In una terra desolata cosparsa di immondizia che è diventata la nostra terra, una vecchia macchina traballante gira intorno, trasporta la spazzatura nel suo piccolo corpo quadrato, vibra intensamente e ribalta la spazzatura in una forma compatta, a forma di proprio corpo. 

Sì, sto parlando di Wall-E del film "Wall-E", ed è oltre adorabile. Ma, conoscendo l'ambientazione del film, nessuno vorrebbe vivere in un mondo in cui Wall-E, un robot compattatore di rifiuti, è necessario. Ciò significherebbe che la nostra terra è diventata invivibile. 

Mentre non vorremmo mai che l'impostazione di "Wall-E" fosse la realtà, che ne pensi del robot Wall-E? 

Il Team Paramount AI, composto da cinque studenti universitari dell'Università di Toronto, ha una risposta. Il team - vincitore del KPMG di quest'anno Sfida dell'ideazione - ha usato l'intelligenza artificiale per sviluppare RoboBin, un Wall-E nella vita reale ma con uno scopo diverso. 

Invece di dover schiacciare un mucchio di spazzatura su una terra sprecata, RoboBin aiuta gli utenti a riciclare correttamente dicendo loro dove appartiene ogni spazzatura, combattendo le discariche in aumento e riciclando la contaminazione mentre gli umani hanno ancora tempo sulla terra per salvarla. 

“Il nostro obiettivo è ridefinire il modo in cui si getta lo spreco. Con questa visione in avanti, abbiamo ritenuto che RoboBin non fosse più un sogno, ma potesse essere una realtà praticabile ", ha dichiarato il membro del team Nikunj Viramgama a The University Network (TUN). 

Il problema

L'urbanizzazione, la crescita della popolazione e lo sviluppo economico contribuiscono tutti al problema globale dell'aumento della produzione di rifiuti. 

Secondo riparazioni di Verisk Maplecroft, una società globale di consulenza sui rischi, noi, come comunità globale, generiamo oltre 2.1 miliardi di tonnellate (o 2.3 miliardi di tonnellate) di rifiuti solidi urbani (RSU), che significa spazzatura quotidiana, ogni anno. Questo carico di un anno è sufficiente per riempire le piscine olimpioniche di 822,000, che si estenderebbero per chilometri 41,000 (miglia 25476) se disposte da cima a fondo. Ma solo il 16 percento di questo carico annuale viene riciclato correttamente.

Ciò significa che i rifiuti riciclabili e quelli non riciclabili finiscono nella stessa discarica troppe volte, portando al riciclaggio della contaminazione. 

“Quando abbiamo analizzato i dati, ci siamo resi conto che il problema era ancora più grande. A causa della contaminazione dei rifiuti riciclati, la maggior parte dei rifiuti finisce nella discarica ", ha dichiarato Viramgama.

Il problema sembra ancora più sproporzionatamente più grande nel nostro cortile. 

Nella sua ricerca, Verisk Maplecroft ha scoperto che mentre la Cina e l'India, che insieme costituiscono il 36 percento della popolazione globale, generano il 27 percento del MSW globale, gli Stati Uniti, che costituiscono solo il 4 percento della popolazione globale, generano il 12 percento del globale RSU.  

Di tutti i rifiuti generati negli Stati Uniti, gli americani riciclano solo l'35 percento dei loro rifiuti solidi urbani, portando al riciclaggio della contaminazione.  

E c'è un costo per buttare via la spazzatura. In 2019, il costo nazionale medio di smaltimento dei rifiuti in una discarica è $55.36 per tonnellata. 

Se fai i conti, costerà oltre $ 15 miliardi per ripulire i rifiuti statunitensi in 2019. 

Ed è qui che entra in gioco RoboBin, che utilizza l'IA per risolvere il problema delle discariche in aumento separando correttamente i rifiuti alla fonte stessa, un bidone della spazzatura in casa o vicino alla biblioteca locale. 

RoboBin

L'idea del Team Paramount AI è iniziata con un dilemma quotidiano che ogni membro del team ha vissuto ad un certo punto della sua vita. L'intera bottiglia d'acqua, compreso il suo tappo, è di plastica? Devi lavare i contenitori di plastica prima di gettarli nel riciclaggio? 

In che modo ricicli correttamente?

Per coloro che hanno le stesse domande esatte, ecco che arriva RoboBin in soccorso. 

Metti un pezzo di scarto in RoboBin e premi un pulsante. RoboBin esegue la scansione dell'elemento, lo confronta con una libreria di oltre 35,000 immagini di rifiuti, che variano da immondizia, materiali riciclabili e organici e infine determina a quale cestino appartiene l'articolo. 

"Quindi quello che sta facendo è fondamentalmente analizzare ogni singolo pixel separatamente e poi [RoboBin] scopre qual è la migliore descrizione per il contenuto", il membro del team Vaibhav Gupta ha detto a CBC News. 

Per risparmiare i costi di installazione, il team ha creato RoboBin come accessorio che puoi semplicemente mettere sopra i bidoni dei rifiuti pubblici già esistenti. 

"Siamo stati irremovibili nel realizzare qualcosa che risparmi tempo, riduca i costi, migliori l'ambiente e crei comunità migliori con un reale impegno visibile per la sostenibilità", ha detto Viramgama a TUN. 

Sfide che la squadra ha affrontato

Mentre procedevano alla costruzione di un prototipo per la loro idea, ci furono problemi.

Innanzitutto, poiché RoboBin doveva essere un accessorio dei bidoni della spazzatura pubblici già esistenti, il dispositivo doveva resistere agli elementi di varia natura e all'abuso umano. 

"Il sistema deve essere molto robusto e affidabile, in quanto eventuali tempi di inattività importanti vanificherebbero completamente lo scopo del cestino", ha affermato Viramgama.

In secondo luogo, poiché i tipi di rifiuti espulsi in ogni città o regione variano, RoboBin ha dovuto essere addestrato con una libreria altamente completa di immagini di diversi tipi di rifiuti. 

Dopo aver vinto la sfida KPMG, il team ha ulteriormente migliorato il proprio modello aggiungendo ulteriori opzioni, quali compattatori, fonte di energia del pannello solare e sensori basati su IoT per il monitoraggio basato sulle condizioni sui requisiti dei potenziali clienti. 

Un'idea con le gambe 

Per il team Paramount AI, il modo migliore per superare le sfide che bloccano la loro idea creativa era quello di essere pratico. 

Prima di presentare la propria idea alla sfida di KPMG, gli studenti hanno condotto un'approfondita ricerca sull'attuale mercato della gestione dei rifiuti, raccolto un elenco completo di pubblicazioni ed elenchi di stampa e trovato il modello di business più fattibile. 

Ad esempio, nella loro presentazione finale, hanno usato la quantità di rifiuti generati in un vero parco a tema come una micro versione di come e dove nella vita reale avrebbero applicato RoboBin.

“Questa squadra in particolare ha dato vita al business case per la loro idea ... Questa idea ha le gambe. Stanno discutendo con alcune organizzazioni di andare oltre ”, ha dichiarato a CBC News Anthony Coops, partner di KPMG e giudice di Ideation Challenge. 

Gli studenti hanno in programma di testare prima RoboBin nel loro quartiere locale.

"Il nostro primo passo sarebbe quello di lanciare RoboBin su scala locale nel nostro quartiere al fine di ottenere feedback dei consumatori, dati sull'esperienza dell'utente e testare la fattibilità e la scalabilità", ha affermato Viramgama. 

Con i risultati e gli opportuni aggiornamenti, lanceranno quindi l'idea alla città di Toronto. 

Dopo il lancio con la città di Toronto, sperano di espandersi gradualmente nel settore privato, come parchi a tema, ristoranti, aeroporti e spazi commerciali.  

AI etici 

Mettendo da parte tutti i loro risultati, l'obiettivo principale degli studenti è affinare il futuro dell'IA in modo etico, multiculturale e imparziale per risolvere i problemi globali. 

Nonostante una convinzione comune, rafforzata dalla paura dei media, della tecnologia che avanza a scapito della perdita di etica e dell'invasione della privacy, gli studenti sperano che RoboBin possa mostrare al mondo come l'IA, quando messa a frutto, può essere etica. 

Ad esempio, hanno programmato RoboBin per catturare solo un'immagine dell'oggetto che viene gettato in un cestino ma non l'immagine della persona che lancia l'oggetto nel cestino. 

“Con lo sviluppo della tecnologia, le persone pensano che ciò comporti un costo in aumento della distorsione e della perdita di etica. Questo non è sempre vero ", ha detto Viramgama. "Nel nostro prodotto, abbiamo anche considerato l'etica mentre abbiamo progettato la soluzione AI per la separazione dei rifiuti."