我们研究这个课题已经有一段时间了。现在向大家报告一下阶段性的成果。我们的课题是探讨日常生活中塑料回收的问题。塑料垃圾很多,处理起来很困难。我们想找到一个更好的办法。
一开始我们看了很多资料。我们去了图书馆,也上网查了信息。我们发现塑料的种类非常多。有的塑料很容易回收,比如矿泉水瓶子。有的塑料很难处理,比如一些食品包装袋。不同塑料混在一起,回收机器就没办法工作。人工分拣又慢又累,效率很低。这是一个大问题。
我们想,能不能让机器自己认出不同的塑料。我们设计了一个实验。我们收集了许多塑料样品。有透明的,有彩色的,有硬的,有软的。我们给每一种塑料贴上标签。然后我们使用一台小仪器来照射这些塑料。这种仪器会发出一种特殊的光。不同塑料被照射后,反应不一样。有的会吸收光,有的会让光改变颜色。仪器能记录下这些变化。我们把数据记录在电脑里。
我们做了很多次测试。每次都用一样的步骤。我们得到了大量数据。数据看起来有点乱。我们学习了一种简单的分析方法。我们把相似的数据点归到一起。慢慢地,规律出现了。每一种塑料的数据都集中在一个小范围内。就像不同的人有不同的身高范围。通过数据的位置,我们可以判断这是哪种塑料。
我们很高兴。这个方法是可行的。我们接着改进了识别步骤。我们写了一个简单的计算程序。程序能自动对比新测到的数据和已有的数据。程序会找到最接近的匹配结果。然后告诉我们这是什么塑料。我们试了一百个样品。程序认对了九十三个。这个结果还不错。但还不够好。我们想知道为什么那七个会出错。
我们检查了出错的样品。它们表面有污渍。有的是油,有的是泥土。污渍影响了光的照射。数据就不准了。所以识别前必须清洗塑料。我们告诉机器,如果数据不太像任何一种已知塑料,就把它挑出来。这些样品需要人工检查。这样就能保证最后的结果都是对的。
我们还考虑了成本问题。那台小仪器比较贵。我们寻找了替代品。我们发现普通摄像头配上特殊的手电筒也能用。手电筒发出特定颜色的光。摄像头拍下塑料的反光。照片的颜色和亮度就是数据。这个方法便宜很多。我们试了一下,效果可以接受。准确率下降了百分之五。但成本只有原来的十分之一。这是一个重要的发现。便宜的方法更容易推广。
我们联系了一家小的回收站。他们愿意试试我们的方法。我们带去了自己做的设备。就是那个手电筒和摄像头。还有我们的程序。工人们把塑料瓶扔在传送带上。摄像头拍照,程序判断。如果是矿泉水瓶,就吹到左边的筐里。如果是其他塑料,就吹到右边的筐里。机器工作了一个下午。它分拣了五百公斤塑料。错误大概有二十多次。工人师傅说,这比他们手工分快一点。而且机器不会累。
师傅也提了意见。他说传送带有时候塑料堆得太厚。摄像头只看到最上面那个。下面的就漏掉了。速度也不能太快,否则照片会模糊。我们记下了这些问题。我们需要调整设备的位置。或许需要多个摄像头。速度也需要控制。
我们回到实验室。我们思考怎么解决厚度问题。我们想了一个办法。让传送带震动。塑料瓶子会摊开一些。不会堆得太高。我们又增加了一个摄像头,从侧面拍照。这样能看到更多。我们重新写了程序。让程序同时看两个角度的照片。判断就更准了。
现在我们的系统有两个摄像头,一个手电筒,一台旧电脑。成本还是不高。我们准备下次再去回收站试试。我们相信效果会更好。
我们还做了另一件事。我们调查了周围邻居。我们问他们平时怎么处理塑料垃圾。很多人说,他们都扔在一个垃圾桶里。他们不知道要分清楚。有的老人知道要卖废品,但只挑值钱的瓶子。其他的都当垃圾扔了。
我们觉得,光有技术不够。大家要有分类的意识。我们印了一些简单的宣传单。上面画着常见的塑料种类。告诉大家哪些可以回收,哪些不能。我们把宣传单贴在小区公告栏。我们也给邻居做了几次讲解。大家听了以后,有的人说以后会注意。
我们看到了初步的变化。小区里的可回收垃圾桶,塑料瓶确实多了一点。但这只是开始。坚持做下去很难。需要一直提醒大家。
我们的研究还在继续。我们知道了技术可以帮忙。但技术只是工具。人的习惯更重要。下一步,我们想设计一个更简单的家庭分拣工具。也许是一个带不同颜色标签的架子。大家一看就明白。我们还打算和学校合作,教孩子们分类知识。孩子学会了,可以回家教大人。
这个阶段,我们学会了实验的方法。我们知道了发现问题、分析问题、解决问题的过程。我们遇到了困难,比如数据不准、设备太贵。我们想办法克服了困难。我们开始把实验室的东西用到真实世界里。我们看到了真实世界的问题更复杂。但我们也得到了真实的反馈。这些反馈帮助我们改进。
数据、实验、改进、测试,这就是我们的工作。我们每天记录看到的事情。我们测量,我们比较。我们一点点前进。课题还没有做完。还有很多事情等着我们。我们会继续做下去。