新華網(wǎng)上海6月4日電 每小時可精準(zhǔn)分揀5400次的超視覺垃圾分揀機器人、“吃掉”濕垃圾變?yōu)殡娔艿牟蛷N垃圾能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、蝦蟹殼中開發(fā)資源的綠色提取技術(shù)……在“世界環(huán)境日”到來之際，上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院發(fā)布了系列“低碳”科研成果，為綠色生活提供更多解決方案。
“快、準(zhǔn)、穩(wěn)” 垃圾分揀機器人干活就是利索
在上海交大中英國際低碳學(xué)院實驗室內(nèi)，超視覺垃圾分揀機器人演示了這樣一段操作：機械手臂迅速抓取傳送帶上的廢棄物，對紙類、塑料、玻璃等多種材質(zhì)做出了準(zhǔn)確判斷，并將其放入對應(yīng)的收集器內(nèi)。實驗數(shù)據(jù)顯示，每只機械手臂每小時可精準(zhǔn)識別并分揀不同品類垃圾5400次，分類準(zhǔn)確率高達(dá)95%。
“我們通過賦予機器人不同類型的識別傳感器，配套開發(fā)多種算法，使機器人能主動識別目標(biāo)物的顏色、形狀、紋理、材質(zhì)等特征，實現(xiàn)精準(zhǔn)分揀。”該項目負(fù)責(zé)人、上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院副教授李佳說，如果在一組垃圾分揀工作線上同時配置兩只機械手臂，相當(dāng)于54名分揀工人，這不僅“解放”了工人們的雙手，同時也降低了因接觸垃圾而導(dǎo)致的感染風(fēng)險。
據(jù)了解，該款垃圾分揀機器人的研發(fā)技術(shù)壁壘非常高，研發(fā)過程需要光學(xué)、機械、控制、軟件等多個學(xué)科體系之間密切配合。李佳及其團隊數(shù)年來堅持產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，相繼突破了十余項關(guān)鍵技術(shù)，最終實現(xiàn)了垃圾分揀機器人核心技術(shù)國產(chǎn)化。
李佳表示，目前，該垃圾分揀機器人已進入產(chǎn)學(xué)研技術(shù)推廣階段。下一步，研發(fā)團隊將與一些國內(nèi)環(huán)保頭部企業(yè)達(dá)成合作，加速科研成果落地應(yīng)用。
餐廚垃圾有望變身家門口的“充電寶”
疫情發(fā)生以來，上海各地的生活垃圾分類工作穩(wěn)步進行。不過，隨著天氣逐漸炎熱，不少市民發(fā)現(xiàn)濕垃圾在轉(zhuǎn)運過程中所散發(fā)出的異味著實讓人感到苦惱。
上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院正在試運行一套餐廚垃圾能源化系統(tǒng)。這套系統(tǒng)不僅能將餐廚所產(chǎn)生的濕垃圾原位處理，還實現(xiàn)能源化轉(zhuǎn)變。
“餐廚所產(chǎn)生的濕垃圾被投放進特制的厭氧消化罐，經(jīng)過一系列厭氧發(fā)酵最終轉(zhuǎn)化為電力。濕垃圾從產(chǎn)生到分解，幾乎‘零’位移。”項目負(fù)責(zé)人、上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院副教授張景新說，該系統(tǒng)已經(jīng)在項目合作伙伴新加坡國立大學(xué)嘗試應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明，40千克的濕垃圾分解所產(chǎn)生的電能足夠供1000臺手機充電。
“這套厭氧消化系統(tǒng)可以有效減少溫室氣體排放。同時，也一定程度地減少了垃圾處理帶來的二次污染。”張景新說，整套系統(tǒng)濃縮在長約6米的移動式集裝箱里，在空間條件允許的情況下，餐廚垃圾能源化系統(tǒng)或?qū)⒆兩砑议T口的“充電寶”。
小小蝦蟹殼上還有資源開發(fā)的“大文章”
“吃貨”們對美味的小龍蝦永遠(yuǎn)愛不釋手。然而，還有一群人對小龍蝦的熱愛不是因為美味的蝦肉，而是因為蝦殼。
“日常生活中，大家吃完小龍蝦，便會將剝下的蝦殼歸為濕垃圾處理掉。而在我們看來，蝦蟹殼可不是垃圾，它們是天然可再生的資源。”上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院助理教授陳熙十分感慨，“蝦蟹殼雖然是資源‘富礦’，但如果簡單處理，其自然降解所產(chǎn)生的溫室氣體勢必會給環(huán)境帶來額外的壓力。”
據(jù)介紹，蝦蟹殼的主要成分為碳酸鈣、甲殼素和蛋白質(zhì)，這三種成分與人們的日常生活關(guān)系密切：碳酸鈣可作建筑材料，蛋白質(zhì)可作動物飼料，甲殼素可作化工和醫(yī)用產(chǎn)品。但受限于傳統(tǒng)提取工藝的部分缺陷，蝦蟹殼的資源轉(zhuǎn)化一直未能推進到位。
“我們研發(fā)出一種只使用二氧化碳和水來提取蝦蟹殼中甲殼素的方法，整個實驗過程幾乎無污染物產(chǎn)生，且成本低廉，提取后的甲殼素純度可達(dá)90%。”陳熙表示，甲殼素的應(yīng)用范圍十分廣泛且附加值極高，如果能將上述方式得到的甲殼素作為制備乙醇胺、含氮藥物等化學(xué)品的原料，不僅能縮短反應(yīng)路徑、提高效率，而且在一定程度上降低了碳排放和總體能耗，可以說是一項革命性的節(jié)能減排綠色工藝。
“科學(xué)研究的目的實質(zhì)是為了更好地改善人們生活，蝦蟹殼的轉(zhuǎn)化成果在不斷優(yōu)化的同時，也希望市民和有關(guān)部門能夠關(guān)注，倘若蝦蟹殼能從濕垃圾中分離出來，會更加有利于資源開發(fā)和利用。”陳熙說。
上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院副院長何義亮在發(fā)布會上表示，垃圾分類作為一種新時尚，已在國內(nèi)各大城市被推行，垃圾分類最終的目的就是為了實現(xiàn)垃圾的減量化、資源化，這也正是該學(xué)院最重要的研究方向之一，學(xué)院也將更加大力地支持低碳環(huán)保項目的科學(xué)研究，為上海建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的特大城市，幫助市民踐行綠色生活貢獻一份力量。
