科学家们正在建造一个人工智能驱动的机器人来拆开你的旧手机
微wx笑
2022-02-04【见闻】
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人工智能 机器人
想想苹果的 iPhone 回收机器人，但适用于任何品牌2016 年，Apple 宣布开发了一款名为 Liam 的回收机器人，可以在 11 秒内拆解一部 iPhone。六年和几代 机器之后，苹果仍然不会透露
想想苹果的 iPhone 回收机器人，但适用于任何品牌
2016 年，Apple 宣布开发了一款名为 Liam 的回收机器人，可以在 11 秒内拆解一部 iPhone。六年和几代 机器之后，苹果仍然不会透露其机器人回收了多少部 iPhone 作为零件。
但人工智能机器人对更广泛的电子垃圾回收的潜在影响可能很快就会变得清晰，这要归功于一个新的研究项目，该项目旨在开发人工智能驱动的工具，使机器人回收商能够从许多不同型号的手机中收集零件。如果这种技术能够商业化，研究人员希望它可以极大地改善智能手机和其他小型便携式电子产品的回收利用。
虽然今天的电子垃圾回收商主要处理大型传统设备，如 CRT 电视，但越来越多的小型电子产品（如智能手机和平板电脑）已开始进入他们的设施。这带来了新的挑战，因为这些设备的拆卸通常既困难又费时。回收商通常不会回收主板等潜在有价值的组件，而是取出电池并将其余部分切碎。珍贵的材料在这个过程中丢失了，所有用于制造组件的能量都需要再次消耗以创造新的材料。
几年来，科学家们一直在探索人工智能机器人是否可以简化回收过程，使废旧消费电子产品零件的回收和再利用更加经济。去年 12 月，当美国能源部授予向爱达荷国家实验室、布法罗大学、爱荷华州立大学和电子垃圾回收商 Sunnking 的研究人员提供 445,000 美元的资助，用于开发软件，使机器人能够自动识别回收线上不同类型的智能手机、取出电池并收获各种高价值的组件。在为期两年的研究项目结束时，该团队希望在 Sunnking 的一个设施中对其技术的早期版本进行现场测试——之后它可能会寻求额外的资金来将机器人智能手机回收器商业化。
总部位于圣保罗的电子垃圾回收商 TechDump 的首席执行官阿曼达·拉格兰奇 (Amanda LaGrange) 表示，这些研究人员所做的工作对于提高消费电子产品的可持续性至关重要，这些电子产品含有当今原油回收过程无法回收的有价值的金属和矿物质. “像这些科学家使用机器人一样，寻找回收稀土金属的方法非常重要，”拉格朗日告诉The Verge。“此外，我厌倦的自我现在不相信它可以大规模完成。”
事实上，将机器人技术和人工智能应用于电子垃圾回收是一个相当新的想法，并且没有很多实际的例子。最著名的例子是苹果大肆宣传的回收机器人系列，但这些机器人中只有少数几个版本在野外，它们只在 iPhone 上工作，它们对苹果整体电子垃圾的影响充其量仍是模糊不清的。 可以安装在处理数十种不同型号智能手机的电子垃圾处理设施中的万能版本尚未商业化。新的研究项目旨在表明至少可以开发出这样的机器人。
不同的研究团队将牵头研究不同的机器人回收能力。INL 的研究人员将专注于开发使用机械臂从智能手机中取出电池的方法。与此同时，布法罗大学和爱荷华州立大学的研究人员将确定更高价值的组件，如电路板、相机和磁铁，这些组件可以使用相同的机器人从死手机中移除，并找到或开发硬件来制作真正的智能手机手术。
机器人不仅需要良好的硬件，还需要能够快速识别不同手机类型并查看其内部结构的软件。对于该项目的这一部分，爱荷华州立大学的研究人员和 Sunnking 将开发一个数据库，其中包括各种智能手机品牌和型号的 2D 图像和 3D 扫描数据。使用机器学习方法，该数据库将训练指导机器人定位手机电池和高价值组件并提取它们的软件。
“我们将训练该系统查看手机并说，‘这是 iPhone，这是三星型号 XYZ，’然后进入数据库并说，‘这是我们要切断电池的地方出，'”INL 的 Neal Yancey 说，他是该项目的首席研究员。
最终，研究人员希望拥有一个智能手机剥离机器人，可以插入现有的电子垃圾回收操作中。Sunnking 将为研究人员提供 5 种不同型号手机的 100 个样本供研究人员试验，并将在两年项目窗口结束时率先测试该系统。
同时，INL 的研究人员将分析整个机器人拆卸过程的经济性，以确定它是否真的降低了回收成本。该团队的目标是与当今的标准回收操作相比，将材料回收率提高至少 10%，将回收经济性提高至少 15%。
即使是那些看似不起眼的目标也可能难以实现。在目前用手拆开手机的电子废物操作中添加专门的机械臂将需要潜在的大量前期投资。（机械臂的成本差异很大，但广受欢迎的UR5 系列每台售价高达 35,000美元以上。）由于当今大多数机器人设计用于简单、重复性的任务，而不是移除微小手机部件的精密工作，因此开发了一种机器人，布法罗大学的机器人专家、该项目的联合首席研究员Minghui Zheng 表示，在拆卸速度和准确性方面能够与人类同行相媲美是一项不小的壮举。
“机器人有很多局限性，”郑说。她说，基本任务，例如使用机器人抓手拉出小部件，可能“非常具有挑战性”。
开发基于人工智能的软件工具可以筛选电子废物流中死机的复杂混合物并对其进行准确分类也可能具有挑战性，尽管存在类似的工具来分类塑料等固体废物。其他团体也在尝试开发基于人工智能的电子垃圾分类方法，包括卡内基梅隆大学的生物机器人实验室，该实验室最近与苹果公司合作开展了一个此类项目。
即使最初的研究很有希望，在人工智能驱动的机器人成为处理美国人每年产生的大约 15 万吨便携式消费电子垃圾的实用解决方案之前，还需要做更多的工作（这个数字不仅包括智能手机，还包括平板电脑和苹果等可穿戴设备手表）。由于最初的项目只专注于数百部智能手机中的五部，因此需要进一步开发该技术才能对大多数回收商实用。为了在工业环境中处理大量智能手机，系统还需要扩大规模。
产品设计变更可能会为机器人回收制造另一个障碍。随着公司年复一年地调整他们的设备，回收机器人将需要与能够处理最新型号的硬件和软件保持同步。正在考虑投资此类技术的电子垃圾回收商可能会合理地担心，在 10 年内，新的手机设计将使机器人过时。
这就是为什么将可回收性纳入产品设计如此重要的原因，佛罗里达大学的可持续电子研究人员 Sara Behdad 说，他没有参与这个新的研究项目。虽然 Behdad 表示，更多地使用机器人可以“大大”改善电子垃圾的回收利用，但她认为，今天困扰回收商的许多问题，从胶合电池到专有螺丝，都应该通过设计拆卸标准来解决。
Behdad 说，这种方法意味着未来回收商的“不确定性更少”。拆开手机将“更多地在机器人的能力范围内”。
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