Исследователи Университета ИТМО создают платформу для автоматизации раздельного сбора мусора

Ученые кафедры сетевых и облачных технологий при поддержке Технопарка ИТМО разработали комплексный проект, благодаря которому жители городов смогут активнее участвовать в раздельном сборе и утилизации твердых бытовых отходов, при этом сам процесс будет полностью автоматизирован от начальной до конечной точки. Для этого члены творческого коллектива проекта уже начали тестировать необходимые для этого устройства и программное обеспечение на базе Технопарка. При поддержке Технопарка также подготовлена и подана заявка на программу «Старт» Фонда содействия инновациям. Проект стал результатом серии научных исследований, часть которых проводилась в рамках программы грантовых исследований в области «умных» технологий для городских экосистем bIoTope, которая, в свою очередь, спонсируется по линии рамочной программы Евросоюза Horizon 2020.

Как будет работать платформа

Платформа по раздельному сбору, сортировке и утилизации ТБО (твердых бытовых отходов) будет основана сразу на нескольких взаимосвязанных элементах. У гражданина будет установлено специальное мобильное приложение с картой пунктов раздельного сбора ТБО в городе. В этом приложении пользователь может использовать фильтры выбора пунктов сбора. Например, если ему нужно сдать только бумагу в определенное время и в конкретном районе, то он с помощью фильтров он сможет найти нужный ему пункт. Когда гражданин помещает бумагу в специальный контейнер, датчики на котором фиксируют объем и качество мусора: действительно ли это бумага и какой у нее вес.

Эти данные заносятся, во-первых, в «личный кабинет» пользователя. В этом «личном кабинете» горожанин видит не только то, сколько мусора он сдал, но и то, сколько денег он получил за это, ведь многие пункты приема ТБО выплачивают вознаграждение за прием тех или иных видов отходов. Во-вторых, данные о принятых отходах в контейнере фиксируются в единой системе учета ТБО в городе, к которой могут подключаться компании по утилизации мусора. С помощью датчиков, установленных на контейнерах, система «понимает», когда контейнеры переполнены, и компании, подключенные к системе и ответственные за те или иные контейнеры, могут приезжать и выводить мусор на полигоны переработки.

Такая система будет работать по принципу блокчейна. То есть в ней будут записываться все операции по приемке и утилизации мусора от каждого пользователя – будь то частное лицо или компания. Так, если потребитель, например, выбросит бумагу в контейнер для стекла, это будет зафиксировано в его «личном кабинете», за что будет списан штраф. Одновременно с этим благодаря этой системе, а также датчикам на контейнерах пользователю не нужно будет вручную вводить объем и количество мусора, которое он сдал – это будет посчитываться автоматически. Таким образом, единственное, что нужно будет делать гражданину – это только сортировать мусор и раскладывать его в правильные контейнеры для утилизации. В случаях, когда самому гражданину нужно доплатить за переработку отходов, например, опасных бытовых, оплата также будет списываться со счета в его «личном кабинете», при этом она будет списываться за счет средств, которые человек уже получил за сдачу тех или иных видов ТБО, за которые предусмотрено вознаграждение.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Цель проекта

«Изначально мы проводили научные исследования в области утилизации ТБО, изучали бизнес-процессы в сфере и поняли, что не существует какой-либо единой системы, которая позволила бы автоматизировать утилизацию. Кроме того, с помощью этой платформы мы хотим мотивировать граждан активнее сдавать ТБО раздельно. Сейчас мы видим, что в городе есть некоторый баланс между теми, кто хочет сдавать ТБО раздельно, и компаниями, которые занимаются раздельным сбором. Однако есть много горожан, которые хотели бы сдавать мусор раздельно, но им это неудобно, потому что порой для этого нужно далеко ехать или по другим причинам. Мы хотим максимально упростить для них этот процесс, чтобы появлялось все больше сознательных граждан. А если будет больше тех, кто хочет и может сортировать ТБО, то появится и больше компаний, которые готовы утилизировать эти отходы», – прокомментировала одна из авторов проекта, аспирант кафедры сетевых и облачных технологий Инна Сосунова. 

Кроме того, в будущем разные контейнеры планируется оснащать не только датчиками, фиксирующими качество и объем сдаваемых отходов, но и теми, которые могут замерять температуру, влажность воздуха, его состав и другие параметры. Таким образом контейнеры будут выполнять функцию мониторинга окружающей среды, которая может быть полезна разным компаниям или государственным службам. Это повысит привлекательность системы для использования, так как она будет решать дополнительные задачи. При этом данные, поступающие с датчиков, также будут храниться в блокчейн, что упростит их анализ и доступ к ним.

На какой стадии находится проект

Сейчас у авторов проекта есть рабочий прототип: контейнер с датчиком и программное обеспечение, в котором отображается загруженность контейнера. Испытательной площадкой для прототипа станет территория Технопарка университета на Биржевой линии, 14, во дворе которой этот контейнер будет установлен. Представители Технопарка вуза содействуют заключению соглашения с определенной компанией по вывозу ТБО, которая позволила установить датчики на своем оборудовании, чтобы ученые могли отслеживать движение мусора.

Запуск и тестирование прототипа, а также первых версий мобильного приложения к платформе – это первая ступень проекта. Поскольку этот этап завершен, команда находится в настоящее время в поисках инвесторов. В рамках этих усилий подана заявка на программу «СТАРТ-1», планируется создание малого инновационного предприятия (МИП) с участием Университета ИТМО. Если этот этап будет пройден успешно, команда планирует подаваться на следующий грант Фонда содействия инновациям «СТАРТ-2», который уже подразумевает поиск индустриальных партнеров. В будущем ими могут стать компании по раздельному сбору и другие заинтересованные стороны.

Команда разработчиков проекта
Команда разработчиков проекта

Часть научной работы в рамках проекта была сделана по программе грантовых исследований в области «умных» технологий для городских экосистем bIoTope. Проекты по программе используют технологии Интернета вещей для внедрения в городские системы. Участники программы решают разные актуальные вопросы для своих городов – в Петербурге это была проблема раздельного сбора мусора. Сейчас работа ученых Университета ИТМО по программе завершена, однако продолжается уже в более практическом ключе как раз в форме комплексной платформы по автоматизированному сбору и утилизации ТБО.

Какие технологии используются в проекте

Особенность платформы в том, что она использует клиент-серверную модель, при которой можно соединять разнородные компоненты системы между собой. Мобильные приложения создаются с помощью фреймворка для кроссплатформенной разработки Kivy, ПО для автоматизации систем управления грузоперевозками и «умными» контейнерами пишется как на языке Java, так и на Python. Кроме того, особенность платформы в том, что для передачи беспроводного сигнала используется энергоэффективная технология LoRaWan – это сети дальнего радиуса действия, которые активно используются для разработки устройств Интернета вещей.

«Для работы устройств и программного обеспечения нашей платформы важно, чтобы все элементы могли работать долгое время без подзарядки, а также потребляли минимальное количество энергии. В таких системах наиболее энергозатратными как раз являются модули беспроводной коммуникации, поэтому стандарт LoRaWan является оптимальным», – подчеркнул технический директор проекта Олег Садов.

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба