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研究人员用RFID追踪研究垃圾处理全过程

发布时间:2018-08-25 21:50:39  来源:互联网   阅读:0

研究人员用RFID追踪研究垃圾处理全过程

一条蓝色轨迹蜿蜒在灰色的波士顿卫星地图上。轨迹尽头,一个蓝色圆点闪烁着,沿着地图上的街道,向前移动了一段距离。

这是一次追踪行动。不过,实施追踪的不是警察局,而是美国麻省理工学院“感知城市”实验室(SENSEableCityLab)。他们追踪的对象也不是什么重要人物,而是一个星巴克纸杯。

2009年7月15日,实验室主任卡洛·莱提教授宣布启动名为“垃圾追踪”的项目。按照计划,他们将在纽约、西雅图两个城市展开研究,追踪几千件垃圾被丢弃后的去向。

“通过跟踪垃圾的‘旅行’,我们能够更好地阐释城市垃圾处理系统的运行模式,也能够推动人们更直观地认识到,垃圾对环境产生了多大影响。”莱提说。

在美国东、西海岸,一纸“垃圾追踪令”同时下发。

看见城市的“新陈代谢”

自从收到纽约建筑联合会的竞赛邀请,莱提教授就在琢磨着,要做一些“不一样的东西”。

这位毕业于剑桥大学的建筑师,2001年开始在麻省理工学院的媒体实验室做博士后。5年前,他创立了“感知城市”实验室,开始和同事们一起,尝试将数字技术和城市规划结合起来,用新的数字技术来解释城市中的种种现象。他们曾经追踪过不同城区人们的出行模式和运动轨迹,也曾经做过数字化的实时罗马地图,上面同时显示着城市的街道,人流移动状况、罗马名人“出没”处,以及市区巴士或火车的实时位置。

这一次,面对竞赛主题“普适计算技术将如何改变我们的城市设计”,莱提教授把目光投向了垃圾。

“现在,垃圾已经成为最受瞩目的话题之一,”莱提说,“它不仅直接影响环境,垃圾问题也在某种意义上反映了人们对待环境的行为态度。”

结合电子技术,实验室的研究人员很快决定,通过一种通信设备,来追踪垃圾的运行轨迹,将日常用品的“最后一段旅程”展现出来。

实验室副主任阿瑟夫·拜德曼表示,垃圾追踪计划能够让垃圾处理链条更加清晰、透明地呈现在世人面前。“我们希望这一项目能够推动人们行为习惯的转变,并鼓励人们作出更为‘可持续’的决定。”拜德曼说,“至少,如果我们知道垃圾最终去了哪儿,在它们消失过程中消耗了多少能量,那么我们丢弃垃圾的时候,总会‘三思而后行’吧。”

尽管“追踪”听起来很有好莱坞大片的感觉,但莱提坚决否认自己的项目和电影有任何关系。他更愿意将自己的“垃圾追踪”项目与另一个学科进行类比:核医学。

在核医学的研究中,医生将一种放射性物质注入受检者体内,使之进入人体,参与特定器官组织的循环和代谢,并不断发出信号。医生使用专用探测仪器追踪这些信号,可以把人体内的所有状况尽收眼底,准确地了解病情。

“可以认为,垃圾追踪项目是核医学的‘城市版’。”莱提说,“我们通过追踪垃圾的信号,可以看见城市的新陈代谢。”

同核医学一样,垃圾追踪项目也具备“治疗功能”。莱提表示,除了了解垃圾的回收,项目的另一层意义在于,对不同垃圾处理路径、时间的分析,有助于发现城市垃圾处理系统中,是否存在一些缺乏效率的地方。

垃圾也能变得有趣,这一项目的提案很快获得了纽约建筑联合会的肯定

研究人员用RFID追踪研究垃圾处理全过程

。实验室不仅赢得了这次竞赛,还获得了一笔研究经费。同时,联合会也决定,今年9月,将在纽约和西雅图,对项目的研究成果进行展出。

而接下来的问题也就非常明确了:在技术上,对垃圾的追踪应当如何实行呢?

给垃圾带上“”

6月7日,波士顿麻省理工学院的主楼里,爆发出一阵欢呼声。“感知城市”实验室的研究人员第一次接收到他们丢出去的垃圾发回的信号。

发出信号的装置被研究人员称为“电子标签”。这是一个只有火柴盒大小的装置。它的正面是一块芯片,背面则是一块与电池差不多大小的银色电池,能够支持装置运行两个月。除此之外,只有几根连接的电线,和一根用来发射信号的天线。

为了防止损坏,天线被罩在一个透明的小玻璃管里。于是,从外表上看,四四方方的芯片加上一根圆圆的天线,这个“电子标签”就像一个小号。

“事实上,这个装置从功能上也类似于一个微型,只是没有听筒和话筒。”莱提说。这个“”每隔15分钟就会计算一次自己所在的方位,并且向实验室主机发送信号。在主机里,每次收到的信号都会在屏幕的城市地图上实时显示出来,并发布在络上,方便公众查阅。

相比于GPS卫星定位系统,“电子标签”使用的移动系统不仅成本较低,而且由于在世界各地得到普遍应用,对垃圾的“追踪”几乎没有任何限制。研究项目第一次丢弃垃圾,就选在了波士顿几千公里之外的西雅图。研究人员甚至雄心勃勃地表示,“跨国追踪”也没有问题。

不过,“电子标签”也面临着问题和质疑。最重要的一点是,这样的电子产品混杂在其他类型的垃圾中被丢弃掉,其本身就成了一个污染源。研究人员对此表示,他们已经努力限制“电子标签”对环境的影响,整个装置都是用无污染可降解的环保材料制作的。

“至少,实验的正面意义是显而易见的。”拜德曼说,“实验对环境的益处还是远远大于可能产生的危害。”

另一方面,为了防止“电子标签”和要追踪的垃圾脱离开来,研究人员也是煞费苦心。在追踪第一个丢弃的星巴克纸杯时,他们把“电子标签”揉进一团废纸,然后塞到纸杯里面。在另一些比较坚硬的电子产品中,“电子标签”则先被塞进塑料泡沫,然后再放入垃圾中,以防止在运输过程中被压坏。

在新一轮的垃圾追踪中,研究人员索性用乳胶把“标签”粘贴在了所追踪的垃圾上,实现更有效的绑定。

其他对“电子标签”的质疑则集中在成本方面。目前,每个“标签”的成本大约是100美元,这给大面积推广带来很大困难。不过,莱提教授强调,批量生产后的标签价格一定会大幅下降,甚至降低到几美元。

甚至在标签的尺寸大小方面,研究人员也在不断进行技术改良。莱提透露,最终版本的“电子标签”将只有现在六分之一的大小,“就像一块SIM卡一样”。

莱提期待着,越来越小、越来越便宜的“电子标签”,能得到更为广泛的应用:“如果能够给每一个垃圾都装上‘电子标签’,我们就再也不会浪费了。”

“最后的旅行”有多长

距离8月中旬项目的大规模启动还有一个星期,实验室的研究人员正在忙于进行“测试赛”。他们选择了50种垃圾,除了星巴克纸杯,还有电器、杂志等等。“我们希望这些垃圾像一个标准样本库,能够代表我们日常使用的消费品。”莱提说。

在最新几次“测试赛”中,研究人员又增加了多种追踪对象,包括模型汽车、纸盒牛奶、棒球手套,还有一盒罐头。

这些垃圾在城市中的运行轨迹也被实时发布在实验室的“垃圾博客”上。7月13日的一张图片显示,研究人员在西雅图西北海岸丢弃的一个星巴克的纸杯,经过27小时36分,跨越了整个华盛顿州,最终停在了位于东南部的雪松山填埋场。

这似乎比通常想象的垃圾运输流程复杂了许多。不过,实验室里,来自中国的博士后刘靓强调,这并不能说明西雅图的垃圾处理流程缺乏效率,因为后期数据的处理并不像图片显示的那么直观和简单。“垃圾运输的轨迹是否合理,处理行为是否符合可持续发展的要求,需要设定量化指标来进行评价。”刘靓说,“这是一个很复杂的过程。”

但至少,前期的“测试赛”收到了良好的反馈,垃圾追踪正吸引着越来越多的关注。在实验室的博客上,不断有人询问,如何领取“电子标签”,追踪自己丢掉的垃圾。

按照计划,接下来,垃圾追踪项目将在纽约和西雅图招募志愿者,通过他们的帮助,追踪超过3000件垃圾。相比于“测试赛”,这将是一个更大规模的样本,对城市总体的垃圾排放情况也有更为有效的代表意义。

不过,在此之前,莱提教授和他的同事们又得到一个好消息。英国《新科学家》杂志决定,帮助实验室,把“垃圾追踪令”的范围扩展到英国。他们将在伦敦招募志愿者,发放第三批“电子标签”。

尽管对于项目的评价是“理想主义”,但杂志的罗格·海菲尔德并不否认垃圾追踪的积极意义。“如果你知道自己的行为会给环境造成什么影响,那么处理垃圾就不会像‘丢进垃圾桶,然后洗洗手’那么简单了。”他说。

而对于刘靓,他还有一点“私心”,他希望,垃圾追踪的推广范围能够再大一些,比如,推广到中国。尽管,他的心里也没底:“中国现在比较注重投资发展,可能不太看重垃圾”。

“过去,中国对垃圾处理的研究,可能由于缺乏数据而无法展开,而垃圾追踪刚好能够提供大量数据,弥补这一不足。”刘靓说,“对于强调可持续发展的中国而言,这是一个非常有意义的研究。”

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