研究检验人-机器人协作以减少回收“瓶颈”

在由国家科学基金会资助的四年研究中,研究人员将研究人类和机器人之间的合作是否能够提高世界受威胁的回收部门的效率和盈利能力。
回收输送带
百叶窗
回收中心的工人们在沿着传送带向下移动的垃圾中分类。
L去年,中国宣布将拒绝几乎所有从其他国家进口的可回收材料,部分原因是“杂质”的含量-或不可回收材料-在废物中,这会减缓回收过程并降低盈利能力。现在,越来越多的南亚和东南亚国家正在考虑类似的禁令,这一趋势可能造成巨大的废物库存,并危及全球回收行业。

耶鲁大学的研究人员相信机器人技术可能有助于解决这个瓶颈。

在由国家科学基金会(NSF)资助的四年研究项目中,一个跨学科的研究团队将研究人类和机器人之间的合作是否能够提高这些可回收材料的质量和这个至关重要但仍在挣扎的领域的盈利能力。同时,他们将评估创造新的人力就业机会的机会,以补充这些自动化系统。

该项目最近从国家科学基金会获得了250多万美元的赠款人类技术前沿工作的未来该项目确定了在快速社会和技术变革中应对与就业和工人未来相关挑战的研究。
从历史上看,自动化降低了许多制造过程的成本,提高了质量。
-耶鲁大学工程与应用科学学院Aaron Dollar
废物专家说:“废物分类是我们在回收领域面临的最重要问题,因为如果我们做得不好,市场价格会显著下降。”玛丽安·切尔托,耶鲁大学林业与环境研究学院(F&ES)工业环境管理副教授,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,包括可能有助于在难处理材料到达人手之前对其进行分类的新技术,将有助于提高该过程的效率。

“从历史上看,自动化降低了许多制造过程的成本,提高了质量,”他说亚伦·多拉尔,耶鲁大学工程与应用科学学院机械工程与材料科学教授,耶鲁大学该研究的主要研究者。“我们想看看我们能在这些方面做些什么,以帮助重要但陷入困境的回收行业。”

这项工作的一个主要目标不是取代现有工人,而是寻求更具生产力和效率的劳动力配置方式。

这个跨学科项目的灵感来自于伯克卡利他曾是耶鲁大学的博士后研究员,现在是伍斯特理工学院(WPI)的助理教授,也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性挑战。

卡利说:“机器人技术的研究在制造业、医疗保健技术、搜索和救援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被忽视了。”。“我实验室的一个目标是拓展环境机器人领域。将机器人纳入回收设施是一种自然的选择。”

其他调查人员包括布莱恩·斯卡塞拉蒂,来自耶鲁大学社会机器人实验室;芭芭拉·雷克F&ES的工业生态学家;艾米·沃泽斯涅夫斯基,耶鲁大学管理学院迈克尔·乔丹管理学教授;雅各布·怀特希尔,WPI计算机科学助理教授;凯特·萨恩科,波士顿大学计算机科学副教授;和维塔利 阿布拉夫斯基他是北京大学计算机科学系的高级研究科学家。

T美国废品回收行业每年的经济活动约为1170亿美元,就业岗位超过53万个。其中许多工人受雇于材料回收设施(MRF),在那里为最终用户分类和准备废物。

然而,这些中心在很大程度上依赖于工人的感知和判断,他们被要求手动分拣沿着传送带向下移动的垃圾堆,包括塑料、纸张、金属、玻璃和不可回收材料的混合物。要求工人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、有毒材料和噪音相关的危险。

耶鲁大学领导的研究团队将与MRF操作员合作,探索是否可以通过整合新技术(包括物体检测、操纵和人机交互方面的进步)来改进分拣过程,这些新技术可以在这些危险到达人类分拣机之前自动消除其中的一些危险。
世界最不需要的是对回收的严重威胁,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。
-Marian Chertow,耶鲁林业与环境研究学院
研究人员还将进行经济分析,以确定更好的设施配置,从而减少瓶颈,以高价值材料为目标,并提高整个过程的效率。F&ES高级研究科学家兼讲师雷克说:“我们将分析不同行业对可回收材料的质量要求如何不同,以及哪些回收流提供了最佳的市场机会。”。

与此同时,耶鲁大学管理学院的Wrzesniewski将研究人与机器人之间的关系,以提高工人的安全、工作质量和工人的积极性。Wrzesniewski研究人们在困难环境下如何理解工作的意义,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令人感兴趣的领域,”她说。“我们最初计划进行访谈和观察,希望这能为收集和分析其他类型的数据提供信息。”

耶鲁大学固体废物政策项目负责人切尔托认为,全球回收行业已经到了一个关键时刻。

她说:“许多国家宣布将分阶段实施禁令,因为他们根本不知道如何处理所有的材料——他们只是不知所措。”。“世界最不需要的是对回收的严重威胁,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。”

出版日期:2019年8月7日
:耶鲁环境学院(YSE)原名耶鲁林业与环境研究学院(F&ES)。2020年7月1日之前发布的新闻文章指的是当时的学校名称。
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