發(fā)出超視覺垃圾分揀機(jī)器人，通過機(jī)器視覺中的三種主流識(shí)別傳感系統(tǒng)（CCD視覺、激光視覺、近紅外視覺）相耦合，綜合判斷目標(biāo)物的外部特征（顏色、形狀、紋理等）與內(nèi)部特征（材質(zhì)），達(dá)到垃圾的精準(zhǔn)定位與細(xì)分判別。然后利用free-model的超視覺技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各品類、各形狀、各表面材料的樣品識(shí)別。

“超視覺垃圾分揀機(jī)器人有效分揀率可達(dá)95%，最高分揀速度5400次/小時(shí)。生產(chǎn)線上每套設(shè)備布置2個(gè)機(jī)械手，相當(dāng)于替代了54個(gè)分揀工人的工作量?！背曈X垃圾分揀機(jī)器人項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院副教授李佳介紹說。

垃圾分類工作量大、過程簡單重復(fù)。人工分揀不但面臨氣味刺鼻、工作環(huán)境差等問題，還存在有害物質(zhì)傷害人體健康的可能。同時(shí)，垃圾分類的目標(biāo)之一是分揀出可回收利用物品，減少其他垃圾量。“垃圾分類在任何國家都不是一蹴而就的事，既要做好‘打持久戰(zhàn)’的準(zhǔn)備，也要采取科學(xué)、系統(tǒng)和綜合的措施，重點(diǎn)突破自家垃圾桶到公共垃圾箱的分類投放環(huán)節(jié)，徹底解決分類投放、收集、運(yùn)輸、處理全過程的系統(tǒng)運(yùn)營難點(diǎn)。”清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授溫宗國說。

實(shí)際生活中，可回收利用的垃圾種類有限，因此，機(jī)器人分揀垃圾大有可為?！爸皇菣C(jī)器人識(shí)別需要通過大量的樣本學(xué)習(xí)，其難度在于，如何將生活中的各式各樣物品收集到，作為樣本讓機(jī)器學(xué)習(xí)。如果將這些臟兮兮的物體作為實(shí)驗(yàn)樣本讓機(jī)器人學(xué)習(xí)，那么這些垃圾就能夠被識(shí)別?！敝鞓s說，“當(dāng)然，將視覺和觸覺相結(jié)合是提高機(jī)器識(shí)別有效性和準(zhǔn)確率的優(yōu)選方案。”（記者 張雙虎）