Wir müssen dringend mehr kompostieren, um die Welt zu retten; Wie KI und Daten helfen können

Dec 05, 2023

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Die Welt hat ein Müllproblem – und es wird von Tag zu Tag schlimmer. Schätzungen zufolge wird das Abfallaufkommen bis 2050 weltweit 3,4 Milliarden Tonnen pro Jahr erreichen, gegenüber 2 Milliarden im Jahr 2016. Müll trägt wesentlich zum Klimawandel bei; Deponien sind eine der Hauptquellen für Treibhausgasemissionen. Und das sogar, wenn es Mülldeponien gibt; Einige Bundesstaaten beginnen bereits, zur Neige zu gehen.

Viele sehen Recycling als Lösung für das Problem der Plastikverschmutzung, doch das Recycling lässt viel zu wünschen übrig, insbesondere bei Kunststoffverpackungen, der am schnellsten wachsenden Müllquelle. Mehr als 90 % des gesamten Plastiks, ob „recycelbar“ oder nicht, landet auf Mülldeponien, was unser Müllproblem noch weiter verschärft. Ein Großteil davon landet als Mikroplastik, was noch größere Umwelt- und Gesundheitsrisiken mit sich bringt.

So kann es eindeutig nicht so weitergehen – und eine Lösung, die dazu beitragen könnte, die Menge an Müll, die die Welt verstopft, zu reduzieren, ist die massenhafte Einführung der Kompostierung, insbesondere für Lebensmittel und Verpackungsmaterialien. Heute haben nur 27 % der Amerikaner Zugang zu Kompostierungsprogrammen. Das muss sich ändern; Und es beginnt: Neben den zunehmenden öffentlichen Investitionen in die Kompostierungsinfrastruktur spielen fortschrittliche Technologien, einschließlich KI, eine wachsende Rolle dabei, die Kompostierung effizienter zu gestalten und den Umgang mit kompostierbaren Kunststoffen einfacher zu gestalten. Entwicklung neuer kompostierbarer Materialien; und sogar dazu beitragen, das Verbraucherverhalten zu ändern.

Wenn LKW-Ladungen mit Abfall in Kompostierungsanlagen ankommen, muss der Inhalt sortiert werden. Dabei muss sichergestellt werden, dass keine Verunreinigungen vorhanden sind, da diese den Kompostierungsprozess stören oder zu minderwertigem Kompost führen würden. Diese Sortierung ist oft ein manueller und teurer Prozess. Aber KI ändert das; Ausgestattet mit maschinellem Sehen können Robotersortierer schnell Verunreinigungen aus LKWs mit kompostierbarem Abfall entfernen. Dadurch können Kompostieranlagen generell mehr Abfall annehmen und Sortierkosten und Zeit einsparen. Beispielsweise hat die Stadt San Antonio, Texas, seit sie letztes Jahr damit begonnen hat, eine solche Robotersortierung einzusetzen, noch nie eine LKW-Ladung organischen Abfalls aussortiert; Vor diesem System lehnte die Kompostierungsanlage Abfälle ab, die wahrscheinlich auch nur geringe Mengen an Schadstoffen enthielten, weil es sich einfach nicht lohnte, sie zu sortieren.

Fortschrittliche Bildgebungstechnologie kann auch zur Sortierung von Abfällen in allgemeinen Einrichtungen eingesetzt werden, indem kompostierbare Materialien identifiziert und den richtigen Kanälen zugeführt werden. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist das digitale Wasserzeichen, bei dem kleine Wasserzeichen auf Verpackungen und anderen Konsumgütern von einem fortschrittlichen Bildverarbeitungssystem gelesen werden, das den Abfall dann automatisch in den entsprechenden Abfallstrom sortiert. Diese Wasserzeichen sind besonders wichtig, um mehr Kompostern dabei zu helfen, kompostierbares Plastik anzunehmen. Denn sie ermöglichen es ihnen, schnell zwischen kompostierbarem Kunststoff und nicht kompostierbarem Kunststoff zu unterscheiden, die für das menschliche Auge sehr ähnlich aussehen.

Digitales Wasserzeichen ist eine Lösung, die die Zusammenarbeit der kompostierbaren Verpackungsindustrie sowie der Komposter und lokalen Abfallentsorgungsunternehmen, die die Kompostierung überwachen, erfordert. Es wird perfekt funktionieren, wenn die Hersteller solcher Verpackungen der Verwendung dieser Zeichen zustimmen und Komposter über die Ausrüstung verfügen, sie zu lesen. Ich glaube, dass es möglich ist.

Auch ohne digitales Wasserzeichen gibt es eine Computer-Vision-KI-Technologie, die kompostierbare Stoffe, einschließlich Kunststoffe, identifizieren kann. Fortschrittliche Sortiertechnologie ist besonders wichtig, um die Verwendung kompostierbarer Kunststoffe voranzutreiben, da sie auch kompostierbare Kunststoffe in die richtigen Kompostbedingungen leiten kann, die sich häufig von denen unterscheiden können, die für Lebensmittel- oder Gartenabfälle erforderlich sind, und so dazu beitragen, die Effizienz von Kompostern zu steigern. Beispielsweise hat ein britisches Team ein sensorbasiertes System entwickelt, das kompostierbare Stoffe nach Typ, Anforderungen des Kompostsystems und der für die Kompostierung benötigten Zeit sortiert. Das System nutzt eine Technologie namens Hyperspectral Imaging (HSI), die fortschrittliche Bildgebung nutzt, um Müll zu untersuchen und ihn mithilfe chemischer und physikalischer Analysen zu analysieren. Maschinelles Lernen wird auf eingehenden Müll angewendet, wobei das System seine Sortierfähigkeiten verbessert, wenn neuer Müll in das System gelangt – und zwar so weit, dass das System eine Genauigkeitsrate von 99 % aufweist und alle kompostierbaren Materialien auf die effizienteste Art und Weise verarbeitet werden.

Wenn es um den Kompostierungsprozess selbst geht, können Sensoren zusammen mit KI-basierter Bildverarbeitung auch Bedingungen wie Hitze und Feuchtigkeit überwachen, um sicherzustellen, dass sie ideal sind, um den Kompostierungsprozess voranzutreiben, und vor Ort Anpassungen vornehmen, um eine schnellere und höhere Qualität zu gewährleisten -Qualitätskompostierung. KI kann vorhersagen, wann der Kompost fertig sein wird. Ein weiterer wichtiger Faktor besteht darin, den Prozess effizienter zu gestalten und ein Produkt mit gleichbleibender Qualität zu produzieren. Dies ist wichtig, wenn es darum geht, Landwirte anzusprechen, die dieses Endprodukt kaufen möchten.

All dem liegt natürlich die Weiterentwicklung von kompostierbarem Kunststoff zugrunde, ein Bereich, in dem KI und maschinelles Lernen einen wichtigen Beitrag leisten können. Laut Forschern gibt es noch viel zu entdecken über den Zusammenhang zwischen Polymeren, aus denen Kunststoffe bestehen, und dem biologischen Abbau. Maschinelles Lernen kann dabei helfen, die Analyse und Klassifizierung bestehender Polymere zu beschleunigen und neue Polymere zu entwickeln. Die Erweiterung der Bibliothek verfügbarer Polymere für kompostierbare Verpackungen ist von wesentlicher Bedeutung, da dies geringere Kosten sowie mehr Auswahlmöglichkeiten für die Eigenschaften der Verpackung ermöglicht. Wie wir beispielsweise aus unserer eigenen Arbeit gut verstehen, benötigen einige Marken möglicherweise Verpackungen mit einer höheren Barrierebeständigkeit als andere. Auch wir integrieren Versuchspläne und KI-Managementsysteme, um die Forschung und Entwicklung sowie die Anpassung verschiedener Verpackungsprodukte zu beschleunigen, um den Bedürfnissen der Verbraucher sowie den Anforderungen an die Kompostierbarkeit bestmöglich gerecht zu werden.

Die Vorteile fortschrittlicher Technologie gehen über die Verpackung hinaus. KI und Computer Vision können auch dabei helfen, Datensätze darüber zu erstellen, wie viel Lebensmittel Verbraucher verschwenden. Dies kann genutzt werden, um das Verbraucherverhalten zu ändern, was einer der wichtigsten Faktoren zur Reduzierung der Auswirkungen auf die Umwelt ist. Beispielsweise entwickelt die Oregon State University intelligente Kompostbehälter, die mithilfe von Computer Vision verfolgen, wie viel essbare Lebensmittel Verbraucher verschwenden. Während Abfälle in anderen Teilen der Landwirtschaft und der Lebensmittelversorgungskette sorgfältig verfolgt werden, werden Verbraucherabfälle nicht sorgfältig verfolgt und sind nicht gut verstanden.

Es gibt zahlreiche Gründe, warum Kompostierung die ultimative Lösung ist, um den Müll und das Plastik zu reduzieren, das die Mülldeponien verstopft und zu Treibhausgasemissionen sowie anderen Umwelt- und Gesundheitsrisiken beiträgt. Die Technologie könnte dazu beitragen, die Kompostierung ein paar Schritte weiter voranzutreiben und den Weg in eine vielversprechendere Zukunft für den Planeten und die Menschheit zu ebnen.

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Dr. Lancry kam 2017 zu TIPA. Er bringt mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung in der Leitung von F&E-Abteilungen in Industrieunternehmen sowie Startup-Unternehmen der chemischen Industrie mit. Vor TIPA war Dr. Lancry als F&E-Abteilungsleiter in Israel tätig Chemicals Ltd (NYSE und TASE: ICL), ein globaler Hersteller von Produkten in den Bereichen Landwirtschaft, Lebensmittel und technische Materialien; wo er für die anorganische Forschung und Entwicklung von Bromverbindungen verantwortlich war.

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