Hàng triệu tấn rác nhựa trôi xuống các con sông, kênh rạch thành phố, đô thị bị ô nhiễm và các tuyến đường thủy công nghiệp và vào các đại dương trên thế giới mỗi năm. Hiện nay, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Hồng Kông đã đưa ra một giải pháp để giúp ngăn chặn những dòng chất thải nguy hại này.

Open Ocean Engineering đã phát triển Clearbot Neo – một chiếc thuyền robot kiểu dáng đẹp hỗ trợ AI có thể tự động thu gom hàng tấn rác trôi nổi mà nếu không sẽ trôi vào Thái Bình Dương từ bến cảng bận rộn của lãnh thổ.

Sau một giai đoạn phát triển dài, những người sáng tạo ra nó đang có kế hoạch mở rộng quy mô và có các đội Clearbot Neos làm sạch và bảo vệ các vùng nước trên toàn cầu.

Liên hợp quốc ước tính rằng có tới 95% ô nhiễm nhựa ở các vùng biển trên thế giới đến đó qua 10 con sông lớn, 8 trong số đó là ở châu Á .

Và có những lo ngại rằng khối lượng rác nhựa đổ vào môi trường biển có thể tăng gần gấp ba lần vào năm 2040, thêm 23 đến 37 triệu tấn vào các đại dương mỗi năm. Điều đó sẽ tương đương với khoảng 50 kg rác nhựa trên mỗi mét bờ biển trên toàn thế giới.

Nếu chúng ta làm sạch các con sông và bến cảng của mình, chúng ta đang giúp làm sạch đại dương của chúng ta” Sidhant Gupta, đồng sáng tạo của Clearbot Neo, nói.

Chỉ dài ba mét và được đẩy cùng động cơ điện chạy bằng pin năng lượng mặt trời, Clearbot Neo di chuyển lên và xuống các phần nước được chỉ định một cách có hệ thống – giống như cách một robot dọn dẹp gia đình di chuyển qua sàn phòng khách.

Không giống như các giải pháp thu gom rác biển khác và lớn hơn nhiều đang giải quyết ô nhiễm trên biển cả, bản chất nhỏ gọn của Clearbot Neo khiến nó trở nên lý tưởng cho việc sử dụng ở bến cảng, kênh đào và sông.

Nó lướt trên bề mặt và vớt rác trôi nổi lên một băng tải trên tàu được trang bị gần mũi tàu giữa hai thân tàu và vào thùng chứa gần đuôi tàu.

Thuyền robot hỗ trợ AI dọn dẹp bến sông ngăn rác thải nhựa ra khỏi đại dương
Thuyền robot hỗ trợ AI dọn dẹp bến sông ngăn rác thải nhựa ra khỏi đại dương

Clearbot Neo sử dụng AI để nhận dạng và ghi lại các loại thùng rác mà nó đã thu thập và từng tồn tại.

Nó có thể mang lại hàng tấn rác mỗi ngày để tái chế hoặc tiêu hủy. Và khi được trang bị một cần nổ riêng, nó có thể giải quyết sự cố tràn dầu và nhiên liệu cục bộ bằng cách thu gom tới 15 lít chất ô nhiễm mỗi ngày.

Nhưng đây không chỉ là một chiếc máy dọn dẹp đơn thuần. Nó cũng thu thập khối lượng lớn dữ liệu trong đám mây bằng cách sử dụng hệ thống phát hiện hai camera.

Một máy ảnh khảo sát bề mặt nước để bot có thể xác định rác và tránh các sinh vật biển, các mối nguy hiểm trên hàng hải và các tàu khác – làm cho nó trở nên an toàn và linh hoạt cho hoạt động trên sông và bến cảng.

Rác trôi trong nước với đồ họa máy tính trên hình ảnh.

Với AI, Clearbot có thể xác định và ghi lại thùng rác mà nó thu thập
Với Thuyền robot hỗ trợ AI, Clearbot có thể xác định và ghi lại thùng rác mà nó thu thập. Ảnh: Clearbot.

Máy ảnh thứ hai chụp ảnh từng mảnh rác rơi trên băng chuyền và truyền hình ảnh và vị trí GPS của nó tới hệ thống tuân thủ dữ liệu của công ty, được lưu trữ trên nền tảng Azure của Microsoft.

Khi dữ liệu này được kết hợp với các biến, như thông tin về dòng chảy và thủy triều của nước biển, các nhà môi trường học và các cơ quan quản lý hàng hải sẽ phải bắt đầu ngay từ việc xác định nguồn gốc của rác. Dữ liệu chất lượng nước cũng được đưa vào đám mây.

Các kỹ sư máy tính Gupta và Utkarsh Goel đã thành lập công ty khởi nghiệp của họ và bắt đầu nghiên cứu giải pháp Clearbot của họ ngay sau khi tốt nghiệp Đại học Hồng Kông vào năm 2019.

Nguồn cảm hứng của họ đến trong một chuyến đi đến hòn đảo nghỉ mát Bali của Indonesia, nơi họ chứng kiến ​​cách những người lao động địa phương xuống nước hàng ngày trên những chiếc thuyền nhỏ và thậm chí trên ván lướt sóng để đánh cá bằng tay rác ngoài biển để giữ cho bờ biển và các bãi biển được an toàn và sạch sẽ dành cho khách du lịch.

Điều đó khiến hai đối tác suy nghĩ: Làm thế nào mà quy trình chậm chạp và cồng kềnh này có thể được tự động hóa?

Gupta và Goel đã phát triển một nguyên mẫu nhôm cơ bản ở Bali và khi họ trở về Hồng Kông, đã nâng cấp lên phiên bản sợi thủy tinh. Tiếp theo là một loạt các nguyên mẫu với Clearbot Neo kiểu dáng đẹp là mẫu mới nhất.

Hai người đàn ông ngồi cùng nhau.
Những người sáng tạo ra Clearbot là Sidhant Gupta (trái) và Utkarsh Goel (phải). Ảnh: Clearbot.
Phần thách thức nhất của dự án là phát triển một mô hình AI có thể phát hiện và xác định chất thải trong nước.

“Đơn giản là chúng tôi không có khả năng tính toán để đào tạo, chạy và thử nghiệm các mô hình,” Gupta nói. “Đây chính xác là nơi Azure xuất hiện. Chúng tôi đã nhận được tài trợ AI cho Trái đất từ ​​Microsoft vào mùa xuân năm 2020 và trong năm tiếp theo đã phát triển mô hình AI hoàn toàn trên nền tảng Azure.

“Phải mất một thời gian vì ban đầu chúng tôi không có đủ dữ liệu để đào tạo nó một cách hợp lý, nhưng rất nhanh chóng chúng tôi đã xây dựng được một mô hình. Sau đó, chúng tôi đưa nó vào robot và bắt đầu đào tạo nó để lập kế hoạch đường đi, thu thập chất thải và tạo ra dữ liệu ”.

Với sự hỗ trợ của GPS, Clearbot Neo có thể đồng thời dọn sạch thùng rác và tạo ra một điểm dữ liệu cho từng và mọi mục được thu thập – thông tin bao gồm vị trí, kích thước, loại, chất liệu và trọng lượng. Sau mỗi nhiệm vụ, khả năng AI của Azure đã phân loại hành vi của Clearbot Neo và thêm nó vào cơ sở dữ liệu đang phát triển.

Chúng tôi đang tìm hiểu làm thế nào mà thùng rác kết thúc trong nước ngay từ đầu.

Gupta nói: “Chúng tôi sử dụng Azure Functions , Azure Container Registry và Container Instances để giúp chúng tôi triển khai các mô hình AI cũng như chạy các hệ thống back-end của chúng tôi.

Dữ liệu cứng thực sự có giá trị hơn tài liệu vật lý đang được thu thập. Chỉ 20% đến 40% rác thải nhựa biển ở vùng biển Hồng Kông thực sự có thể được tái chế. Hầu hết nó đã bị ô nhiễm hoặc bị hỏng để có thể sử dụng được.

Nhưng với Clearbot Neo và Azure, “Chúng tôi đang tìm hiểu làm thế nào mà thùng rác kết thúc trong nước ngay từ đầu,” Gupta nói. “Nó giúp tăng thêm tính minh bạch cho quá trình làm sạch biển. Chúng tôi tạo ra dữ liệu về những gì thực sự có trong nước, cấu tạo của những thứ ở đó, bao nhiêu phần trăm có thể tái chế và những vật liệu chúng tôi nên tập trung vào.”

Bỏ rác vào giỏ
Thùng rác của Clearbot. Ảnh: John Curran.

Với nhiều thông tin, Clearbot Neo và các khách hàng mục tiêu – các công ty, chính phủ, tổ chức phi chính phủ và cá nhân – không cần phải ngoại suy về phạm vi của vấn đề trong vùng biển của họ. Họ có thể theo dõi nguồn gốc của rác thải biển, sau đó giải quyết ô nhiễm tại nguồn.

Gần đây, Tập đoàn Sino, một công ty bất động sản của Hồng Kông, đã mua lại một mô hình và sẽ làm việc với nhóm Clearbot để giúp giữ sạch một bến du thuyền và thử nghiệm công nghệ này hơn nữa.

Andrew Young, phó giám đốc bộ phận đổi mới của công ty cho biết: “Tập đoàn Sino cam kết thúc đẩy cuộc sống bền vững và hoạt động xanh trong các cộng đồng mà tập đoàn hoạt động và mong muốn khám phá các giải pháp xanh và bền vững cho ngành bất động sản”.

“Chúng tôi nhận thấy Clearbot chạy bằng điện là một giải pháp khả thi cho bến du thuyền tại Gold Coast Yacht and Country Club để tự động hóa việc thu gom chất thải từ bề mặt nước với chức năng AI và tự điều hướng của nó. Đây là một giải pháp xanh không gây tiếng ồn và không khí ô nhiễm. Vì vậy, chúng tôi rất vui được hợp tác với Clearbot bằng cách cung cấp bến du thuyền làm nơi thử nghiệm cho giải pháp.

Nhóm Clearbot thực hiện các điều chỉnh cuối cùng cho mô hình mới nhất của họ. Ảnh: John Curran.
Nhóm Clearbot thực hiện các điều chỉnh cuối cùng cho Thuyền robot hỗ trợ AI mới nhất của họ. Ảnh: John Curran.


Cho đến nay, Clearbot Neo chỉ hoạt động ở vùng biển Hồng Kông. Một số khách hàng tiềm năng ở các quốc gia khác đã liên hệ với Gupta và Goel, tuy nhiên, việc mở rộng tạm thời bị cản trở bởi các hạn chế đi lại của đại dịch.

Tự tin rằng họ có trong tay một giải pháp toàn cầu, Gupta và Goel nhìn thấy một tương lai nơi các đội tàu phối hợp của Clearbot Neos liên tục tuần tra các tuyến đường thủy ở bất cứ đâu.

“Toàn bộ thách thức,” Gupta nói, “không có đủ nguồn lực để giải quyết vấn đề ô nhiễm – tại sao lại như vậy? Bởi vì ở đó không có giá trị kinh tế. Hiện tại, bạn có thể nói thêm rằng, đó là một câu chuyện khác.

“Vì vậy, đó là nơi chúng tôi đến từ. Điều tôi thực sự hài lòng là chúng tôi có thể thực hiện công việc này và làm nó có lãi. Chúng tôi có thể có tầm nhìn rộng và tạo ra thứ gì đó hoạt động rất đặc biệt. ”

Nguồn Microsoft