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ゴミの仕分けシステムを開発しようとしています.
現在ゴミの仕分け人さんがしている様なことを全自動、高速、正確に成し遂げる様なものを一年以内に形にしたいと思っています.
機械はこわれにくく、コンパクトで安くなくてはいけないと思っています.
化学物質を認知して仕分けするシステムが一番有力かと思っていますが、他にどのような手法、プログラムなどが適当でしょうか?

●質問者: Pong_06
●カテゴリ:コンピュータ 科学・統計資料
✍キーワード:コンパクト ゴミ システム プログラム 一年
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 27/27件

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[1]光学的に retorin

複数のカメラとコンピュータでゴミの形状をパターン解析して分別するという方法もあります。

どちらにしても、全自動、高速、正確に成し遂げる様なものを一年以内というのは現状の科学技術では無理なのでは?と失礼ながら思います。


[2]目標性能などが全然わからない Kumappus

どういうゴミを1日にどの程度処理するのかが書いてないですね。

アルミ缶・スチール缶・ペットボトルの3つをより分ければいいのかとか1日に100キログラム程度の処理能力が必要とかそういうのがわからないとそもそも設計のしようがない。

あとコンパクトで安くというのも定義しないと。家庭で使うのかプロユースで例えば公園などに設置するのか、移動車に乗せるのか。1万円以下、10万円以下、…。


[3]段階を追って認識する miharaseihyou

基本的に固形物がほぼ100%なので、形体認識から始まって、

1、大きさ

2、類型

3、質的分析

4、再度、形態認識

ぐらいでしょうか。

各段階では「その他」も出ますので、その分は人力での分類に頼るべきでしょう。現時点ではフェイルセイフを考えれば出来るだけ人力に頼りたいところです。

人間の情報処理能力は速度を別にすれば何でもアリの場合での精度では機械の数万倍にはなるでしょう。と言うより機械では対応できる範囲を設定しなければなりませんが、現場では設定範囲を超えるケースが頻出するでしょう。全てを設定するまでには少なく見積もっても数年の歳月と極端に肥大化した参照用のメモリーが必要になります。


[4]「化学物質を認知」にプラスアルファ sakrambom

ゴミに水や薬品などをかけて「化学反応を認知」する方法もあると思います。


[5]どんなゴミを分けるんでしょう takejin

生ゴミを含んでいますか。可燃ごみだと形状が一定ではありませんよね。(粉状・液状のもの、不定形なもの等)

不燃とか、資源とかある程度分別されたものですよね。

個別にベルトコンベアにのせて、その一個一個を診断してラベル付けをして、コンベア上の適切な位置に落とす。という感じでしょうか。

たぶん、ペットボトルを弁別するだけでも困難かと思いますが。形状が様々ですし、似たようなプラスチック製品はたくさんあるし。化学反応をいちいち見ていたら、日が暮れちゃいます。

せいぜい、スチール缶を電磁石で分けるくらいでは(って、すでにやっている)。

ゴミを出すときに分けてもらったほうがいいです。


[6]私もそんな機械が欲しいです junti

私の知識の範囲では・・・

比重分離(水に浮くものと沈むもの、風で飛ばされるものと飛ばされないもの)

磁選(磁石にくっつくものとくっつかないもの)

くらいです。

カメラで写してコンピューターで解析してコンベアーを使ってで振り分ける、

というのを見たことがありますが、ゴミの形状が一定でないため、振り分けが

難しそう。


[7]>2 ありがとうございます。ズバリ、定義させて頂きます。 Pong_06

量:東京都推奨ゴミ袋八分目(中身はあらゆるもの)を50袋、入れたら一袋2分以内。

コンパクトさ:1m*0.7m*0.7m (高さ横奥行き)以内。マンションのゴミ置き場に置ける位。

安さ:50部屋のマンションが一ヶ月1万円でレンタルできる位。一年保証付きで買うと60万円以下のもの。

つまり、今私のアパートで雇われている「毎朝ゴミ規則を守らない住人の為に仕分けをし直す=二時間(時給1千円)*5日=週一万円」人を雇う代わりになる機械です。


[8]>1 ありがとうございます。面白いアイデアですね。 Pong_06

一年以内にできずとも、ぜひ近く達成したいテーマです。

光学を使うのは自分は全く考えていませんでしたので、嬉しいです。可能性を調べてみます!

特に光学のどのような技術などアドバイスをお持ちでしたら是非お聞きしたいです。


[9]>6 私のマンションの人は、全員欲しいと思っていますw Pong_06

マンションの土地柄か、皆さん全くと言っていい程分別しないので。。。はは。。。

解析はいいですね。しかし、そうなんです。形が一定でないので、考えなくてはならないです。う〜ん。。。


[10]>5 現実的に申し上げると、「何でも入ってます」な状態のゴミのことです。。。 Pong_06

かんも瓶も、ビニールも生ゴミも、それからなんだか得体の知れないものまで入っているようなゴミ袋のことを対象としています。

なぜなら、分別してくださいといってもしない人はいつまでもいるからです。

人間の力や時間を必要としない機械を目指しています。


[11]>4 化学物質をかけるとなるとエクストラコストになるので、空気 Pong_06

との反応を見る、というアイデアについてどう思われますか?

薬品も、コストのかからないものであればいいですね^^


[12]>3 具体的なおこたえ、ありがとうございます。 Pong_06

形態認識から始める点、グッドポイントですね。

普及させる為にも、人力に頼らないことを希望している為、現在のゴミ仕分けの常識でない様なことを考えつかないと、この機械は実現しないような気がしています。。

>>全てを設定するまでには少なく見積もっても数年の歳月と極端に肥大化した参照用のメモリーが必要になります。<<

とございますが、とても興味があります。具体的にどのようなことを意味されたのかご説明頂けますでしょうか?ゴミの膨大なデータを集め、それに基づき仕分けするシステムを作ると言う理解で正しいでしょうか。


[13]>12 あらゆる商品が不完全な形で廃棄されます。 miharaseihyou

機械に仕分けを任せる以上、人間の常識は通用しません。例えば千切れた文庫本と壊れた花瓶の見分けが形状だけで判断してもらえると思うのは間違いです。

単純な形の物、例えば一升瓶でも酒と油との区別は形だけでは判断できないでしょう。反射の分析から材質の判断ぐらいはしてもらえる・・・と思っていても印刷がされていたり、複合素材だったり、破壊されて内部が覗いていたり、中身が残っていたり、トラブルの原因は無数に存在します。複合体を総合的に判断するには人間並みのデータベースが必要で、人間並みの多角的な分析が必要だと思います。データベースへのフィードバックも失敗例を集めてカットアンドトライで人間が判断しなければ基準そのものさえ確立できないでしょう。

三番目に質的分析を入れたのですが、瞬間的に材質を判断するには反射光の分析が一番です。一定の波長の強力な光を何種類か当てて判断させる・・・のですが、どこまで精度が出せるか未知数です。相手は不定形の複合体ですから。

物理的な仕分けには「何段かに分けたベルトコンベアーの分岐点でロボットアームを使ってゴミを別のルートに乗せ替える」「一箇所の分岐点で複数の仕分けに沿ってベルトコンベアが分かれる」ぐらいしか思いつきませんが、全自動のロボットアームが不定形であらゆる材質のゴミの全てを確実に掴んでくれるかどうかも困難であるとしか言えません。その用途には各分岐点ごとに別のアームと別のプログラムが必要ですが、スピードがどの程度出せるか、・・・。大きさや重量の差が激しいので、段階を経て分類すべきですが、。

ロボットアームを使わないとすれば専用のトレーに乗せてベルトコンベアーで何回も分岐を作って・・・というやり方もありますが、より広大な敷地が必要になりますし、一個のトレーに一個のゴミが載ってくれるかどうか、大きいゴミも小さいゴミもありますから。乗せるところだけ人力でやるとしても、大きさの差が極端なので、ロスが激しいでしょう。

それ以外でも仕分けルールの僅かな変更だけでも仕分けの集積場の一箇所に極端に多くのゴミが集まってしまう事なども考えられますし、前途多難であることは間違いありません。

健闘を祈ります。


[14]>10 バーコードの付いた定型品でも takejin

仕分けの高速化は至難の業です。(郵便物・宅配便等でも弾かれるもの、誤配等が結構ある)

1)ある程度の大きさ以下のものは篩にかけて分別し、全部燃やしてしまう。

2)磁性体は電磁石で。

3)水洗いで水溶性のものを分離

4)水で激しく攪拌して、紙をパルプ状にして分離。(大きな生ごみが入りそうだな)

ここからは、幅の広いベルトに載せる。センサー類にがんばってもらう。

5)金属反応にラベルをつける。

6)静電容量等から絶縁体(たぶんプラスチック)にラベルをつける

7)ビン類は形状からなんとかラベルをつける。

ラベルの付いたものは、ベルトから適切なところで落とす。

あとは、その他として、人が最終判断。


[15]>7 年12万円でレンタルできる機械! takejin

うーん、、5年で減価償却とすると、レンタル費60万から製品費用は30万円以下。1000件のマンションで初年度取り付けてもらうとして開発費含めて、3億円の費用。開発費として、人件費が5人程度で1億。生産設備に1億。資材・エネルギー等に1億。こうなると、1台当り原材料費は5万円程度になってしまう。

製品開発プレゼンでは、即刻却下されちゃいそうです。

いまのところ、人を雇う方がはるかに安そうですが。

資源系の投入口にセンサを設けて、その場で反応するようにしたらどうでしょう。

PETボトル、缶、ビン、新聞紙などは、YES・NO判断ならセンサにもできそうです。違っていたら警告する。

面倒がって全部一緒にしないよう、部屋番号付き袋を配布する。

番号なしの袋を置かないよう、ごみ置き場に監視カメラを設置する。

などの方が効果的かと。


[16]>15 メンテナンスコストもバカにならない Kumappus

選別装置で生ごみを直接扱うわけですから、夏場など毎日洗わないと異臭が漂ったり、蝿が発生したりしそうですね。固まっちゃって故障の原因にもなるかもしれない。

となるとそのためにメンテナンス要因を雇わなければならないわけで、そっちは機械を開けて掃除して…となるのでそれなりに高く付きそうです。おそらくごみの仕分けをしてる人より高いでしょう。

とすると機械に自動洗浄機構を付けることになりますが、水で流すが基本でしょうから、水道工事、排水管工事も必要になります。工事費、水道代でコストが合うかな…。

ですから、監視カメラやごみ置き場にカード錠を付けて入った人を確認する、などの水際作戦のほうがまだ効きそうな気がします。悪質違反者はマンション住民会で吊し上げ、というわけ(最近モンスター親とかいるから逆切れされそうだけどね)。


[17]>14 なるほど、あまりに細かいものは燃やしてしまう。グッドポイントだと思います! Pong_06

燃やしてしまった後に、環境への損害を少なくする様なことも考える所ですね。

Takejinさん、アメリカのアパート等に必ずと言っていい程あるゴミを何回からでも捨てられるトンネルの様なものをご存知でしょうか。下にはアパート住人全員用巨大ゴミ箱が待ち構えています。

さて、上に記述していただいたことを、例えばその巨大ゴミ箱が全自動洗濯機のように、すべて処理してしまうとしたらどうでしょうか。

なんだか、あり得ない話ではないような気がしませんか?使われるものも現実的にこのアイデアにアプライされそうな気がします。。

ラベルとは、とても興味深いアイデアです。このラベルというものは、固形のものに自動的に張り、後に読み取って分別と言う理解で正しいでしょうか?

ラベルがコスト物理的に難しければなにか代わりがありそうです。例えば、光線なんかどうでしょう、読み取られるまで残っていれば何でもいいと規定すれば幅は広がりそうです。


[18]>15 実は、上記の一部を今私のアパートでやっているのです。。 Pong_06

カメラをつけたりして、驚くべきことに人も毎朝います。

しかし、人を雇うことの問題としては、「人間は生来レイジーであり、そうある為に学習する」点です。

いまは対策がなされているので分別してる人も多いですが、週末いないときに密かに捨てたり、カメラに見えない様にしてみたり。人がいないようになったら元通りになるのは時間の問題の様な気が。。。けしからん住人だ、というのはそうなのですが、そういうことはどうしようもないので機械かと。

たしかに、プレゼンで却下されますね、いまのままだと;

警告センサは、この機械ができるまでの有効な方法ですね!

こちらの方が実現し易そうです。素晴らしいアイデアありがとうございます。


[19]>16 今すでに「退去命令します。寸前」です。。。 Pong_06

うちのマンションは六本木にあるのですが、土地柄か、もうそのくらい凄いです。Who cares?の極みです。

勿論、規制をすることが低いコストで効率よくできる対策であることは承知しております。それでもこんな機械をつくりたい理由というのは、規制するだけでは「いたちごっこ」になってしまい、本当の問題解決にはいたらないのではと考えるからです。

「そんなことしてはいけない」というかわりに、「どうしたら規制しなくていいか?」を考えて、機械をつくりたいと思いました。

メンテナンスの問題点、ありがとうございます。水でながすなど、そこでもまたコストがかかってしまいますので、考えなくてはいけません。

なにか新しい方法はないものか。。。


[20]>17 ディスポーザー備え付けの高級アパートですね。 takejin

日本にも独自のディスポーザを持っていたり、ダストシュートで全て地下の収集場に運ばれたりするマンションはあるようですね。


[21]>17 ラベルというのは takejin

仮想的に貼り付けます。一定の速度で移動するベルト上にあるごみを、画像解析等で分離し、個別にID番号をつけちゃいます。この個体それぞれに、センサで読み取った結果のラベル「鉄以外の金属」「塩ビに近いプラスチック」「PETに近いプラスチック」などの情報を与えます。IDを振ったテーブル上にその項目のフラグを立てるようにすれば、処理が早そうです。

位置情報(ベルト上の進行方向に直行する位置と、ベルトの長さ方向の位置で特定する)とラベルから、どこでベルトから落とすかを判断します。これらは、画像処理で何とかなるでしょう。


[22]>19 ごみを画像処理で分別するときにはどんな物体なのか(何が書かれているのか)認識するわけですから akhrnet

プライバシーの問題も考慮する必要があると思います。

機械が認識した情報が外部に漏れないようにするとか。


[23]発想の転換が必要 I11

ゴミの分別を自動化するのではなく、ゴミを出さないための生産、ゴミを出さないための流通、ゴミを出さないための消費を自動化することを考えた方が良いと思います。

ゴミが出されることを前提に自動化するのではなく、ゴミを出さないことを前提にした自動化を開発するのです。


[24]>20 そう、ダストシュートです。 Pong_06

アメリカは高級でなくともついている様です。


[25]>21 なるほど。ラベル。。。では、どのように分別するか、がやはり問題ですね。 Pong_06

ラベルは、間違いがなく、わかりやすくてよいと思います。


[26]>23 これは、大変ごもっともな意見です!う〜ん、そうでした。 Pong_06

ゴミを出さないことを前提に自動化。。。と、なると、ゴミがでない様な社会の仕組みをかんがえると言った理解で宜しかったでしょうか。

ドイツなどはよい参考ですね。


[27]>22 これは現実的によいポイントですね! Pong_06

確かに、情報が残ったり簡単に引き出せるようだとおちおち機械にゴミ処理を任せられないですね。ありがとうございます。

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