美国经济学家、诺贝尔奖得主斯蒂格利茨曾说过这样一句名言——21世纪影响人类的文明进程有两件事情，一件是新技术的革命，第二件就是中国的城镇化。

截止2017年底，中国的城镇化率已经达到58.5%，城市发展的成就举世瞩目。但在这辉煌的背后，每年还产生着数以亿吨计的建筑垃圾， 它的数量已占到城市垃圾总量的30%～40%。

据工信部数据统计，每1万平米的建筑施工面积平均产生约550吨建筑垃圾，近几年我国每年建筑垃圾的排放总量约为14亿吨~24亿吨之间。

而在这些数量惊人的垃圾背后，是处理能力的薄弱：目前我国对于建筑垃圾的处理方式仍旧处在粗放的填埋及堆放阶段， 建筑垃圾总体资源化率不足10%。

其实，建筑垃圾在不少发达国家被称之为 “城市矿山资源”，是一大笔宝贵的财富。 在德国，其建筑垃圾的综合利用达87%，有超过20万从业人员，每年约产生50亿欧元的经济效益。有行业人士分析测算，若我国建筑垃圾利用率可以达到90%， 这个领域将在未来逐渐形成一个万亿级市场。

在2018世界机器人大会上，主办方邀请来了芬兰科技学会会士、阿尔托大学教授Heikki Koivo，他就结合建筑垃圾分拣机器人着重讲解了“技术创新要解决市场需求”。

Heikki Koivo教授的研究领域包括复杂系统研究、适应性及控制学习、机电一体化、微系统和网络物理系统，曾发表400余篇学术论文。

以下为Heikki Koivo教授演讲精彩内容提炼：

应用智能自适应控制系统的垃圾分拣机器人

Heikki Koivo教授在演讲中指出，垃圾一直是个大问题，虽然大部分建筑垃圾可再回收，但一方面，这项工作对人类来讲，既肮脏又无聊，工作环境还充满未知的风险。另一方面，分拣和回收废料成本往往比购买新的原材料的成本更高。

ZenRobotics是一家芬兰的公司，成立于10年前，Heikki Koivo教授也曾参与它的建立。如今，ZenRobotics已经发展成为建筑垃圾分拣机器人方面的领导企业。

通过下方视频，还可以看到整个处理流程：建筑垃圾被分拣到不同的处理箱中，包括塑料、木头、纸板等等。整个分拣过程非常流畅，操作成本很低，不需要有人来操作。

一个机械臂每个小时可以分拣2000件物品。而且，有的时候可以把速度放缓，因为这个垃圾分拣系统是有自适应控制的。

根据垃圾种类的不同，进行不一样的设计

Heikki Koivo教授介绍，ZenRobotics根据垃圾种类的不同：建筑拆迁垃圾、木材垃圾、运输垃圾、纺织垃圾和废金属垃圾进行了不一样的设计。

在下图中，右边是针对重型和大型垃圾的重型分拣机器人，左边是用于小型和轻型垃圾的快速分拣机器人。

重型机器人最大分拣物品重量可达30kg，每小时可以分拣2000次。

快速分拣机器人应用了涡旋机械手专利，垃圾不会卡住，吸盘易于清洁和更换。

此外，垃圾分拣机器人还可以不断地搜集数据、获得报告，进行垃圾分析。

垃圾分拣中应用人工智能，技术创新服务于市场需求

ZenRobotics在垃圾分拣机器人中应用了人工智能。一开始使用的就是神经网络，现在已经进入了深度学习和多层神经网络，技术一直在更新迭代。

讲到这里，Heikki Koivo教授特意强调：技术创新要服务于市场需求。得益于ZenRobotics在建筑垃圾分拣领域的领先优势，在深度学习中，ZenRobotics积累了数百万的样本参数。

他们在日本、澳大利亚等很多地方已经安装了接近50条建筑垃圾分拣流水线。去年，他们联合中国绿和环境科技公司，在常州建立了中国首个年处理30万吨建筑垃圾的产业化示范项目。

ZenRobotics垃圾分拣机器人工作流程

从技术角度出发，ZenRobotics垃圾分拣机器人的工作流程可以大致分为两个阶段：

第一阶段是使用传感器单元扫描垃圾流，通过传感器识别垃圾的表面特征，并将数据传输给自适应控制系统；

第二阶段是控制系统分析数据，分析识别出材料种类、物体轮廓和抓取点，传递命令给机械臂，进行垃圾抓取、处理。

具体到实际的垃圾分拣现场，我们可能会根据工作环境添加一些红外成像传感器、光谱仪、金属探测器和3D激光扫描仪等等。

通过这些先进的传感器，我们可以看到物体内部结构，分析物体的体积、重量，甚至可以分析物体的价值，对材料进行更准确的识别。

最后，所有传感器数据汇总到智能中央处理单元，包括这些物体的材料、形状、重量、抓取点、回收价值等。

由于采用了智能控制技术，整个垃圾分拣流水线只需要训练一个周末的时间，就可以智能地“学会”识别垃圾种类。

今天的技术创新要解决明天的市场需求

Heikki Koivo教授在最后指出，包括中国在内的很多国家都在向着“人工智能/智能控制”这个路线图前进，但最终，我们今天的技术创新要解决明天的市场需求，这样才有意义。

而我们再回头看篇首那句斯蒂格利茨的名言，或许能从科技的角度来做另一个解释。

影响人类科技文明进程的事情有两件：①中国城镇化进程带来的市场需求；②为了满足市场需求而进行的技术创新。