阅读更多" />

增強現實、計算機視覺和人工智能如何融合治理城市環境

增強現實、計算機視覺和人工智能如何融合治理城市環境

什麼是智慧城市?

藍色巨人IBM在2009年首次提出智慧城市概念時認為,智慧城市是運營信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心繫統的各項關鍵信息,從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應的新型城市概念。而我國學者孫中亞對智慧城市的定義則更為全面與系統:智慧城市是以知識經濟、資源集約配置為目標,將人文主義、技術主義相結合,從而形成集城市居民與信息通信技術於一體、具有可持續發展意義的城市建設模式。

可任憑智慧城市的定義如何變換,其核心目的始終未發生絲毫偏移,即讓人們在城市的環境更好、生活更愜意,但如今城市的真面目真是這樣?由於智慧城市處於城市化範圍的極端,因此這些地方產生的廢物預計將是巨大的。總體而言,預計到2050 年,全球廢棄物將增加約 34 億噸。如果管理不善,這種積累的廢物可能對公共健康和環境造成災難性影響。

其實,智慧城市擁有可以簡化廢物管理並提高效率的各種技術手段,如智能城市中的增強現實、人工智能和計算機視覺,如被用來協助智慧城市中的公共廢物管理機構治理城市環境,則可使這些區域變得清潔和可持續。

01 自動化水管理

提高智慧城市清潔度的主要原因是預防突發公共衛生事件。考慮到這一點,水管理應該是智慧城市治理機構的首要任務之一。諸如污染、泄漏和與分配相關的問題等水管理問題會導致醫療保健和製造業等其他重要部門出現問題。負責進行城市清潔的當局可以在智能城市中使用人工智能和計算機視覺來不斷監測水質並減少泄漏,因為它們可以在智能城市中製造出多個細菌滋生的水坑。

結合計算機視覺和基於物聯網的純度和濁度傳感器,可以使用機器學習來準確檢測水中的污染水平。此類工具還可用於追蹤水流,這對於檢測複雜管道網絡中的臟污區域很有用。根據物聯網傳感器捕獲的數據,基於人工智能的工具可以確定諸如總溶解固體 (TDS) 水平和正在處理以供分配的水的 PH 值等因素。此類工具根據此類參數對水體進行分類。為此類工具訓練 AI 模型涉及分析數千個數據集以預測給定水樣的質量。

如上所述,漏水可能會導致智慧城市出現與衛生相關的問題。漏水和浪費不利於家庭和工業清潔目的。此外,缺水和滲漏會導致污泥脫水和農業出現問題。為了解決這些問題,智慧城市在水池、水池、水庫附近使用基於計算機視覺的智能攝像頭和傳感器來發出泄漏或損失警報。基於人工智能的泄漏檢測系統可以使用聲音傳感器來檢測管道網絡中的泄漏。這種系統通過評估水管中的聲音來檢測泄漏。

如您所見,智能城市中的人工智能和計算機視覺在自主管理配水、監測純度水平和防止浪費方面發揮着重要作用。

02 垃圾分類回收

大多數智慧城市都努力成為理想循環經濟的一部分,在這種經濟中,每件產品都是 100% 可回收的。循環經濟雖然難以實現,但卻是此類工業化區在環境上可持續的方式之一。垃圾檢測和分類對於廢物的處理和回收至關重要。可以識別和分類的垃圾可以更有效地回收利用。在智慧城市中使用計算機視覺使垃圾檢測和分類自動化。從長遠來看,在智慧城市中使用計算機視覺可以限制它們對不可避免的氣候變化的貢獻。

回收是一個漫長而複雜的過程。正確回收垃圾的第一步是優化垃圾處理。智慧城市的廢物處理設施根據可回收廢物的處理和再利用能力將可回收廢物與其他廢物分開。在這樣的過程中,如果僅使用人工或標準自動化工具,實現 100% 的準確度是具有挑戰性的。此類基礎工具無法對廢料進行可視化處理和分析,以根據成分和其他特性推斷可回收性。通過在智慧城市中使用人工智能和計算機視覺來監測廢物並協助進行廢物分類,可以提高回收率。

基於計算機視覺的工具可以改善此類過程中的決策並消除任何異常情況。人工智能和計算機視覺使用算法和深度學習來分析智慧城市各個角落產生的日常垃圾。物聯網傳感器再次用於垃圾桶中的多個監控點,這使得人工智能和計算機視覺工具能夠確定質量平衡、純度和成分等方面。總而言之,計算機視覺通過在實際回收發生之前降低可回收垃圾的百分比來改進垃圾分類過程。

機器人技術是另一種基於人工智能的應用程序,越來越多地出現在全球智慧城市的廢物回收過程中。專門的“回收機器人”由基於計算機視覺的垃圾分類器的發現自主指導。机械臂可以挑選和分離在智能城市中收集到的各種容器中的廢物——濕的可回收廢物、乾的可回收廢物、有毒廢物等。除了使廢物管理過程自動化之外,回收機器人在當前的大流行時代也非常重要,因為它們允許廢物管理設施的工作人員與從不同區域收集的垃圾——以及可能被感染的患者家中——保持距離。智慧城市。

用於廢物處理的機器人使用計算機視覺、彩色編碼相機、激光傳感器和金屬探測器對廢物進行分類,然後將其引導至不同類型的處理區——回收、生物降解等。帶有多個手臂和抽吸工具的機器人可以更快地進行隔離。然後,一旦將可回收物與其他廢料分開,機器人就會使處理過程自動化。通常,廢物回收包括加熱和熔化廢物等步驟。此類過程涉及多種危險因素,例如高溫和高壓、揮發性化學物質等。使用自主機器人可以讓廢物回收商保護他們的工人免受此類代理人的傷害。機器人可以承受壓力、溫度和研磨性化學品,從而有效地促進回收過程。

回收是廢物管理、循環經濟和環境可持續性的重要組成部分。除了分離材料外,機器人還可以用於廢物管理過程中的自主質量控制。

智慧城市中的機器人、人工智能、物聯網和計算機視覺消除了垃圾分類、處理和回收過程中的人為錯誤,使垃圾管理更好,提高了智慧城市的清潔度,使智慧城市幾乎實現了真正循環經濟的理想。

03 廢物管理培訓和監測

AR 和 VR 等技術滿足了智慧城市廢物管理的主要需求之一,一旦老員工最終退休,新員工的培訓計劃就會變得更好、更切合實際。基於 AR 的工具可以讓員工準確地了解他們的角色。當工作人員真正在由 AR 或 VR 驅動的設備創建的虛構模擬中執行任務時,學習廢物管理不同方面的體驗會大大改善,而不是依賴規則手冊、網站或其他標準培訓資源。

此外,如上所述,AR 是控制機器人清潔器的有用工具。因此,用戶可以使用他們的移動設備來主動監控這些清潔工在智慧城市中的進展情況。計算機視覺、人工智能和增強現實的結合可以使多個過程自動化,例如從智慧城市中的各個住房社區收集垃圾,使廢物管理人員能夠實時了解清潔機器人清潔的位置以及剩餘的位置。基於這些信息,這些機器人可以由官員動態管理。AR 為此目的創建了不同的顏色區域——紅色表示臟,綠色表示乾淨——這使得區分它們更容易。AR 工具的這一特殊功能減少了某些地方被清潔兩次或三次的機會,這有助於優化資源使用。

某些表面和區域需要以更大的壓力和更多的清潔資源進行清潔。根據來自 AR 應用程序的顏色編碼信息,手動或機器人清潔器可以使用必要的壓力或清潔材料來清潔這些區域和表面。

智能城市中 AR、AI 和計算機視覺的結合還有其他幾個應用。每項技術都帶來了獨特的東西——物聯網捕獲信息並啟動處理信息的工具,計算機視覺和人工智能評估信息並使用模式識別和數據分類來簡化智慧城市的廢物管理。最後,AR 進行清潔和隔離對於負責智能城市清潔的相關部門而言,監控非常簡單。

本文來自微信公眾號“Techsoho”(ID:scilabs),編譯:Light,出品:科技智谷,獵奇社區經授權發布。

评论已关闭。