Tái chế rác thải thời A.I

Khi Trung Quốc ngưng nhập khẩu rác thải có thể tái chế vào năm 2018, nhiều công ty ở phương Tây đã quay sang các công nghệ robotics và trí tuệ nhân tạo (A.I) để cải thiện năng lực xử lý rác. Mỹ, chẳng hạn, đã rơi vào cuộc khủng hoảng tái chế khi Trung Quốc ngưng nhập hầu hết nhựa phế thải và bìa cứng, khiến nhiều thành phố và thị trấn ngập ngụa trong rác thải. Trung bình mỗi người Mỹ thải ra khoảng 1.160 kg rác mỗi năm, theo Jeremy Hsu, thuộc Scientific American.

Dù ước tính 75% trong số đó có thể tái chế, nhưng phần lớn đều chất đầy ở các bãi chôn rác hoặc lò thiêu do hệ thống tái chế không đủ năng lực xử lý trong bối cảnh chi phí tái chế leo thang. “Lệnh cấm đã cho thấy mức độ dễ bị tổn thương của cơ sở hạ tầng tái chế hiện tại”, Chris Wirth, Phó Chủ tịch marketing và phát triển kinh doanh cho AMP Robotics, một công ty trí tuệ nhân tạo (A.I) về tái chế công nghệ, nhận định. 

Để tái chế một cách an toàn, toàn diện và hiệu quả về mặt chi phí, các sản phẩm phải được chia nhỏ thành nhiều thành phần trong một quy trình mà được ví như việc bóc tách một quả trứng. Các chuyên gia robotics cho rằng thị giác máy tính, mạng thần kinh và robot tháo ráp khối có thể mang đến một phương pháp tiếp cận thông minh hơn và linh hoạt hơn trong việc tái chế rác thải. Ngành robotics dựa trên A.I có thể nhận diện các loại rác thải khác nhau dựa trên những “dấu hiệu” thị giác như logo, màu sắc, hình dáng và kết cấu bề mặt… để từ đó chọn và phân loại chúng. Chẳng hạn, nó có thể phân biệt logo của Nestlé mô tả một con bò và giả định rằng đó là một sản phẩm sữa.

Những hệ thống như vậy xuất sắc ở việc nhận diện những mẩu rác nhỏ như viên nén cà phê sử dụng trong máy pha cà phê Nespresso, mà mặc dù về mặt kỹ thuật có thể tái chế, nhưng không phải lúc nào cũng tái chế được. “Những công nghệ này có thể phân loại rồi phân loại thành nhóm nhỏ hơn nữa. Ngành robotics đang ngày càng thông minh hơn nhờ A.I”, Wirth nói.

Hiện tại, rác thải thường chạy trên băng chuyền, nơi chúng được phân loại và sàng lọc mà phải nhờ đến sự can thiệp của cả con người lẫn máy móc. Công việc này rất dơ bẩn và nguy hiểm cho người lao động vì họ phải tiếp xúc mọi thứ từ kim tiêm cho đến xác động vật, tã đã qua sử dụng cho đến bình gas có thể cháy nổ. Máy móc nhìn chung có thể phân loại những mẩu rác có thể tái chế nhưng lại không có khả năng tháo rời các sản phẩm. Ví dụ, những ly cà phê mang đi và các hũ sữa chua chỉ chứa một số thành phần có thể tái chế, mà lại không có cách nào đơn giản để tháo rời chúng ra. 

AMP Robotics, hoạt động tại Mỹ, Canada, Nhật và sẽ sớm có mặt tại châu Âu, hiện đưa các công nghệ của Công ty vào máy móc hiện có để hạn chế thấp nhất nhu cầu phải thay đổi lớn về hạ tầng tái chế. AMP cũng đang lắp đặt các hệ thống thị giác chuyên phân tích dữ liệu nhằm giúp các cơ sở tái chế theo dõi việc xử lý vật liệu cũng như độ tinh khiết của chúng. AMP Robotics cho biết công nghệ của Công ty đã phân loại được 1 tỉ mẩu rác thải trong 12 tháng kết thúc vào ngày 31.3.2020. Công nghệ của AMP dùng thị giác máy tính và máy học để nhận diện các màu sắc khác nhau, kết cấu, hình dáng, kích cỡ, khuôn mẫu và thậm chí các nhãn hàng sản phẩm, qua đó xác định vật liệu đó là gì và liệu có thể tái chế được hay không. Công nghệ robotics này có thể  thực hiện nhiệm vụ phân loại nhanh gấp 2 lần tốc độ con người. 

AMP tiết lộ nhu cầu các sản phẩm robotics và A.I của Công ty đã tăng rất mạnh trong quý I/2020. “Doanh thu tăng hơn 50% và nhu cầu đang tiếp tục tăng nhanh nhờ thị trường hưởng ứng tích cực với công nghệ của chúng tôi và giá trị mà nó mang lại cho khách hàng”, Matanya Horowitz, sáng lập kiêm CEO AMP Robotics, nhận xét. 

Việc tháo rời sản phẩm sẽ ngày càng trở nên quan trọng trong ngành tái chế khi ngày càng nhiều rác thải là điện tử như điện thoại thông minh, máy tính bảng, xe điện và các thiết bị kỹ thuật số dùng trong gia đình. Những sản phẩm này thường chứa một hàm lượng lớn các vật liệu giá trị như vàng, bạc, bạch kim và cobalt. Ông Shahin Rahimifard, Giáo sư kỹ thuật bền vững tại Đại học Loughborough của Anh, xem ngành ô tô là mục tiêu chủ chốt cho những nỗ lực tái chế lớn hơn, vì ô tô đang ngày càng sử dụng nhiều bộ phận, linh kiện điện tử hơn và xe điện cũng chứa nhiều nguyên vật liệu có giá trị cao hơn. 

“Cách mà chúng ta tái chế ô tô hiện nay chỉ tập trung vào trích xuất 3 kim loại cốt lõi là thép, đồng và nhôm, vốn chiếm khoảng 60% giá trị tái chế. Trong xe điện, giá trị chủ yếu nằm ở các kim loại quý như vàng và bạch kim, mà tính theo trọng lượng chỉ chiếm 4% hoặc 5%. Vì thế, chúng ta đang chuyển hướng tập trung từ 60% trọng lượng tạo ra 80% giá trị được tái chế, sang 4% trọng lượng nhưng tạo ra phần lớn giá trị”, ông Rahimifard nói. Nhóm của ông đang phát triển một robot tháo lắp có thể đáp ứng xu hướng chuyển đổi quan trọng này trong ngành tái chế. 

Các chuyên gia kỳ vọng sự kết hợp giữa tính hiệu quả gia tăng nhờ tự động hóa cùng khả năng trích xuất nhiều vật liệu giá trị hơn được tìm thấy trong rác thải kỹ thuật số sẽ có thể giúp ngành tái chế xử lý thỏa đáng lượng rác thải cũng như chuyển đổi mục đích sử dụng của rác thải. Cuộc khủng hoảng COVID-19 càng gia tăng tính bức thiết kinh tế phải cải tiến ngành tái chế, khi các nước tìm cách đưa nhiều bộ phận hơn của các chuỗi cung ứng về gần hơn với thị trường nội địa. “Trong Chiến tranh thế giới thứ 2, tái chế không phải vì mục đích môi trường, mà để thu hồi nguyên vật liệu và địa phương hóa chuỗi cung ứng”, Wirth, thuộc AMP Robotics, nhận xét. Theo ông, lối suy nghĩ này đang quay trở lại bên cạnh tính cấp thiết phải xử lý rác thải nhựa vì môi trường. 

Tự động hóa thường khiến người ta lo ngại về tình trạng thất nghiệp hàng loạt nhưng ngành tái chế lại đang vất vả tìm kiếm lao động. Bởi lao động ngành này chịu mức độ rủi ro cao do phải thường xuyên tiếp xúc với rác thải nguy hiểm. Theo Cục Thống kê Lao động Mỹ, các lao động tái chế có tỉ lệ tử vong lớn thứ 5 trong số hàng chục loại công việc mà cơ quan này đã phân tích vào năm 2014. Cũng vì lý do trên, ngành tái chế rác thải Mỹ đã chịu cảnh thiếu hụt lao động trong nhiều năm. 

"Công nghệ robotics đang tạo ra một lực lượng lao động bền vững ở những công việc khó tìm đủ người. Đây là những loại hình công việc buồn chán, dơ bẩn và nguy hiểm mà ngành robotics và A.I đang ở vị thế hoàn hảo có thể đảm đương”, Wirth nói.