WasteBot: Waste sorting robotic system
SFIDE
Nel riciclo, la fase di selezione è cruciale poiché permette di separare i diversi materiali provenienti dalla raccolta urbana e industriale in flussi sufficientemente puri da essere riciclati. Più il materiale è puro, maggiore è la sua domanda sul mercato. Se non si garantiscono elevati standard di purezza, i rifiuti devono essere smaltiti in discarica o inceneriti, comportando costi per chi gestisce i rifiuti. Il materiale separato, invece, può essere recuperato e rivenduto, offrendo diverse opportunità economiche.
Molti impianti, specialmente di piccole e medie dimensioni, continuano a fare affidamento sulla manodopera umana a causa della scarsa flessibilità e dello spazio necessario per i macchinari tradizionali.
Questo lavoro è ripetitivo e gravoso, spesso pericoloso, e porta a un elevato turnover e difficoltà nel reperire personale qualificato.
OBIETTIVI
Il progetto mira a sviluppare un sistema di smistamento robotizzato per i rifiuti, installabile sulle linee esistenti, automatizzandole dove i macchinari attuali non possono essere utilizzati o non garantiscono prestazioni adeguate. L’obiettivo è creare un sistema robotizzato capace di operare a velocità comparabili o superiori a quelle di un operatore umano, mantenendo standard qualitativi conformi alle normative vigenti (70%-98% a seconda del materiale).
Questa soluzione offrirà molteplici vantaggi per gli impianti di smistamento:
(i) valorizzerà meglio le risorse umane, sollevandole da compiti gravosi e ripetitivi;
(ii) allevierà la ricerca di manodopera a basso valore aggiunto;
(iii) permetterà il funzionamento 24/7 degli impianti, aumentando produttività e flessibilità operativa, consentendo di rallentare l’impianto senza costi aggiuntivi;
(iv) garantirà prestazioni costanti e quantificabili, migliorando la qualità del materiale in uscita.
L’aumento della produttività e dell’efficienza degli impianti di smistamento avrà ricadute positive su tutta la filiera del riciclo, rendendo la materia prima secondaria più appetibile per il mercato e riducendo la quantità di rifiuti destinati a discariche e inceneritori, diminuendo l’impatto ambientale e l’inquinamento.
APPROCCIO
Il nostro sistema rappresenta una rivoluzione nel mondo del riciclo, combinando avanzamenti tecnologici hardware e software per affrontare le sfide della selezione dei materiali con un approccio innovativo.
Grazie all’integrazione di telecamere RGB e/o RGB-D di ultima generazione, il sistema sarà in grado di analizzare i materiali con una precisione senza precedenti. Un modulo di manipolazione, supportato da algoritmi avanzati, calcolerà in tempo reale le pose di presa e le traiettorie per un robot industriale/collaborativo, garantendo la rimozione accurata dei contaminanti. Tutto questo è progettato per integrarsi facilmente nelle linee esistenti, riducendo al minimo le modifiche agli impianti.
Al cuore del sistema, algoritmi di intelligenza artificiale di ultima generazione – basati su tecniche come Generative AI, Few-Shot Learning (FSL) e Zero-Shot Learning (ZSL) – permettono di riconoscere e classificare i contaminanti con velocità ed efficienza. L’utilizzo di tecniche avanzate di data augmentation, alimentate dall’AI generativa, ridurrà significativamente la necessità di raccolta e archiviazione di grandi quantità di dati reali, accelerando i processi di sviluppo e implementazione. Il sistema non si limita al riconoscimento: sarà sviluppato un modulo dedicato alla generazione delle grasping pose, ovvero la determinazione della posizione e dell’orientamento ottimali per la presa del robot. Successivamente, il modulo di motion planning calcolerà traiettorie prive di collisioni per garantire movimenti fluidi e sicuri, consentendo al robot di prelevare i contaminanti e depositarli in appositi contenitori esterni.
Progetto finanziato dallo Spoke 3-iNEST, CUP: G99J24001430004
