Срібло на виставці інновацій: сестри з Києва створили проєкт роботизованої станції для сортування сміття на базі нейромережі

Аріна та Діана Хмелюк із Києва розробили інноваційну роботизовану станцію для сортування сміття, яка працює на основі нейромережі. Їхній проєкт здобув міжнародне визнання та був нагороджений сріблом і спеціальним призом на одній із найбільших європейських виставок інновацій — IWIS у Польщі.

Про це повідомляє Dev.ua, пише Рубрика.

У чому проблема?

Як розповідають, бабуся дівчат живе недалеко від Підгірців, де знаходить полігон побутових відходів. І саме сморід, який постійно там чули сестри, змучив їх замислитись над проєктом сортування сміття.

Для одного з проєктів міжнародного конкурсу Genius, де дівчата брали участь як вихованці МАН, вони навіть знімали фільм про полігон.

"Ненайприємніше враження. Емоції від побаченого змусили щось зробити з цим, бо там далі жити не можна", — згадує Діана.

Працюючи над ідеєю проєкту, сестри дізнались, що в Києві працює сміттєспалювальний завод.

"Але він спалює й пластин та поліетилен, що шкодить навколишньому середовищу", — зазначає Діана.

Яке рішення?

Саме тоді дівчата вирішили зробити щось, що б допомогло, якщо не зовсім прибрати сміття, то бодай переробити його частину. Тоді до проєкту переробки додалась складова побудувати цілу станцію, яка б сортувала та спалювала лише органіку. 

Діана вже закінчила школу і навчається на першому курсі в КПІ (ФІОТ), Аріна закінчує 11 клас Київського політехнічного ліцею. Окрім того, дівчата є резидентками Малої академії наук.

Діана каже, що вони з сестрою весь проєкт робили разом: вона розробляла нейромережу, а Аріна — алгоритм станції та 3D-модель. 

Як це працює?

Як розповідають, роботизована станція сестер Хмелюк проходить кілька етапів під час сортування відходів:

1. Контроль відходів: На початку сміття перевіряється на токсичність і радіоактивність, щоб уникнути шкідливих матеріалів, які не можна переробляти.

Далі сміття повинно пройти кілька стадій, перш ніж потрапити до сортувальної лінії, де його буде опрацьовувати роботизовані системи з нейромережею:

• Пакет зі сміттям потрапляє до великого барабана із зубчиками, які розривають пакет та вивільняють вміст.
• Барабан обертається, за рахунок чого сміття розбивається, щоб його було легше нараді сортувати
• В середині барабан повинен містити ультрафіолетові випромінювачі, які знезаражують сміття та прибирають запах і шкідливі бактерії.
• Через отвори різного розміру від 50 мм до 250 мм і більше, які існують в барабані, сміття потрапляє на конвеєри.
• Саме ці конвеєри повинні бути оснащені роботами-маніпуляторами, та датчиками з нейромережею. Як тільки модель розпізнає обʼєкт, маніпулятор повинен перемістити сміття у відповідний бак.

"Ми додали нейрони, які розпізнають саме те, що нам потрібно, тобто, не просто стіну або стелю, а саме пластик, скло тощо", — пояснила дівчина.

Сестри обрали для свого проєкту архітектуру нейромережі Exception, адаптувавши її для розпізнавання матеріалів, таких як скло, пластик та інші види відходів. Наразі точність роботи нейромережі становить 91%, і сестри планують її вдосконалювати, щоб точніше ідентифікувати матеріали різних типів та кольорів.

Екологічні й економічні переваги

Станція спрямована на:

• Мінімізацію людської праці в небезпечних умовах: роботи замінюють людину в процесах, де вона піддається ризику.
• Зменшення відходів та отримання вторинної сировини: після сортування органічні відходи можна використовувати як паливо для електростанцій, що створює додаткову енергію і дохід.

"Зараз сміття в Україні — це ресурс, який просто лежить на звалищах, але може приносити користь", — підкреслює Діана.

На створення повністю автоматизованої сортувальної станції з нуля сестри оцінили приблизно $10 млн, з яких найбільші витрати — на будівництво комплексу та сортувального обладнання.

"Але сировина безкоштовна і виробництво електроенергії — досить прибуткова справа, і інвестиції швидко окупляться", впевнена Діана.

Зараз сестри працюють над прототипом і планують патентування своєї розробки. Дівчата прагнуть знайти інвестиції, щоб реалізувати проєкт у реальності.