BeachBot: сигаретным окуркам объявлен бой

Эдвин Бос наслаждался идиллической картиной: синее море, яркое солнце и двое его маленьких детей, резвящихся на пляже Схевенинген. Популярный среди туристов и местных жителей участок голландского побережья протяженностью 4,5 км полон водной фауны и травянистых дюн.

Но для Боса вся эта красота быстро померкла на фоне одного маленького открытия. Его сын, которому тогда было 4 года, копался в песке и протянул отцу свою находку.

«Что с этим делают?» — спросил мальчик. В его руке был окурок.

«Ничего хорошего», — подумал отец.

Оказалось, что окурками усеяны все окрестности. Бос мгновенно осознал две вещи. Во-первых, посетителям пляжа нужно изменить свое убеждение о том, что если спрятать фильтр от выкуренной сигареты в песок, то эти отвратительные отходы будут безвредны. Во-вторых, он найдет способ решить эту проблему.

Через два года Бос и его коллега-предприниматель Мартин Люкаарт создали мобильную машину для уборки пляжей, которая может обнаруживать окурки, подбирать их и отправлять в безопасную урну. Бос и Люкаарт учредили в Гааге консалтинговую компанию TechTics, которая занимается решением социальных проблем с помощью технологий.

Их прототип, получивший название BeachBot (сокращенно BB), использует искусственный интеллект (ИИ), чтобы совершенствовать свое умение находить разбросанные окурки, даже если они частично зарыты в песок. Уже прошла одна демонстрация BeachBot — на пляже Схевенинген во время Всемирного дня чистоты в сентябре прошлого года. Еще одна демонстрация запланирована на это лето.

«Здесь такое красивое место», — говорит Бос, который живет недалеко от пляжа Схевенинген. Ему нравится гулять тут в дождливые и ветреные дни, когда людей меньше всего и когда кажется, что песок предоставлен сам себе. «Меня поражает, что вокруг столько мусора».

«В сигаретных фильтрах полно микропластика, — добавляет он. — Плохо, что он попадает в природу».

Насколько плохо? Когда вода соприкасается с выброшенными окурками, она вымывает из фильтров более 30 химических веществ, которые «очень токсичны» для водных организмов и представляют собой «серьезную проблему опасных отходов», согласно февральскому докладу ученых для правительства США. Некоторые из этих химических веществ также связаны с раковыми заболеваниями, астмой, ожирением, аутизмом и снижением IQ у людей.

Ежегодно 4,5 триллиона окурков попадают в окружающую среду. Бразильские ученые в 2019 году выяснили, что волокнистые фрагменты, распад которых может длиться 14 лет, стали «самыми часто встречающимися предметами личного пользования, найденными на пляжах». Разбросанные вдоль береговых линий, они медленно отравляют морских черепах, птиц, рыб, улиток и других существ.

Посетители пляжа Схевенинген, к сожалению, встречают на берегу самый разный мусор: пластиковые крышки, стеклянные бутылки, обертки от конфет и множество сигаретных фильтров.

«Я хочу, чтобы мои дети могли босиком бегать по песку, не натыкаясь на стекло и окурки, — говорит Оскар де Граве, специалист по финансовому образованию, живущий недалеко от пляжа Схевенинген. — Чистый пляж очень важен для меня».

К этой цели стремятся и многие другие местные жители. Чтобы достичь ее, Бос и команда TechTics создали первый алгоритм на основе искусственного интеллекта, созданный специально для распознавания окурков. Они работали со студентами из Делфтского технического университета в Нидерландах, чтобы создать прототип BeachBot, который полагается на ИИ.

Но чтобы научить бота находить добычу, нужно много людей. TechTics приходится показывать пляжному вездеходу (его системе искусственного интеллекта) тысячи фотографий окурков, лежащих в разных состояниях, например частично скрытых, чтобы он смог их распознать и запомнить.

Чтобы собрать эту массу фотографий, Бос и его команда обратились к Microsoft Trove — приложению, которое соединяет разработчиков ИИ с фотографами через прозрачный рынок данных. Trove организует прямой обмен фотографиями по справедливой рыночной цене. В данном случае люди могут предоставить свои фотографии, а TechTics напрямую выплачивает участникам 25 центов за каждое принятое изображение.

TechTics стремится в конечном итоге собрать 2000 фотографий через Trove. На сегодняшний день получено около 200 полезных снимков.

«Система учится распознавать изображения так же, как ребенок знакомится с предметом», — говорит Кристиан Лиенсбергер, руководитель программы Trove проекта Microsoft Garage.

По словам Лиенсбергера, в основе Trove лежит идея о том, что людям следует получать деньги за их данные, например за размещенные ими фотографии, а не просто раздавать их в социальных сетях и других информационных платформах. И в этом процессе необходимы контроль и прозрачность, чтобы люди видели, как используются их данные.

«Прозрачность позволяет участникам Trove чувствовать, что они часть команды, что они заняты общим делом, что они действительно помогают, — говорит Лиенсбергер. — Для людей важно внести свой вклад во что-то долговечное».

Пользователи Trove могут выбирать, когда участвовать в проекте. Trove может собирать любые данные и в настоящее время помогает поддерживать широкий спектр проектов искусственного интеллекта.

Миссия Trove глубоко уходит корнями в стремление Microsoft к ответственному применению ИИ, реализованному в программе Responsible AI, цель которой — этично развивать ИИ, ставя интересы людей на первое место.

«Проект BeachBot работает благодаря людям», — говорит Лиенсбергер.

«Всю физическую работу делает бот. Он идет на пляж, и это он герой уборки. Но чтобы он мог работать, нужны все те люди, которые предоставляют необходимые данные. Без этого бот будет попадать в новые ситуации, которых он не понимает. Такие машины работают только благодаря людям», — добавляет Лиенсбергер.

На пляже Схевенинген самый быстрый путь к чистоте береговой линии лежит через совместную работу людей и мобильных ботов, соглашается Бос.

«Это самая интересная часть нашей концепции — взаимодействие человека и робота, где общественность может помочь сделать роботов умнее», — говорит он.

А пока люди делают тысячи фотографий окурков, загрязняющих планету, и делятся ими, они также повышают осведомленность об отходах и, возможно, убеждают других начать с себя и перестать бросать свой мусор.

«Мы полагаем, что наше роботизированное решение может и не справиться с этой проблемой в полной мере, потому что основной причиной замусоривания остается поведение людей, — говорит Бос. — Мы должны вместе следить за чистотой наших пляжей».

BeachBot, ширина которого составляет около 80 сантиметров, показал, что он может справиться с частью этой работы. Во время первой демонстрации он собрал 10 окурков за 30 минут. Катясь по песку на четырех больших колесах, машина использует две бортовые камеры, чтобы смотреть вперед (и объезжать предметы и людей) и вниз.

Когда бот обнаруживает окурок, он опускает в песок два захвата, которые сближаются и захватывают цель, поднимают вверх и помещают во внутренний контейнер. Позже люди высыпают добычу бота в мусорный контейнер. Прототип питается от аккумулятора и пока может работать около часа.

Сейчас TechTics создает два небольших вспомогательных бота, «два маленьких помощника», которые занимаются только обнаружением. В конечном итоге они будут работать как трио. Меньшие боты будут составлять карту пляжа. Обнаружив окурки, они смогут отправить сообщение BeachBot (или другим машинам для уборки пляжа, например тракторам) с просьбой убрать их.

Составляющие карту боты тоже будут использовать фотографии, полученные через Trove.

«Мы начинаем с окурков. Это самый распространенный в мире мусор. В дальнейшем мы хотим, чтобы роботы обнаруживали и другие виды мусора», — говорит Бос. Он рассчитывает на то, что боты будут работать автономно, питаясь от солнечной энергии.

Теперь в прогулках по пляжу Боса сопровождает новая надежда. Иногда он и сам берет с собой набор для уборки.

В свободное время Бос водит своих детей по дюнам Схевенингена, где они с помощью захватов собирают весь мусор, который находят. За час они могут наполнить целый мусорный мешок.

Во время таких уборок он иногда представляет себе людей, которые намусорили, видимо, полагая, что за ними уберет кто-то другой. И он мечтает о команде прочесывающих пески роботов, которые когда-нибудь научат этих людей лучше заботиться о своей планете.

Заглавное фото: BeachBot на помосте на пляже Схевенинген (Фото: TechTics)