AI có thể phân loại tái chế nhựa

Khi nhận thức về các vấn đề môi trường do rác thải nhựa gây ra ngày càng tăng, không có dấu hiệu nào cho thấy số lượng nhựa được sản xuất trên toàn cầu đang giảm - thực tế thì hoàn toàn ngược lại.

Vào năm 1950, khoảng 2,3 triệu tấn nhựa được sản xuất, nhưng hiện nay con số này đã lên đến khoảng 450 triệu tấn và dự báo có thể tăng gấp đôi vào giữa thế kỷ này.

Việc tìm ra những phương pháp cải tiến để phân loại rác thải nhựa thành nhiều loại khác nhau là rất quan trọng nếu muốn tăng tỷ lệ tái chế, đặc biệt là vì nó giúp quá trình tái chế trở nên khả thi hơn về mặt tài chính.

Các nhóm từ Cycled Technologies, một công ty có trụ sở tại UAE và Đại học Khalifa ở Abu Dhabi, đang nghiên cứu một phương pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo mà họ tin rằng có thể giúp tạo ra bước đột phá trong việc tái chế rác thải nhựa.

Một nguyên mẫu sử dụng công nghệ này được đặt tại Trạm thực địa của Viện Masdar, một trung tâm nghiên cứu do Đại học Khalifa điều hành. Hình ảnh chi tiết cho phép hệ thống AI xác định loại nhựa tạo ra chất thải.

Tiến sĩ Ayoola Brimmo, đồng sáng lập và giám đốc điều hành của Cycled Technologies, cho biết: “Thiết bị này chứa camera để phát hiện và cơ chế phân loại. Chúng tôi đã sử dụng nhiều loại cánh tay cơ khí, con lăn nhiều trục và bộ điều khiển bằng khí nén để phân loại. Camera và thiết bị phân loại đều được kết nối với bảng điều khiển chính.”

Thiết bị có một lỗ thông hơi để chất thải đi vào trước khi được băng tải đưa đi nén. Công nghệ này sử dụng quang phổ hồng ngoại gần (NIR), với các mẫu được xác định dựa trên cách chúng hấp thụ hoặc tán xạ ánh sáng hồng ngoại gần. Quang phổ NIR được áp dụng rộng rãi trong việc phân loại nhựa và những người ủng hộ cho rằng nó nhanh, không phá hủy và có thể xác định nhiều loại nhựa.

Hệ thống có thể xác định polypropylen hoặc PP (có thể được sử dụng cho chai lọ, bao bì thực phẩm và hộp đựng sữa chua), polythene mật độ cao hoặc HDPE (được sử dụng cho chai dầu gội và chai thuốc tẩy, cùng nhiều thứ khác) và polythene terephthalate hoặc PET (dùng cho bao bì thực phẩm và chai).

Giữ chi phí ở mức thấp

Tiến sĩ Brimmo cho biết, lợi thế chính của hệ thống Cycled Technologies và Đại học Khalifa là chi phí thấp, cho phép nó được sử dụng trong môi trường cộng đồng.

“Những gì chúng tôi đang làm hiện nay là điều đã được thực hiện ở các cơ sở công nghiệp lớn trong hơn 10 hoặc 15 năm. Nhưng trước đây, điều này chưa bao giờ khả thi về mặt tài chính ở quy mô nhỏ. Bây giờ, nó khả thi hơn và có ý nghĩa hơn về mặt tài chính,” ông nói.

Theo Tiến sĩ Brimmo cho biết phương pháp này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và đạt độ chính xác gần như 100%.

Báo cáo của Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) năm 2022 cho biết số lượng rác thải nhựa hiện đang được tạo ra nhiều gấp đôi so với hai thập kỷ trước đó.

Số lượng này thật đáng kinh ngạc: Ví dụ, ở Mỹ, mỗi người tạo ra 221 kg rác thải nhựa mỗi năm, trong khi ở các nước thành viên OECD tại Châu Âu, con số trung bình là 114 kg.

Amit Goyal, Giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học của Đại học Buffalo ở New York, cho biết: “Mặc dù nhựa gây hại cho môi trường và không phân hủy trong nhiều thập kỷ, việc sử dụng nhựa vẫn tăng theo cấp số nhân. Không dễ để thay thế các sản phẩm nhựa trong nhiều ứng dụng. Chúng ta phải tìm ra cách tái chế nhựa tốt hơn.”

Tác hại của rác thải nhựa

Cải thiện tỷ lệ tái chế có thể giúp giảm lượng nhựa xâm nhập vào môi trường tự nhiên.

Theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc, mỗi năm có khoảng 19 triệu đến 23 triệu tấn rác thải nhựa trôi ra sông, hồ và biển.

Hàng triệu động vật chết sau khi vướng vào nhựa hoặc do đói, khi nhựa tích tụ trong dạ dày khiến chúng không cảm thấy cần ăn.

Tiêu thụ nhựa cũng đã được chứng minh là làm giảm tỷ lệ sinh sản của một số loài động vật.

Ngoài việc giảm vấn đề ô nhiễm nhựa, Tiến sĩ Brimmo chỉ ra rằng việc tái chế nhựa cũng có tác động tích cực đến khí hậu.

Nghiên cứu cho thấy việc sản xuất một lượng nhựa tái chế nhất định sẽ tạo ra lượng khí thải carbon ít hơn từ 30% đến 80% so với việc tạo ra cùng một lượng nhựa nguyên chất.

Trong số các nhà nghiên cứu đang phát triển những cách mới để phân loại nhựa có Giáo sư Goyal, người đang nghiên cứu việc sử dụng “mã vạch” để chỉ ra loại nhựa mà một mặt hàng được làm từ. Tương tự như cách tiếp cận của Cycled Technologies, phương pháp này sử dụng AI và robot.

Tiến sĩ Goyal cho biết: “Khi bạn đến cửa hàng tạp hóa và mua hàng, tại quầy thanh toán, bạn sẽ quét mã vạch và nhận hóa đơn cuối cùng. Điều gì sẽ xảy ra nếu có một mã vạch tương tự được áp dụng cho mọi sản phẩm nhựa?”

Công nghệ mã vạch nhiệt tạm thời (TTB) sử dụng dấu vân tay phân tử – mẫu cấu trúc hóa học độc đáo của phân tử – để xác định bảy loại nhựa. Giáo sư Goyal cho biết: “Hệ thống biết đó là loại sản phẩm nhựa nào... Điều này hy vọng sẽ giảm ô nhiễm trong quá trình phân loại, điều cần thiết để tăng tỷ lệ tái chế”.

Với những phương pháp tiếp cận mới như vậy đang được phát triển, Giáo sư Goyal, người có công nghệ đang được thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm, “rất lạc quan” rằng có thể đạt được tỷ lệ tái chế cao hơn.

“Tôi không thấy có trở ngại cơ bản nào,” ông nói. “Trong một vài năm nữa, chúng tôi sẽ có thể triển khai tính năng này.”

Quốc Anh t/h