整合NB-IoT和AI排程,大豐要打造新型態資源回收物聯網

整合NB-IoT和AI排程,大豐要打造新型態資源回收物聯網 大豐環保科技以NB-IoT技術為中心,要先在垃圾桶蓋安裝感測器來偵測滿桶狀況,再透過後臺AI智慧排程,規畫最佳清運路徑。不只如此,大豐還要透過AI影像辨識技術,來提高民眾分類資收物時的正確率,以及設立AI電子圍籬。 文/王若樸 | 2018-10-12發表 大豐設計了一套環保自助資收站透過觸控螢幕,藉互動模式鼓勵民眾作資收、賺取獎勵。 圖片來源: 攝影/洪政偉 說到資源回收,腦中浮現的是什麼呢?是堆滿廢棄物、狹小灰暗的鐵皮屋,還是一望無際、臭氣彌漫的分類場?其實,資源回收也可以很乾淨、很科技。位於臺中的大豐環保科技公司,深耕臺灣資源回收市場近20年,除了開發「zero zero回收服務」手機App、讓民眾快速搜尋最近回收據點和資收車動態,還可以預約回收服務,讓資收更便利。不只如此,大豐在新北市更打造了3間新型態的半自助式環保店,將資源回收站打造成如便利商店一樣的回收空間,還利用觸控螢幕、語音等多種引導方式的KIOSK,來引導民眾分類回收物。但大豐的理想不只如此,最近更提出資收物聯網計畫,要利用NB-IoT技術,在垃圾桶蓋安裝感測器來偵測滿桶狀況,再透過後臺AI智慧排程,規畫出最佳路徑,讓清運作業更有效率;第二步則是進一步結合壓縮減容裝置,來提高垃圾桶可容納的垃圾量;而第三步,就是結合時下熱門的AI影像辨識技術,來提高民眾分類資收物時的正確率,這也是大豐發展無人(全自動)資收站的基礎。除了發展深入社區的小型回收自助站,在大型回收場中,大豐也引進AI行為辨識技術,在大豐10個回收站設立電子圍籬,要是民眾不小心跨入,則會觸發警報、通知正操作大型機具的人員,以免誤傷民眾。大豐環保資訊部資深經理賴宏維表示,該公司智慧資收IoT計畫以NB-IoT概念出發,先是發展滿桶感測器、搭配AI智慧排程系統,讓清運更有效率後,再結合壓縮、減容設備,善用每個空間。(攝影/洪政偉)第一步:結合NB-IoT設計滿桶感測器大豐資訊部資深經理賴宏維指出,該公司的IoT智慧回收服務,首要目標就是利用NB-IoT技術來發展垃圾桶感測器,用來偵測街邊垃圾桶滿溢狀況。NB-IoT是一種低功耗廣域網路(LPWAN)技術,可讓IoT裝置直接透過LTE技術來連網回傳資料,而不需像過去得透過手機或4G網卡才能上網。臺灣多家電信業者今年中開始提供這項新的電信服務,可以讓每個IoT裝置有自己的專屬門號,也比一般門號上網費用便宜。賴宏維表示,大豐NB-IoT滿桶感測器的設計,「類似倒車雷達,透過超音波每30分鐘來偵測一次桶內滿溢狀況。」他解釋,如預先設定滿桶門檻為八分滿後,當感測器偵測垃圾量到達門檻時,就會發出通知給後臺系統,甚至發送通知到管理者的App,另外大豐也將透過AI技術自動排程,以規畫最佳清運路徑,讓原本要一個一個垃圾桶巡邏的清運流程,更有效率。過NB-IoT技術,賴宏維指出,只需要兩顆鈕扣型鋰電池,就能讓滿桶感測器運作一年,大大降低耗電需求。而另一個好處,則是省下網路費,「NB-IoT網路費大概就是一個門號每月10元(以20至30MB來說)。」而且大豐的設計,晚上不需傳送訊息,還可減少資料量。至於這類NB-IoT滿桶感測器的成本,「經過詢問,遠低於我們的想像。」賴宏維微笑地說,「而且這類感測器,幾乎能鎖在任何材質的垃圾桶蓋上。」所以,就算是現有的垃圾桶也適用。大豐近日也與臺中市政府簽訂了備忘錄,計畫於臺中水湳經貿園區裝設100多個滿桶感測器,搭配後臺系統來監測垃圾桶滿溢狀況,一改過去清運人員要不斷巡邏的困境。當然,「參數也可以自行設定。」賴宏維指出,根據不同地區特性,滿桶感測器的滿溢門檻也可設定為五分滿或更低,而動態更新時間也可調整為每10或20分鐘偵測一次,來讓清運作業和人力安排更加彈性。第二步:用壓縮減容機制提高載運量,來降低物流成本賴宏維也表示,NB-IoT感測器不只適用於街邊垃圾桶,還能用於資收儲存格或大型的垃圾子母車。這樣的靈活性,再搭配特殊的、「如擀麵皮」的壓縮器,就可以針對特定回收品項來進行壓縮、減容,比如鐵鋁罐、寶特瓶,或是便當盒等紙容器。他進一步解釋,NB-IoT感測器會先偵測滿溢狀況,達到門檻,就會啟動壓縮器來輾平資收品項,減少儲存空間。壓縮減容的一大好處就是降低成本,大豐業務開發部經理阮常新說明,一般負責清運回收站的17噸夾子車,法定最高載運量為5噸。以保特容器回收作業來說,「一般回收站都沒做壓縮減容,直接將保特容器丟入儲存格,」導致夾子車一趟載運,就算整臺車載滿、附上網蓋,也只載了約1.5噸的容器,遠低於5噸的合法載運量。這種狀況不只出現於保特容器,連鐵鋁罐也是。阮常新指出,但17噸夾子車出車一趟,「在單一縣市內運送的成本約3,000元,物流成本占了回收成本的一半以上。」改透過壓縮減容機制,「就可以提升到2倍載運量,達到3至4噸。」他更強調,如果全臺灣的回收站都導入壓縮減容裝置,經濟效益將非常驚人。另外,大豐還想將現有的KIOSK系統與減容設備整合。賴宏維解釋,大豐計畫針對特定品項加上觸控、互動式螢幕,以自動販賣機的樣貌呈現,讓民眾可以自助稱重、操作。第三步:用AI辨識影像打造自助式回收機,以利進軍小社區除了圍繞NB-IoT發展的物聯網應用,大豐還要用AI影像辨識技術,來提升資源回收的效能和樂趣。大豐打造了一套半自助式回收機,賴宏維指出,當民眾把資收物放上回收機的磅秤時,系統會利用磅秤上方的攝影鏡頭,自動辨識磅秤上的物品種類,像是鐵鋁罐、寶特瓶和紙等。若民眾將寶特瓶和鐵鋁罐混合稱重,系統就會亮燈提醒,通知民眾將放錯的容器取出另行分類,「不只雙重確認,還實現了與民互動的目的,」賴宏維表示,利用AI在前端就將分類分好,也可節省後端人工分類的成本。而AI影像辨識的另一個目標是「獎勵」,由於鐵鋁罐價值較高,大豐想透過會員積分方式,來獎勵將該品項回收的民眾。不過,賴宏維表示,目前還只是示範計畫,以研究未來的可行性。不過,用AI協助垃圾分類的挑戰,他也不諱言表示,目前AI辨識能力並不高,「還有很長一段路要走。」主要原因是,送到資收站的物品(比如保特容器)的外觀差異很大,可能是壓扁或扭曲變形的容器;此外,AI也難以分辨出同為A4大小的一疊廢紙和鐵塊,除非再搭配紅外線設備來辨識材質。「AI還需要長時間學習,才會認識各種變形的物品。」賴宏維語重心長地說,單靠鏡頭,無法完全辨識物體。即便如此,大豐還是希望當民眾在環保店做資源回收時,AI影像辨識能派上用場,因為「這是為了真正走到無人資收,必須經歷的過程」阮常新說道。大豐環保業務開發部經理阮常新解釋,民眾只要點擊zero zero回收服務App,就可一指預約回收服務。此外,使用者還可透過App找尋最近的資收站和資收車動態。(攝影/洪政偉)大型回收站引進AI電子圍籬,讓資收更安全除了將AI辨識技術用於自助資收,大豐還計畫在大型回收站,引進AI電子圍籬。賴宏維提到,雖然大豐城市環保店的場域中,還沒有如打包機等重型機具出現,但在大豐自家的回收站裡卻有許多堆高機、怪手等,當民眾進入回收站時,若遇上堆高機正在作業,「就有公共安全的疑慮。」賴宏維嚴肅地說。因此,大豐透過工研院協助,尋找到合適的AI技術業者,替大豐回收站設計電子圍籬系統,透過鏡頭監控安全活動區和重型機具工作區間,並在系統中預設一道虛擬牆,一旦鏡頭拍攝到有人跨過牆就能啟動警鈴。當挖土機操作員開始作業時,可透過手機App開啟電子圍籬,系統一旦感測到有人跨入圍籬,警報聲就會響起、提醒操作員停止作業,避免誤傷民眾。賴宏維表示,大豐光在臺中設有幾十個大型回收站,每個站面積約100坪左右。初步計畫先在10個回收站中,設立電子圍籬。文⊙王若樸

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