كيف يساعد الذكاء الاصطناعي مرافق إعادة التدوير في فرز النفايات بشكل أكثر ذكاءً وأسرع

يمكن أن يبدو صندوق البيتزا وكأنه اختبار مفاجئ لإعادة التدوير. إنه من الورق المقوى، ولكن هناك أيضًا الجزء السفلي الدهني وبقايا الجبن. هل ينبغي أن يوضع الصندوق في سلة إعادة التدوير الزرقاء أم في سلة المهملات؟

جارٍ تحميل السرد الصوتي…

قد يبدو القرار الخاطئ بمثابة رمية غير ضارة، لكن يمكن أن تكون له عواقب وخيمة، يأمل خبراء التكنولوجيا أن يتمكن الذكاء الاصطناعي من علاجها.

تقوم مرافق إعادة التدوير، أو مرافق استعادة المواد، بفرز ومعالجة المواد القابلة لإعادة التدوير مثل البلاستيك والزجاج والورق، والتي يتم بيعها بعد ذلك إلى الشركات المصنعة لإنشاء منتجات جديدة.

ومع ذلك، إذا تم خلط عنصر غير قابل لإعادة التدوير، مثل علبة البيتزا المبللة بالدهون، مع المواد القيمة الأخرى، فيمكن رفض الدفعة بأكملها وإرسالها إلى مكب النفايات. إن مدافن النفايات الضخمة تهدد البيئة وصحة الإنسان، وتعد الولايات المتحدة من بين أكبر الدول المولدة للنفايات بالنسبة لكل شخص على مستوى العالم.

في جامعة ستوني بروك، يستكشف الباحثون الذكاء الاصطناعي كجزء من الحل من خلال تطوير نظام مدعوم بالذكاء الاصطناعي لتحليل وتوصيف النفايات الصلبة البلدية بسرعة وحجم أكبر بكثير من الطرق التقليدية.

يعكس مشروع ستوني بروك اتجاهًا وطنيًا أوسع، حيث يضع العلماء والمهندسون في جميع أنحاء البلاد بشكل متزايد الذكاء الاصطناعي في مركز الجهود لتبسيط برامج إعادة التدوير وبناء أنظمة أكثر كفاءة وفعالية لإدارة النفايات وفرزها.

تدريب الذكاء الاصطناعي على فرز النفايات بشكل أكثر ذكاءً

بدأ مشروع ستوني بروك رسميًا في يناير 2025. وكجزء من عملها التمهيدي، قامت روين تشين، الأستاذة المشاركة والباحثة الرئيسية للمشروع، بزيارة مرافق استعادة المواد في لونغ آيلاند وتحدثت مع الموظفين حول التحديات التي يواجهونها والحلول التي يهتمون بها. وقالت: “بدون التعاون من المرافق المحلية، من المستحيل إجراء هذا النوع من الأبحاث، لأن هذه البيانات ضرورية لتطوير خوارزميات الذكاء الاصطناعي”.

خلال هذه الزيارات الميدانية، استخدمت تشين وفريقها كاميرات منخفضة التكلفة، مثل GoPros، لالتقاط الفيديو والصوت. وقال تشين إن هذه البيانات استخدمت لتوجيه تطوير نموذج الذكاء الاصطناعي.

وبعد ذلك، تم تدريب نموذج ستوني بروك للذكاء الاصطناعي على التعرف على الورق والبلاستيك ومخلفات الطعام والأقمشة وتقدير كمياتها تلقائيًا. يتم دعم هذا العمل من خلال منحة بذور الابتكار للذكاء الاصطناعي بجامعة ستوني بروك؛ وبعد حصوله على المنحة، تمكن تشين من إشراك طلاب الدراسات العليا في البحث. كما تعاون تشين بشكل وثيق مع مركز بيانات وتحليل النفايات بالجامعة طوال فترة المبادرة.

وقال تشين لموقع : “إن إحدى المهام المهمة للغاية هي أخذ عينات من النفايات وفرزها ومحاولة تحديد المواد الموجودة في مجرى النفايات وما هي الكمية”. “بينما نقوم بتدريب الخوارزمية، يمكننا تحليل العينات بكميات كبيرة بشكل أكثر كفاءة من الإنسان.”

تُعرف عملية تحديد وفصل وتحليل مكونات مجرى النفايات بالتوصيف. إنه عمل يستغرق وقتًا طويلاً وموجهًا نحو التفاصيل. لكن تشين قال إن الذكاء الاصطناعي يمكنه تسريع العملية بشكل مثالي. يمكن لنماذج الذكاء الاصطناعي، مثل تلك التي تطورها، تحديد ما إذا كان قد تم خلط شيء غير قابل لإعادة التدوير عن طريق الخطأ مع منتجات أخرى قابلة لإعادة التدوير، ومنع رفضه وإرساله إلى مدافن النفايات.

وبينما لا يزال المشروع في مراحله الأولى، قالت تشين إن هدفها على المدى القصير هو توفير بيانات عالية الجودة للباحثين، وتأمل أن يتم استخدامها لتطوير نماذج مفتوحة المصدر بأسعار معقولة ويمكن الوصول إليها.

وأضافت تشين أن فريقها سيواصل تدريب النموذج حتى يتمكن في النهاية من “التعرف على مواد النفايات المختلفة تحت جميع الظروف”. وتأمل أيضًا في تأمين تمويل إضافي لنقل التكنولوجيا إلى تطبيقات العالم الحقيقي، مثل مرافق استعادة المواد.

في المستقبل، قالت تشين إنها مهتمة بدمج الذكاء الاصطناعي مع الروبوتات: يمكن للخوارزمية توجيه الروبوتات بشأن ما يمكنها وما لا يمكنها أخذه من مجرى النفايات.

تحجيم التكنولوجيا

بدأت خوارزميات إعادة التدوير الخاصة بالذكاء الاصطناعي في الانتشار في صناعة إدارة النفايات. على سبيل المثال، في كولورادو، قامت شركة AMP Robotics بتطوير نظام روبوتات الذكاء الاصطناعي لخط المصنع. وتمتلك شركة Greyparrot، وهي شركة ناشئة مقرها لندن، نظام فرز يعتمد على الذكاء الاصطناعي يُستخدم في أكثر من 20 دولة في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا.

وقالت أورورا ديل كارمن مونجويا لوبيز، الأستاذة المساعدة في جامعة بوفالو التي تبحث في حلول إعادة التدوير، عندما يتعلق الأمر بتطوير أنظمة فرز الذكاء الاصطناعي، لا يزال هناك عمل يتعين القيام به. ومع انتقال المشاريع التجريبية من جامعات مختلفة إلى منشآت المصانع، قالت مونجويا لوبيز لموقع إن جزءًا من التحدي يكمن في تحديد ما إذا كانت هذه الخوارزميات قادرة على العمل على المستوى المطلوب في البيئات المهنية.

في حين أن مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المتعطشة للطاقة تخلق مخاطر بيئية، قال مونجويا لوبيز إن تأثيرها الإجمالي يمكن أن يظل إيجابيًا إذا زادت التكنولوجيا من معدلات إعادة التدوير، وقللت الاعتماد على إنتاج البلاستيك القائم على الوقود الأحفوري، وخفضت انبعاثات الغازات الدفيئة.

ونظرًا لقدرة التكنولوجيا على تحسين إعادة التدوير وتقليل الانبعاثات، يريد تشين التأكد من أن نموذج ستوني بروك للذكاء الاصطناعي هو منتج فكري يمكن لأي شخص استخدامه لصالحه. وقالت: “نريد أن نجعل البيانات والنموذج والتكنولوجيا متاحة للجمهور لإفادة المجتمع”.