在位于羅阿諾克(Roanoke)的弗吉尼亞州回收中心的RDS中,兩個類似蜘蛛的300磅重的機器人在不斷的分揀垃圾。其中一個機器人依靠計算機視覺來檢測可回收物,它從傳送帶上摘下了一大塊藍色塑料,另一個則抓住了一個舊的水瓶。然后,機器使用真空夾具將這些垃圾放到分類箱中。


對于美國600多個回收設施而言,這些來自AMP Robotics的機器人是解決該行業當前瓶頸的一種方法。甚至在新冠肺炎之前,AMP Robotics便開始受到關注。但是,隨著送貨上門的箱子堆積在回收中心,而且由于工人擔心生病,招聘工作(這已經是一個艱難的提議)變得更加艱難,AMP的業務蓬勃發展。


紅杉資本最看好的機器人專家 研發出重達300磅的蜘蛛機器人


AMP創始人兼首席執行官Matanya Horowitz說:“它是重復性的,而不是符合人體工程學的,并且周圍充滿諸如皮下注射針頭之類的不衛生物品?!?


自2017年以來,總部位于科羅拉多州路易斯維爾的AMP已向北美,歐洲和日本的40多個回收設施出售或租賃了100臺AI驅動的機器人。它們并不便宜,成本高達300,000美元(或每月約6,000美元的租賃費用),但這些回收中心押注,巨額的資本支出將以較低的就業成本和更高的效率獲得回報。據AMP估計,今年AMP的收入將達到2000萬美元,是2019年1000萬美元的兩倍。而且還有很大的增長空間:回收利用在美國是一個62億美元(收入)的市場,而整個市場的增長速度還不到設施每年2%(由于新冠肺炎,今年有所下降)正在設法弄清如何從廢物中獲取更多的廢物,其中大部分仍被填埋。


得益于其技術前景和快速增長,AMP在福布斯值得關注50人工智能公司名單和25個在大流行期間表現突出的小型幸存者和幸存者名單中均名列前茅。而霍洛維茨(Horowitz)擁有博士學位。加州理工學院(Caltech)提供機器人技術方面的知識,引導了企業的發展,目前AMP已籌集了2300萬美元的風險資金。福布斯(Forbes)估計,由頂級風險投資公司紅杉資本(Sequoia)領導的最新一輪融資于2019年11月達到1億美元的估值。


“我認為,馬塔尼(Matanya)是世界上50位最佳機器人專家之一,”紅杉資本合伙人肖恩·馬奎爾(Shaun Maguire)說。


Matanya Horowitz的AMP機器人技術使用AI教機器人如何根據其顏色,形狀,紋理和徽標識別對象。


Horowitz在中學期間就通過大學課程快速上了學,并在四年內獲得了科羅拉多博爾德大學的電子工程學學士學位和碩士學位(以及其他三個計算機科學,應用數學和經濟學文憑)。他花了很多時間在研究實驗室中,攻擊Roombas進行合作活動,例如一起移動椅子。大學畢業后,他移居加利福尼亞,獲得博士學位。在Caltech專注于機器人路徑規劃。


在那里,霍洛維茨著迷于新興的深度學習技術,該技術可以使機器人通過計算機視覺以與人類相同的方式看到事物。當其他年輕的機器人學家追求自動駕駛汽車或無人駕駛無人機等更先進的技術時,霍洛維茨注意到了回收利用這一單調的領域。他意識到,該行業在緩慢采用新技術的情況下,提供了一個成熟的機會,可以在不與Google或洛克希德·馬丁公司競爭的情況下尖端使用技術。他還被吸引使用機器人技術來減少無法回收的廢物量,并改善環境。


為了了解回收問題,霍洛維茨度過了一個周末,開車去洛杉磯附近的回收工廠。在這些騷擾中,他被需要分類以解決垃圾的工作量以及令人不愉快的事情所震驚。他回憶說:“上面堆著一堆尿布,上面堆著尿布,有人試圖將花園軟管從這東西中拉出來,然后東西掉在上面?!?他認為,這種痛苦使它成為一個等待通過自動化進入現代時代的行業。


2014年秋天,霍洛維茨退出了在加州理工學院的博士后研究,然后回到家鄉科羅拉多州創立了AMP機器人公司,該公司以其“自動操縱和感知”為技術目標而得名?;袈寰S茨說,那時,回收機器人已經“幾乎發生在每個人身上”。但是,只有更快的計算機處理速度開辟了深度學習的潛力,這種思想才能變為現實,該潛能將現有的汽車制造機器人轉變為一系列基于傳送帶的新用例。


在歐洲,回收機器人比美國更遠。例如,位于荷蘭Appingedam的Bollegraaf就在1990年代申請了回收機器人的專利,該公司開發的機器人依靠光譜學和物體高度來分類廢物。同時,總部位于芬蘭赫爾辛基的ZenRobotics公司擁有可以根據神經機器人學研究使用彩色編碼相機,激光傳感器和金屬探測器對建筑和拆除材料進行分類的設備。Horowitz采取了類似的方法,但專注于單流回收,將報紙,紙板和塑料都混合在一起,作為應用深度學習的領域,該領域可以教機器人如何根據顏色,形狀,紋理和徽標識別物體。


在最初的兩年中,霍洛維茨(Horowitz)和他的少于10名員工的團隊試圖用有限的贈款資金來構建一個工作機器人,其中大部分來自政府。他們用木材和花園軟管代替了鋁等行業標準材料建造了早期的機器人,這導致了重量僅為35磅的廉價機器。在一種情況下,他的一個輕型機器人在機器內部積聚了太多紙屑后就撕裂了?;袈寰S茨甚至計劃將跑步機改作傳送帶,由于附近一家有環保意識的啤酒廠奧斯卡·布魯斯(Oskar Blues)提供的資金,霍洛維茨省下了一筆不小的費用,該啤酒廠提供了回收驅動器和學校購買垃圾箱的補助金?;袈寰S茨說:“我們從一開始就應該選擇最強大的機器人?!?


到2016年底,團隊發現了一種蜘蛛形機器人系統的耐用解決方案,該機器人系統重達1,800磅(包括車架)。但是他們繼續修改分類技術,并發現錯誤。在將第一臺設備運送給內布拉斯加州的客戶一周前,該機器人仍在努力撿拾塑料牛奶罐。通常,機械臂會沖打瓶子使其變平,并且瓶蓋會飛走。每500,000牛奶罐一次(頻率轉換為每兩周一次),該機制將失效?;袈寰S茨回憶說:“牛奶罐會反擊?!?“將會發生的事情是機器人將砸碎它,并且機器人的手臂會炸掉?!?


Horowitz負責想出一種更好的方法來將機器的吸力握把施加到塑料材料上。訣竅是調整機器人的手臂以特定的方式加速和減速,并調整其彈簧的彈性,以使其像枕頭一樣敲打牛奶罐而不是一塊水泥。一周之內,霍洛維茨有了一個新的原型?!八谝恢軆瓤s小了差距,因為他可能比每個人聰明10倍,” AMP業務發展總監兼第六名員工Rob Writz說。


Horowitz和他的團隊終于在2017年解決了計算機視覺中的所有錯誤。他將機器人帶到了風險投資家手中,并于10月籌集了320萬美元,使公司最終可以購買高質量的設備。那年他賣掉了他的前五個機器人。第二年,AMP開始向其回收機械的領先者加拿大公司Machinex提供其人工智能,以使其機器人迅速在市場上嶄露頭角。


AMP的蜘蛛狀機器人每分鐘最多可以撿拾80件廢料,是員工的兩倍。


去年銷量開始回升。位于佛羅里達州薩拉索塔的Single Stream Recyclers在2019年5月購買了6臺機器人,然后在當年9月又訂購了8臺。AMP的機器人幫助該機構削減了運營成本,并使其承擔了第二批可回收物以進行分類。同樣在2019年,總部位于樸茨茅斯的弗吉尼亞RDS簽署了為期五年的租約,租用了四臺機器人,其中兩個用于分離物料,另外兩個用于質量控制。RDS總裁喬·本尼迪托(Joe Benedetto)說,甚至在大流行發生之前,“我們找不到任何人來為我們工作”?!拔覀冎Ц兜墓べY遠高于最低工資,但我們找不到人,而一旦找到,他們將工作一周并辭職?!?


根據回收顧問Juri Freeman的說法,雖然AMP的技術尚處于萌芽狀態,但其機器人的經濟性對美國大多數回收設施都有意義。其機器的前期成本高達30萬美元,但是回收機構的運營商表示,他們希望它們的使用壽命為五至十年,甚至更長。盡管勞動力成本因地區而異,但回收工人每年的收入約為25,000美元。但是,機器人的生產率要比人類高得多,它每分鐘可以撿拾80件物料的能力,而每分鐘只能撿拾40件物料,因此每臺機器可以處理至少兩名員工的工作,同時使這些工人可以在回收中心從事其他工作。再加上其他就業成本,例如培訓費用,工人補償金和個人防護裝備,僅兩名員工每年的設施成本至少為70,000美元,


這是一個長期的賭注,但還有一個附加的優點:因為機器人比人更準確地分類廢物,所以以較低的利潤率運行的回收設施可能能夠提高他們出售的回收材料的數量。這在今天尤為重要,因為在全球最大的市場中國(中國)在2018年基本上禁止了幾乎所有進口廢物之后,回收設施仍在努力尋找其材料的新市場,這一決定導致原本可以出售的回收材料最終在2018年被廢除。垃圾填埋場不夠純凈。實際上,根據美國環境保護署的數據,美國的回收材料利用率僅為35%。顧問Freeman說:“這就是AMP誕生的地方?!?


隨著需求和現金支出的增加,AMP現在專注于擴展到北美以外的地區并增加其計算機視覺系統的用例。它已開始將其市政回收解決方案應用于鄰近行業,例如從電子廢物中的電線中分離電池或分揀拆卸的建筑垃圾。目標:建立知識基礎,以便機器人有一天能夠處理幾乎所有類型的廢物。


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