新华网上海6月4日电(吴一航) 每小时可精准分拣5400次的超视觉垃圾分拣机器人、“吃掉”湿垃圾变为电能的餐厨垃圾能源转化系统、虾蟹壳中开发资源的绿色提取技术……在“世界环境日”到来之际,上海交通大学中英国际低碳学院发布了系列“低碳”科研成果,为绿色生活提供更多解决方案。

“快、准、稳” 垃圾分拣机器人干活就是利索

在上海交大中英国际低碳学院实验室内,超视觉垃圾分拣机器人演示了这样一段操作:机械手臂迅速抓取传送带上的废弃物,对纸类、塑料、玻璃等多种材质做出了准确判断,并将其放入对应的收集器内。实验数据显示,每只机械手臂每小时可精准识别并分拣不同品类垃圾5400次,分类准确率高达95%。

“我们通过赋予机器人不同类型的识别传感器,配套开发多种算法,使机器人能主动识别目标物的颜色、形状、纹理、材质等特征,实现精准分拣。”该项目负责人、上海交通大学中英国际低碳学院副教授李佳说,如果在一组垃圾分拣工作线上同时配置两只机械手臂,相当于54名分拣工人,这不仅“解放”了工人们的双手,同时也降低了因接触垃圾而导致的感染风险。

据了解,该款垃圾分拣机器人的研发技术壁垒非常高,研发过程需要光学、机械、控制、软件等多个学科体系之间密切配合。李佳及其团队数年来坚持产学研联合攻关,相继突破了十余项关键技术,最终实现了垃圾分拣机器人核心技术国产化。

李佳表示,目前,该垃圾分拣机器人已进入产学研技术推广阶段。下一步,研发团队将与一些国内环保头部企业达成合作,加速科研成果落地应用。

餐厨垃圾有望变身家门口的“充电宝”

疫情发生以来,上海各地的生活垃圾分类工作稳步进行。不过,随着天气逐渐炎热,不少市民发现湿垃圾在转运过程中所散发出的异味着实让人感到苦恼。

上海交通大学中英国际低碳学院正在试运行一套餐厨垃圾能源化系统。这套系统不仅能将餐厨所产生的湿垃圾原位处理,还实现能源化转变。

“餐厨所产生的湿垃圾被投放进特制的厌氧消化罐,经过一系列厌氧发酵最终转化为电力。湿垃圾从产生到分解,几乎‘零’位移。”项目负责人、上海交通大学中英国际低碳学院副教授张景新说,该系统已经在项目合作伙伴新加坡国立大学尝试应用,应用结果表明,40千克的湿垃圾分解所产生的电能足够供1000台手机充电。

“这套厌氧消化系统可以有效减少温室气体排放。同时,也一定程度地减少了垃圾处理带来的二次污染。”张景新说,整套系统浓缩在长约6米的移动式集装箱里,在空间条件允许的情况下,餐厨垃圾能源化系统或将变身家门口的“充电宝”。

小小虾蟹壳上还有资源开发的“大文章”

“吃货”们对美味的小龙虾永远爱不释手。然而,还有一群人对小龙虾的热爱不是因为美味的虾肉,而是因为虾壳。

“日常生活中,大家吃完小龙虾,便会将剥下的虾壳归为湿垃圾处理掉。而在我们看来,虾蟹壳可不是垃圾,它们是天然可再生的资源。”上海交通大学中英国际低碳学院助理教授陈熙十分感慨,“虾蟹壳虽然是资源‘富矿’,但如果简单处理,其自然降解所产生的温室气体势必会给环境带来额外的压力。”

据介绍,虾蟹壳的主要成分为碳酸钙、甲壳素和蛋白质,这三种成分与人们的日常生活关系密切:碳酸钙可作建筑材料,蛋白质可作动物饲料,甲壳素可作化工和医用产品。但受限于传统提取工艺的部分缺陷,虾蟹壳的资源转化一直未能推进到位。

“我们研发出一种只使用二氧化碳和水来提取虾蟹壳中甲壳素的方法,整个实验过程几乎无污染物产生,且成本低廉,提取后的甲壳素纯度可达90%。”陈熙表示,甲壳素的应用范围十分广泛且附加值极高,如果能将上述方式得到的甲壳素作为制备乙醇胺、含氮药物等化学品的原料,不仅能缩短反应路径、提高效率,而且在一定程度上降低了碳排放和总体能耗,可以说是一项革命性的节能减排绿色工艺。

“科学研究的目的实质是为了更好地改善人们生活,虾蟹壳的转化成果在不断优化的同时,也希望市民和有关部门能够关注,倘若虾蟹壳能从湿垃圾中分离出来,会更加有利于资源开发和利用。”陈熙说。

上海交通大学中英国际低碳学院副院长何义亮在发布会上表示,垃圾分类作为一种新时尚,已在国内各大城市被推行,垃圾分类最终的目的就是为了实现垃圾的减量化、资源化,这也正是该学院最重要的研究方向之一,学院也将更加大力地支持低碳环保项目的科学研究,为上海建设可持续发展的特大城市,帮助市民践行绿色生活贡献一份力量。

(作者:吴一航)