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AMP Robotics propone robot per riciclare irifiuti

Stanno arrivando … per la tua spazzatura. Smistare 67 milioni di tonnellate di vetro, plastica e carta è un lavoro sporco, poco retribuito e sconvolgente. AMP Robotics di Matanya Horowitz vuole togliere gli esseri umani dal lavoro.
In un centro di riciclaggio RDS della Virginia a Roanoke, due robot simili a ragni da 300 libbre smistano una fila infinita di rifiuti. La gamba sottile di un robot, che si affida alla visione artificiale per rilevare i materiali riciclabili, strappa un pezzo di plastica blu da un nastro trasportatore, mentre l’altro afferra un pezzo di una vecchia bottiglia d’acqua. La macchina quindi posiziona questi bit in contenitori di smistamento utilizzando una pinza a vuoto.

Per gli oltre 600 impianti di riciclaggio della nazione, che trattano circa 67 milioni di tonnellate di rifiuti, questi robot dalle gambe larghe di AMP Robotics sono una risposta agli attuali colli di bottiglia che il settore deve affrontare. Anche prima che il Covid-19 colpisse, AMP Robotics stava iniziando a guadagnare terreno. Ma quando le scatole delle consegne a domicilio si accumulavano nei centri di riciclaggio e l’assunzione – già una proposta difficile – diventava ancora più difficile poiché i lavoratori temevano di ammalarsi, l’attività di AMP esplose. “È ripetitivo e non ergonomico, e sei circondato da cose antigeniche come gli aghi ipodermici”, afferma Matanya Horowitz, fondatore e CEO di AMP. “Con Covid in più, le persone dicono: ‘Voglio davvero mettere le mani su questo materiale che forse proveniva dalla casa di una persona infetta?'”

AMP, con sede a Louisville, in Colorado, ha venduto o affittato 100 dei suoi robot alimentati dall’intelligenza artificiale dal 2017 a più di 40 strutture di riciclaggio in Nord America, Europa e Giappone. Non sono economici, con un costo fino a $ 300.000 (o circa $ 6.000 al mese per l’affitto), ma quei centri di riciclaggio scommettono che le ingenti spese in conto capitale saranno ripagate con minori costi di occupazione e maggiore efficienza. Forbes stima che le entrate di AMP quest’anno raggiungeranno i 20 milioni di dollari, il doppio dei suoi 10 milioni di dollari per il 2019. E c’è molto spazio per la crescita: il riciclaggio è un mercato da 6,2 miliardi di dollari (entrate) negli Stati Uniti, e mentre il mercato complessivo è cresciuto a meno di 2% all’anno (e quest’anno è diminuito a causa del Covid-19), le strutture stanno cercando di capire come ottenere di più dai loro rifiuti, la maggior parte dei quali finisce ancora nelle discariche.

Grazie alla sua promessa tecnologica e alla rapida crescita, AMP è stata inclusa sia nell’elenco di Forbes AI 50 di aziende di intelligenza artificiale da tenere d’occhio sia nell’elenco di Survivors e Thrivers di 25 aziende eccezionali che hanno sovraperformato durante la pandemia. Mentre Horowitz, che ha un dottorato di ricerca, nella robotica da Caltech, avviato il business per iniziare, AMP ha ora raccolto 23 milioni di dollari in finanziamenti di rischio. Forbes stima di aver raggiunto una valutazione di $ 100 milioni con il suo ultimo round, a novembre 2019, guidato dalla principale società di venture capital Sequoia.

“Secondo me, Matanya è uno dei 50 migliori robotisti del mondo”, afferma il partner di Sequoia Shaun Maguire, un compagno di classe di Horowitz che ha guidato il round di finanziamento.

Matanya Horowitz di AMP Robotics
AMP Robotics di Matanya Horowitz utilizza l’intelligenza artificiale per insegnare ai robot come riconoscere gli oggetti in base ai loro colori, forme, trame e loghi. JOE FRIEND PER FORBES
Un uomo barbuto e calvo che ha solo 33 anni, Horowitz parla con stupore infantile quando parla di automazione. Si innamorò dei robot che guardavano i cartoni animati di Transformers e Voltron crescere a Boulder, in Colorado. Suo padre, Isaac, un professore di ingegneria presso l’Università del Colorado, era rinomato nel campo per il suo lavoro sulla teoria del controllo, un concetto basato sulla matematica alla base della pianificazione e della reazione al proprio ambiente che era utilizzato all’epoca per aerei da combattimento e prodotti chimici. impianti. L’anziano Horowitz (morto nel 2005) non ha parlato del suo lavoro a casa, ma anni dopo suo figlio ha ricevuto un dottorato di ricerca. nella stessa materia perché pensava che la matematica sottostante sarebbe stata necessaria per i robot e l’intelligenza artificiale. “Potrebbe essere stato genetico”, dice Matanya.

Horowitz ha accelerato la sua formazione con corsi di livello universitario durante la scuola media e ha completato sia la laurea triennale che quella magistrale in ingegneria elettrica presso l’Università del Colorado Boulder (insieme ad altri tre diplomi in informatica, matematica applicata ed economia) in quattro anni. Ha trascorso del tempo in un laboratorio di ricerca a hackerare Roombas per svolgere attività di cooperazione, come spostare una sedia insieme. Dopo il college, si è trasferito in California, completando un dottorato di ricerca. incentrato sulla pianificazione del percorso robotico presso Caltech.

Mentre era lì, Horowitz è stato affascinato dalla tecnologia emergente dell’apprendimento profondo, che può consentire ai robot di vedere le cose allo stesso modo degli umani attraverso la visione artificiale. Mentre altri giovani robotisti perseguivano tecnologie più appariscenti come auto a guida autonoma o droni autonomi, Horowitz ha notato il campo grigio del riciclaggio. Si rese conto che l’industria, lenta nell’adozione di nuove tecnologie, rappresentava un’opportunità matura per utilizzare la tecnologia all’avanguardia senza dover competere con Google o Lockheed Martin. È stato anche attratto dall’uso della robotica per ridurre la quantità di rifiuti che non vengono riciclati e migliorare l’ambiente.

Per saperne di più sul riciclaggio, Horowitz trascorreva i fine settimana guidando verso gli impianti di riciclaggio di Los Angeles. Durante queste gite, fu colpito da quanta fatica fosse necessaria per smistare la spazzatura e da quanto fosse sgradevole. “C’è un mucchio di spazzatura con i pannolini sopra, e qualcuno sta cercando di tirare fuori un tubo da giardino da questa cosa e la roba sta atterrando su di loro”, ricorda. Quel dolore, pensò, lo rendeva un’industria in attesa di essere portata nell’era moderna con l’automazione.

Nell’autunno del 2014, Horowitz ha lasciato la sua ricerca post-dottorato al Caltech e si è trasferito nel nativo Colorado per avviare AMP Robotics, così chiamata per il suo obiettivo tecnologico di “manipolazione e percezione autonome”. A quel punto, i robot per il riciclaggio erano “pensati praticamente a tutti”, dice Horowitz. Ma l’idea potrebbe diventare realtà solo dopo che una maggiore velocità di elaborazione del computer ha aperto il potenziale dell’apprendimento profondo per trasformare i robot di produzione automobilistica esistenti per una gamma di nuovi casi d’uso basati su nastri trasportatori.

I robot di riciclaggio erano più avanti in Europa che negli Stati Uniti. Appingedam, Bollegraaf con sede nei Paesi Bassi, che aveva depositato brevetti per il riciclaggio di robot negli anni ’90, ad esempio, aveva creato robot che si basano sulla spettroscopia e sull’altezza degli oggetti per smistare i rifiuti. Nel frattempo, ZenRobotics, con sede a Helsinki, in Finlandia, ne aveva di quelli in grado di smistare i materiali da costruzione e demolizione con telecamere con codifica a colori, sensori laser e metal detector basati sulla ricerca neurorobotica. Horowitz ha adottato un approccio simile, ma si è concentrato sul riciclaggio a flusso unico, in cui giornali, cartone e plastica sono tutti mescolati insieme, come l’area per applicare l’apprendimento profondo che potrebbe insegnare ai robot come riconoscere gli oggetti in base a colori, forme, trame e loghi .

Per i primi due anni, Horowitz e il suo team di meno di 10 dipendenti hanno cercato di costruire un robot funzionante utilizzando finanziamenti limitati, in gran parte provenienti dal governo. Hanno costruito i primi robot con tubi in legno e da giardino invece di materiali standard del settore come l’alluminio, il che ha portato a macchine economiche che pesavano solo 35 libbre. In un caso, uno dei suoi robot leggeri si è rotto dopo che troppe particelle di polvere di carta si sono accumulate all’interno dei suoi macchinari. Horowitz pianificò persino di riutilizzare un tapis roulant come nastro trasportatore, e fu improbabilmente salvato grazie ai fondi per gentile concessione di un vicino birrificio attento all’ambiente, Oskar Blues, che stava distribuendo sovvenzioni per le unità di riciclaggio e le scuole per l’acquisto di bidoni. “Avremmo dovuto scegliere il robot più ape che potevamo sin dall’inizio”, dice Horowitz.

Entro la fine del 2016, il team aveva trovato una soluzione durevole con il sistema robotico a forma di ragno, che pesava 1.800 libbre compreso il telaio. Ma hanno continuato ad armeggiare con la tecnologia di smistamento e a trovare insetti. Una settimana prima di spedire la prima unità a un cliente nel Nebraska, il robot stava ancora lottando per raccogliere le brocche di plastica del latte. Normalmente, il braccio robotico perforerebbe la bottiglia per appiattirla e il suo tappo volerebbe via. Una volta ogni 500.000 lattiere, una frequenza che si traduce in una volta ogni due settimane, il meccanismo fallirebbe. “La brocca del latte reagirebbe”, ricorda Horowitz. “Quello che succederebbe è che il robot ci si schianta contro e le braccia del robot si staccano.”

Horowitz si è incaricato di trovare un modo migliore per applicare la ventosa della macchina al materiale plastico. Il trucco era modulare il braccio del robot per accelerare e rallentare in un modo specifico e regolare l’elasticità delle sue molle in modo che colpisse le brocche del latte come un cuscino piuttosto che un pezzo di cemento. Entro una settimana, Horowitz aveva un nuovo prototipo. “Ha colmato questa lacuna in una settimana perché è probabilmente 10 volte più intelligente di tutti”, afferma Rob Writz, direttore dello sviluppo aziendale di AMP e dipendente numero sei.

Horowitz e il suo team hanno finalmente risolto tutti i bug della visione artificiale nel 2017. Ha portato il robot a venture capitalist e in ottobre ha raccolto 3,2 milioni di dollari, consentendo alla società di acquistare finalmente attrezzature di alta qualità. Ha venduto i suoi primi cinque robot quell’anno. L’anno successivo, AMP ha iniziato a fornire la sua intelligenza artificiale all’azienda canadese Machinex, leader nelle apparecchiature di riciclaggio, per i suoi robot al fine di ottenere rapidamente il suo nome sul mercato.

Robot di riciclaggio di AMP Robotics
Il robot simile a un ragno di AMP può raccogliere fino a 80 pezzi di materiale di scarto al minuto, il doppio rispetto a un dipendente. ROBOTICA AMP
Le vendite hanno iniziato a salire lo scorso anno. Single Stream Recyclers di Sarasota, in Florida, ha acquistato sei robot nel maggio 2019, per poi ordinarne altri otto nel settembre dello stesso anno. I robot di AMP hanno aiutato la struttura a tagliare i costi operativi e le hanno permesso di assumere un secondo carico di materiali riciclabili da smistare. Sempre nel 2019, RDS of Virginia, con sede a Portsmouth, ha firmato un contratto di locazione quinquennale su quattro robot, due per separare i materiali e due per il controllo di qualità. Anche prima della pandemia, “non siamo riusciti a trovare nessuno che venisse a lavorare per noi”, afferma il presidente di RDS Joe Benedetto. “Pagavamo ben al di sopra del salario minimo, eppure non riuscivamo a trovare persone, e quando lo facevamo, lavoravano per una settimana e si licenziavano”.

Mentre la tecnologia di AMP è nascente, l’economia dei suoi robot ha senso per la maggior parte degli impianti di riciclaggio negli Stati Uniti, secondo il consulente di riciclaggio Juri Freeman. Le sue macchine costano fino a 300.000 dollari in anticipo, ma gli operatori degli impianti di riciclaggio dicono di aspettarsi che durino dai cinque ai dieci anni, e forse anche di più. Sebbene i costi del lavoro variano in base alla regione, i lavoratori del riciclaggio guadagnano circa $ 25.000 all’anno. Ma i robot sono molto più produttivi degli umani, con la capacità di raccogliere 80 pezzi di materiale al minuto contro 40, quindi ogni macchina può gestire il lavoro di almeno due dipendenti, mentre libera quei lavoratori di fare altri lavori presso il centro di riciclaggio . Aggiungi altri costi di occupazione, come le spese di formazione, la compensazione dei lavoratori e i DPI, e solo due dipendenti potrebbero costare a una struttura almeno $ 70.000 all’anno,

È una scommessa a lungo termine, ma c’è un vantaggio in più: poiché i robot sono più precisi nello smistamento dei rifiuti rispetto alle persone, gli impianti di riciclaggio, che operano con margini di profitto bassi, potrebbero essere in grado di migliorare la quantità di materiale riciclato che vendono. Ciò è particolarmente importante oggi poiché gli impianti di riciclaggio stanno ancora lottando per trovare nuovi mercati per i loro materiali dopo che la Cina, il più grande mercato del mondo, ha sostanzialmente vietato quasi tutti i rifiuti importati nel 2018, una decisione che ha portato a materiale riciclato che in precedenza avrebbe potuto essere venduto a finire in discariche per non essere sufficientemente puri. In effetti, il tasso di materiali riciclati negli Stati Uniti è solo del 35%, secondo l’Environmental Protection Agency. “È qui che entra in gioco AMP”, afferma il consulente Freeman. “Può aiutare le [strutture] a ottenere i flussi migliori e più puliti.

“Hai tutto questo materiale che la società produce – bottiglie di plastica, pezzi di legno, cartongesso – e la gente lo paga, ma poi in qualche modo non ha valore una volta che è nel cassonetto. Perché non usiamo ogni parte del bufalo? “

Quest’anno, le vendite di AMP sono aumentate rapidamente grazie a Covid-19. Non solo i lavori di smistamento sono diventati ancora meno allettanti, ma l’aumento degli acquisti online ha messo miliardi di scatole di cartone da Amazon e altrove nei cestini per il riciclaggio. “Gli impianti di riciclaggio stanno cercando di effettuare ordini più grandi ora”, afferma Horowitz. “Invece di un robot, dicono: ‘Forse ne servono sei fuori dal cancello'”.

Con l’aumento della domanda e della liquidità da spendere, AMP è ora concentrata sull’espansione al di fuori del Nord America e sull’aumento dei casi d’uso per il suo sistema di visione artificiale. Ha iniziato ad applicare la sua soluzione di riciclaggio municipale alle industrie adiacenti, come la separazione delle batterie dai cavi nei rifiuti elettronici o lo smistamento dei detriti da demolizione per la costruzione. L’obiettivo: costruire una base di conoscenze in modo che i robot siano un giorno in grado di elaborare praticamente qualsiasi tipo di rifiuto.

Horowitz immagina i suoi robot che trasformano i rifiuti delle discariche in prodotti utili, proprio come gli indiani delle pianure utilizzavano la carne, le pelli e persino lo sterco di ogni bufalo che uccidevano. “Hai tutto questo materiale che la società produce – bottiglie di plastica, pezzi di legno, cartongesso – e la gente lo paga, ma poi in qualche modo non ha valore una volta che è nel cassonetto”, dice. “Perché non usiamo ogni parte del bufalo?”

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