Бизнес на отходах. Как мы создали умные пункты с ИИ для приема вторсырья

В новостях регулярно появляются сообщения о новой нейросети или, например, об очередных возможностях искусственного интеллекта. Такие технологии проникли в самые разные сферы, в том числе и в систему раздельного сбора мусора. Расскажу об этом подробнее.

Мы с командой создали умные пункты для приема вторсырья, чтобы мотивировать жителей города сортировать отходы, и в этом нам помогают технологии искусственного интеллекта. Я, Антон Турченко, генеральный директор компании «ЭкоПоинт» (резидент «Сколково»), расскажу в этой статье, как устроен наш проект и как происходит процесс раздельного сбора мусора с помощью нейросети.

Мы начали работать в середине 2019 года, хотели сделать мир лучше и создать прибыльный бизнес. Тогда в городе (а мы из Нижнего Новгорода) были только традиционные экопункты, куда можно было сдать вторсырье. Принимали они разные фракции, а график работы был не самым удобным для экономически активного населения. Имел место быть и человеческий фактор: операторы-приемщики не всегда вежливы к клиентам, к тому же могут заболеть или уволиться, что на какое-то время нарушает работу пункта. Тогда мы начали думать, как сделать процесс раздельного сбора мусора эффективнее и решили создать аппараты для сбора вторсырья. Они принимают его круглосуточно, а распознавать фракции помогают технологии искусственного интеллекта.

Но прежде пришлось разработать не один прототип аппарата, потому что мы стремились сократить затраты и отказывались от дорогостоящих элементов. Например, мы сделали выбор в пользу ручного пресса, с помощью которого можно сминать бутылки, хотя изначально планировали встроить автоматический механизм внутрь аппарата.

Протестировали мы и несколько видеокамер, необходимых для распознавания вторсырья. Изначально была выбрана стереокамера западного производства, но позже из-за санкций ее стало невозможно использовать. В итоге мы с партнерами создали собственное решение на основе доступных компонентов.

Уже вдохновившись развитием технологий искусственного интеллекта, мы решили, что ИИ — хорошее подспорье и для нашего проекта, который финансируется за счет частных инвесторов. Конечно, у нас было общее представление, как нейросеть может нам помочь, но до этого никто из нас ИИ не занимался, поэтому мы решили обратиться за помощью к сторонней компании – эксперту в этой области. Было непросто: подрядчика подобрали лишь с третьей попытки, ушло на это два с половиной года.

Сейчас наши аппараты установлены в густонаселенных районах Нижнего Новгорода. Горожане могут сдать ПЭТ-бутылки, алюминиевые банки, макулатуру, в том числе книги без обложек, картон, журналы и газеты. За это пользователи получают вознаграждение в виде баллов, которые можно обменять либо на деньги и перевести себе на счет через Систему быстрых платежей, либо на баллы партнерских программ лояльности. Так мы стараемся мотивировать людей сортировать мусор.

Но есть предметы, которые аппараты не принимают. В их числе — пачки из-под сигарет, тетрапак, аэрозольные баллончики, бутылки кислотно-зеленого цвета или из непрозрачного пластика.

Чтобы сдать вторсырье, его нужно сложить в загрузочный модуль, внешне напоминающий ячейку от постамата или дверцу микроволновой печи.

Содержимое потом отправляется на заготовительную базу, где собранные отходы прессуются в тяжелые брикеты. Если накопилась партия весом около 20 тонн, ее загружают в фуру и отвозят на переработку (из этого вторсырья потом делают школьные тетради, журналы, ручки, нити для одежды, мебель и новые бутылки).

Умные пункты оснащены датчиком веса и видеокамерой, которая в связке с нейросетью распознает тип отходов, оценивает их состояние и маркирует по принципу светофора. Это можно видеть на экране пользовательского интерфейса устройства.

Зеленый цвет говорит о том, что вторсырье принесли чистым и оно идеально подготовлено для сдачи. Желтый — предметы подготовлены некорректно, их примут, но за меньшую стоимость, поэтому их лучше смять (и для этого предусмотрен сминатель) или связать в пачку в случае с макулатурой.

Красный цвет сигнализирует, что вторсырье для сдачи непригодно. Система дает время, чтобы открыть дверцу модуля и забрать непригодные для переработки отходы.

Кстати, наши лучшие тестировщики — дети, которые пытаются всячески обхитрить систему. Бывало, что они складывали в картонную коробку камни, чтобы увеличить общую массу. Кто-то закинул внутрь упаковку из-под торта, которую аппарат воспринял как макулатуру. Но как бы странно это ни звучало, такие ситуации для проекта идут только в плюс, так как помогают совершенствовать систему и делать работу над ошибками.

Наша нейросеть обучается постоянно. Сейчас точность распознавания вторсырья составляет более 97%. Тут есть нюанс: 100-процентной точности у машинного зрения не бывает. Если подобное произошло, это сигнал: обучение пошло не по плану. Но нужно развиваться дальше.

Сейчас кейсов для обучения более чем достаточно. Например, производители напитков стали чаще использовать жестяные банки, а они внешне для нейросети особо ничем не отличаются от алюминиевых. Научить правильно распознавать их — новая задача. Можно сделать так, чтобы нейросеть определяла электролом, пленку и другие фракции. Это осуществимо, но нужно время и запрос от бизнеса. Сейчас мы уже реализуем пилотные проекты с крупными компаниями, нацеленными на реализацию ESG-стратегии.

Сейчас мы разрабатываем новые опции. Думаем добавить аппаратам звуковое сопровождение. Не исключено, что появится и голосовое управление — с его помощью сдавать вторсырье смогут люди с ограниченными возможностями здоровья.

На базе нашей технологических компетенций можно создать индивидуальное решение, например, ЭкоСтанцию – это встраиваемая версия аппарата в связке с автоматическим сортировщиком, который способен накапливать отходы в отдельных контейнерах, не смешивая их. В дополнение к этому также для ЭкоСтанции могут быть разработаны отдельные модули приема вторичных ресурсов, которые фиксируют факт пролета объектов без определения типа, то есть считают только их количество. Это может быть использовано для приема за вознаграждение, например, батареек, ламп, текстиля и прочего.

По разным оценкам, потребность России в подобных устройствах — не менее 150 тысяч. Верю, что в будущем «умные» экопункты, фандоматы и рецикломаты, использующие ИИ для распознания отходов, появятся в каждом дворе страны. Это не утопия. Правда, всё будет зависеть от экономических предпосылок, экологической политики и цен на вторсырье. Конечно, нужны и государственные субсидии, чтобы такие устройства стали доступнее. Знаю, что обсуждения на этот счет в правительстве страны идут.