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人工智能融合光谱学:重塑塑料回收新未来
12月25日,在俄亥俄州克利夫兰举行的AMI塑料世界博览会上,纽约州立大学布法罗分校杰出教授、材料科学领域专家Paschalis Alexandridis指出,人工智能与光谱学的进步正在变革塑料回收行业,为应对可持续发展挑战提供了创新解决方案,显著提升了分拣的准确性与效率。
Alexandridis表示,塑料分拣与回收面临诸多难题,而人工智能和光谱技术堪称行业“颠覆者”。它们能以前所未有的精度识别和处理塑料,为更高效、可持续的回收实践开辟新路径。
“回收并非单一过程。”Alexandridis解释道,机械回收、化学回收和热解各有不同需求,原料质量对其成功至关重要。人工智能与光谱学凭借精准的识别与分拣能力,可有效满足这些需求。
塑料回收过程复杂,需仔细分类以保证回收材料质量。机械回收对某些塑料有效,却难以处理受污染或混合材料;化学回收通过将塑料分解为单体等分子成分,为制造新材料提供了方案。然而,即便是化学回收也依赖高质量原料,若分类不当,将导致资源浪费和产品价值降低。
在此背景下,人工智能与光谱学成为改进分拣流程的重要工具。Alexandridis指出,人类依赖视觉识别塑料,但因塑料种类和外观多样,这种方法并不可靠。光谱学可提供每种塑料的化学特征,比肉眼识别更精准;人工智能则能高速分析数据,实时做出分拣决策。他还强调,人工智能算法在分类和预测材料成分方面日益成熟,通过监督学习可识别特定塑料类型,甚至检测可能影响回收的添加剂。
尽管前景广阔,Alexandridis也承认这些技术的应用仍处于早期阶段。“技术已经具备,但实施滞后。”他表示,分拣设备虽已取得显著进展,尤其是结合人工智能与机器人的设备,但距离全面优化和广泛部署仍有差距。
其中一大挑战是人工智能算法的速度。部分算法虽准确性高,却无法满足实时分拣的需求。Alexandridis强调:“速度至关重要。回收设施的吞吐量取决于分拣效率,现有系统在这方面仍有提升空间。”
为应对这一挑战,他提出结合视觉预筛查与光谱学的混合方法。视觉系统成本低、适合初步筛选,但缺乏化学层面的分析能力;二者结合可实现更高效、准确的分拣。此外,人工智能还能从光谱数据中提取人眼难以察觉的信息,识别关键的光谱模式,从而判断塑料类型与质量。
展望未来,Alexandridis对人工智能与光谱学推动回收技术进步持乐观态度。“人工智能只会越来越强大。”随着算法变得更快速、更先进,其分类与识别能力将超越人类水平。
同时,他强调在人工智能系统开发中需注重标准化与问责制。“我们需要一致的数据集和明确的准则,以确保技术的可靠性与有效性。如果人工智能系统出错,必须查明原因并予以纠正。”
Alexandridis呼吁回收行业积极拥抱这些新兴技术。“我们越接近塑料的原始分子状态,回收效果就越好。无论是机械、化学还是热解回收,都需要良好的分类作为基础。通过投资人工智能与光谱学,我们可以从塑料中回收更多价值,迈向真正的循环经济。”
随着人工智能与光谱学技术的持续发展,它们在塑料回收领域的应用有望进一步深化,为全球回收行业带来新的机遇,助力实现资源高效利用与环境可持续发展。
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