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機器人

微軟助力 BeachBot,致力打造“無污染海岸線”

2025China.cn   2021年11月19日

  Edwin Bos 盡情享受田園般的生活:蔚藍的大海、燦爛的陽光以及和他的兩個孩子在 Scheveningen 海灘上玩耍。綿延4.5公里的荷蘭海岸,深受游客和當?shù)厝讼矏郏椴妓吧鷦游锖烷L滿草的沙丘。

  但對于 Bos 來說,所有這些美感都在一個小小的發(fā)現(xiàn)中迅速消失了——他4歲的兒子在挖沙子時發(fā)現(xiàn)了一支煙頭。

  “我應該怎么辦?”男孩拿著煙頭問道。

  “太糟糕了!”父親心想。

  事實證明,煙頭在污染海洋環(huán)境。Bos 立即有了一些想法。首先,需要讓海灘游客轉(zhuǎn)變認知,了解到將煙蒂扔在沙灘上會造成海岸線環(huán)境污染。其次,Bos 需要想辦法解決這一問題。

  兩年后,Bos 與合作伙伴 MartijnLukaart 共同制造了一款移動式海灘清潔機器,該款清潔機器能識別煙蒂、將其從沙灘中拔出后回收至安全的垃圾箱中。Bos 和 Lukaart 共同創(chuàng)辦的 TechTics 咨詢公司位于海牙市,該公司致力于通過技術(shù)方案解決社會問題。

  該款移動式海灘清潔機器的原型機“BeachBot”(簡稱“BB”),使用人工智能 (AI) 來學習如何更好地找到那些散落的、甚至被沙子掩埋的煙蒂。在去年9月的世界清潔地球日期間,BeachBot 在 Scheveningen 海灘上完成了第一次演示。下一次演示計劃于今年夏天進行。

▲Edwin Bos(左)、 Martijn Lukaart(右) 與 BeachBot 的合影

  “多么美麗的海灘啊!”住在 Scheveningen 海灘附近的 Bos 說道。Bos 喜歡在下雨天、微風拂面的時候,在寬敞的 Scheveningen 海灘散步,這會給他一種擁有整片海灘的感覺。

  “香煙過濾嘴中內(nèi)含大量微塑料物質(zhì),”Bos 補充道。“糟糕的是,這些有害物質(zhì)最終會由大自然消化?!?/FONT>

  香煙過濾嘴會對自然帶來多糟糕的影響?美國政府2月份發(fā)布的一項研究表明,當水接觸到廢棄煙頭時,過濾嘴會滲出30多種對水生生物產(chǎn)生“劇毒”的化學物質(zhì),并會由此帶來嚴重的危險廢物問題。其中一些化學物質(zhì)還與人類的癌癥、哮喘、肥胖癥、自閉癥和低智商有關(guān)。

  巴西科學家2019年發(fā)布的一項研究表明,每年約有4.5萬億支煙頭被隨意丟棄。這些纖維碎片可能需要14年的時間才能分解,已成為“海灘上被發(fā)現(xiàn)最常見的個人物品”。他們會沿著海岸線,慢慢毒害海龜、鳥類、魚類、蝸牛及其他海岸線生物。

  不幸的是,許多來到 Scheveningen 海灘的游客都對各種垃圾非常熟悉。塑料蓋、玻璃瓶、糖果包裝紙、棉質(zhì)香煙過濾嘴會被隨意丟棄在海岸沿線。

  住在 Scheveningen 海灘附近的金融教育講師 Oscarde Grave 表示:“我希望我的孩子能夠赤腳坐在沒有玻璃和煙頭的沙灘上。一個干凈的海灘對我來說非常重要?!?/FONT>

▲BeachBot 的夾子準備收集煙蒂(圖片由 TechTics 提供。)

  這一目標得到了許多當?shù)厝说闹С?。為了實現(xiàn)這一目標,Bos 和 TechTics 團隊創(chuàng)造了首個基于人工智能的檢測算法,該算法專門用于檢測煙蒂。他們與荷蘭代爾夫特理工大學的學生合作,生產(chǎn)了依靠人工智能完成工作的 BeachBot。

  為了教機器人順利找到煙頭,TechTics 團隊必須向海灘漫游車(尤其是人工智能系統(tǒng))展示數(shù)千張以不同形態(tài)埋藏在沙子中的煙蒂照片(比如部分被埋起來的煙蒂),幫助 BeachBot 識別并記住相似煙蒂實物。

  為收集大量煙頭照片,Bos 和團隊尋求 Microsoft Trove 的幫助,Trove 是一款通過透明數(shù)據(jù)市場將 AI 開發(fā)人員與照片拍攝者聯(lián)系起來的應用程序。為實現(xiàn)公平的市場價值,Trove 建立了照片買賣制度,即人們將照片提供給 TechTics 團隊后,可相應獲得每張圖片25美分的報酬。

  TechTics 正試圖通過 Trove 收集2000張照片。到目前為止,大約已經(jīng)積累200張可用圖片。

  微軟 Garage 項目 Trove 部門首席項目經(jīng)理 Christian Liensberger 說道:“該系統(tǒng)會像孩子第一次學習識別物體一樣學習識別圖片?!?/FONT>

  Liensberger 說,Trove 的理念是,人們應該為他們的數(shù)據(jù)(例如他們發(fā)布的照片)付費,而不僅僅是在社交媒體或通信平臺上提供這些數(shù)據(jù)。在該過程中應該是受控且透明的,允許人們查看他們的數(shù)據(jù)是如何被使用的。

  Liensberger 說道:“通過這種透明的處理方式,很多為 Trove 提供照片的用戶認為他們是 Trove 團隊的一份子,他們?yōu)?Trove 團隊提供了實質(zhì)性的幫助。因為對大多數(shù)人來說,能持之以恒做一件事是重要的?!?/FONT>

  Trove 用戶可隨時隨地提供照片。Trove 可以收集各種數(shù)據(jù),目前正在廣泛地幫助支持人工智能項目。

  Trove 的使命也深深植根于微軟對“負責任的人工智能”(ResponsibleAI)的承諾,該承諾旨在通過以人為本,在道德上推動人工智能發(fā)展。

▲BeachBot 團隊成員在 Scheveningen 海灘上享受陽光明媚的一天(圖片由 TechTics 提供。)

  “BeachBot 是由人驅(qū)動的”。Liensberger 說道。

  “機器人負責所有跑腿工作。它去海灘,它是清潔英雄,”他補充道。“但機器人做清潔時,需要由人為其提供一致的數(shù)據(jù)輸入。否則,它無法處理一些從未遇見的情況。像這樣的機器只有在人的幫助下才能工作。”

  Bos 認為在 Scheveningen 海灘,清潔海岸線垃圾最高效的方式,就是通過人和機器人之間的團隊協(xié)作。

  Bos 說道:“這是我們概念中最有趣的部分——人機交互,公眾讓機器人變得更聰明。”

  在此過程中,當人們拍攝并分享數(shù)千張廢棄煙頭照片時,他們也在提高自身和他人的環(huán)保意識,也許會說服其他人從一開始就停止隨意丟棄垃圾。

  Bos 說道:“我們的機器人,可能不是海岸線環(huán)境污染的最終解決方案。因為亂扔垃圾的人類是問題的源頭,我們必須確保一起保持海灘的清潔?!?/FONT>

  寬約80厘米的 BeachBot 目前已能處理部分工作。在第一次演示中,BeachBot 機器人在30分鐘內(nèi)共拾起10個煙頭。BeachBot 上共安裝4個充氣輪胎和2個機載攝像頭,一個向前取景,躲避人和物體。另外一個攝像頭向下方取景。

  機器人發(fā)現(xiàn)過濾嘴時會降低兩個夾臂,夾起沙堆中的過濾嘴,丟進機身自帶的垃圾箱中,之后,再由人將所有煙頭一起扔進垃圾桶。該機器人使用電池供電,目前可持續(xù)運行約1小時。

▲BeachBot 機器人在 Scheveningen 海灘尋找煙頭(圖片由 TechTics 提供。)

  TechTics 正在研發(fā)兩個小型機器人伴侶——“兩個小助手”——它們只專注于檢測。他們最終將組成三人組通力協(xié)作。 小型機器人負責繪制海灘地圖。 當他們找到煙頭時,他們可以給 BeachBot(或其他海灘清潔車輛,如拖拉機)發(fā)送消息,要求移除煙頭。

  繪制海灘地圖的機器人也將依賴通過 Trove 獲取的照片來提升人工智能識別能力。

  Bos 說道:“我們從煙頭開始。這是世界上被亂扔最多的垃圾。未來,我們希望機器人也能檢測識別其他垃圾?!彼O想未來機器人能自主工作,由太陽能提供動力。

  Bos 相信,海灘環(huán)境一定會越來越好。有時他也會自帶清掃工具去海灘。

  閑暇時候,Bos 會帶著他的孩子橫穿 Scheveningen 沙丘,并拾起沿路發(fā)現(xiàn)的垃圾。在一個小時的徒步旅行中,他們可以填滿一整個垃圾袋。

  閑逛時,他有時會想象那些留下這些垃圾的人,這些人顯然認為別人會收拾他們的爛攤子。他夢想著有一天,一群在沙漠中漫游的機器人可以教會這些人更好地照顧他們的星球。

(轉(zhuǎn)載)

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