什么是智慧城市？

藍色巨人IBM在2009年首次提出智慧城市概念時認為，智慧城市是運營信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)的新型城市概念。而我國學(xué)者孫中亞對智慧城市的定義則更為全面與系統(tǒng)：智慧城市是以知識經(jīng)濟、資源集約配置為目標(biāo)，將人文主義、技術(shù)主義相結(jié)合，從而形成集城市居民與信息通信技術(shù)于一體、具有可持續(xù)發(fā)展意義的城市建設(shè)模式。

可任憑智慧城市的定義如何變換，其核心目的始終未發(fā)生絲毫偏移，即讓人們在城市的環(huán)境更好、生活更愜意，但如今城市的真面目真是這樣？由于智慧城市處于城市化范圍的極端，因此這些地方產(chǎn)生的廢物預(yù)計將是巨大的。總體而言，預(yù)計到2050 年，全球廢棄物將增加約 34 億噸。如果管理不善，這種積累的廢物可能對公共健康和環(huán)境造成災(zāi)難性影響。

其實，智慧城市擁有可以簡化廢物管理并提高效率的各種技術(shù)手段，如智能城市中的增強現(xiàn)實、人工智能和計算機視覺，如被用來協(xié)助智慧城市中的公共廢物管理機構(gòu)治理城市環(huán)境，則可使這些區(qū)域變得清潔和可持續(xù)。

01 自動化水管理

提高智慧城市清潔度的主要原因是預(yù)防突發(fā)公共衛(wèi)生事件。考慮到這一點，水管理應(yīng)該是智慧城市治理機構(gòu)的首要任務(wù)之一。諸如污染、泄漏和與分配相關(guān)的問題等水管理問題會導(dǎo)致醫(yī)療保健和制造業(yè)等其他重要部門出現(xiàn)問題。負責(zé)進行城市清潔的當(dāng)局可以在智能城市中使用人工智能和計算機視覺來不斷監(jiān)測水質(zhì)并減少泄漏，因為它們可以在智能城市中制造出多個細菌滋生的水坑。

結(jié)合計算機視覺和基于物聯(lián)網(wǎng)的純度和濁度傳感器，可以使用機器學(xué)習(xí)來準(zhǔn)確檢測水中的污染水平。此類工具還可用于追蹤水流，這對于檢測復(fù)雜管道網(wǎng)絡(luò)中的臟污區(qū)域很有用。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)傳感器捕獲的數(shù)據(jù)，基于人工智能的工具可以確定諸如總?cè)芙夤腆w (TDS) 水平和正在處理以供分配的水的 PH 值等因素。此類工具根據(jù)此類參數(shù)對水體進行分類。為此類工具訓(xùn)練 AI 模型涉及分析數(shù)千個數(shù)據(jù)集以預(yù)測給定水樣的質(zhì)量。

如上所述，漏水可能會導(dǎo)致智慧城市出現(xiàn)與衛(wèi)生相關(guān)的問題。漏水和浪費不利于家庭和工業(yè)清潔目的。此外，缺水和滲漏會導(dǎo)致污泥脫水和農(nóng)業(yè)出現(xiàn)問題。為了解決這些問題，智慧城市在水池、水池、水庫附近使用基于計算機視覺的智能攝像頭和傳感器來發(fā)出泄漏或損失警報?；谌斯ぶ悄艿男孤z測系統(tǒng)可以使用聲音傳感器來檢測管道網(wǎng)絡(luò)中的泄漏。這種系統(tǒng)通過評估水管中的聲音來檢測泄漏。

如您所見，智能城市中的人工智能和計算機視覺在自主管理配水、監(jiān)測純度水平和防止浪費方面發(fā)揮著重要作用。

02 垃圾分類回收

大多數(shù)智慧城市都努力成為理想循環(huán)經(jīng)濟的一部分，在這種經(jīng)濟中，每件產(chǎn)品都是 100% 可回收的。循環(huán)經(jīng)濟雖然難以實現(xiàn)，但卻是此類工業(yè)化區(qū)在環(huán)境上可持續(xù)的方式之一。垃圾檢測和分類對于廢物的處理和回收至關(guān)重要。可以識別和分類的垃圾可以更有效地回收利用。在智慧城市中使用計算機視覺使垃圾檢測和分類自動化。從長遠來看，在智慧城市中使用計算機視覺可以限制它們對不可避免的氣候變化的貢獻。

回收是一個漫長而復(fù)雜的過程。正確回收垃圾的第一步是優(yōu)化垃圾處理。智慧城市的廢物處理設(shè)施根據(jù)可回收廢物的處理和再利用能力將可回收廢物與其他廢物分開。在這樣的過程中，如果僅使用人工或標(biāo)準(zhǔn)自動化工具，實現(xiàn) 100% 的準(zhǔn)確度是具有挑戰(zhàn)性的。此類基礎(chǔ)工具無法對廢料進行可視化處理和分析，以根據(jù)成分和其他特性推斷可回收性。通過在智慧城市中使用人工智能和計算機視覺來監(jiān)測廢物并協(xié)助進行廢物分類，可以提高回收率。

基于計算機視覺的工具可以改善此類過程中的決策并消除任何異常情況。人工智能和計算機視覺使用算法和深度學(xué)習(xí)來分析智慧城市各個角落產(chǎn)生的日常垃圾。物聯(lián)網(wǎng)傳感器再次用于垃圾桶中的多個監(jiān)控點，這使得人工智能和計算機視覺工具能夠確定質(zhì)量平衡、純度和成分等方面。總而言之，計算機視覺通過在實際回收發(fā)生之前降低可回收垃圾的百分比來改進垃圾分類過程。

機器人技術(shù)是另一種基于人工智能的應(yīng)用程序，越來越多地出現(xiàn)在全球智慧城市的廢物回收過程中。專門的“回收機器人”由基于計算機視覺的垃圾分類器的發(fā)現(xiàn)自主指導(dǎo)。機械臂可以挑選和分離在智能城市中收集到的各種容器中的廢物——濕的可回收廢物、干的可回收廢物、有毒廢物等。除了使廢物管理過程自動化之外，回收機器人在當(dāng)前的大流行時代也非常重要，因為它們允許廢物管理設(shè)施的工作人員與從不同區(qū)域收集的垃圾——以及可能被感染的患者家中——保持距離。智慧城市。

用于廢物處理的機器人使用計算機視覺、彩色編碼相機、激光傳感器和金屬探測器對廢物進行分類，然后將其引導(dǎo)至不同類型的處理區(qū)——回收、生物降解等。帶有多個手臂和抽吸工具的機器人可以更快地進行隔離。然后，一旦將可回收物與其他廢料分開，機器人就會使處理過程自動化。通常，廢物回收包括加熱和熔化廢物等步驟。此類過程涉及多種危險因素，例如高溫和高壓、揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)等。使用自主機器人可以讓廢物回收商保護他們的工人免受此類代理人的傷害。機器人可以承受壓力、溫度和研磨性化學(xué)品，從而有效地促進回收過程。

回收是廢物管理、循環(huán)經(jīng)濟和環(huán)境可持續(xù)性的重要組成部分。除了分離材料外，機器人還可以用于廢物管理過程中的自主質(zhì)量控制。

智慧城市中的機器人、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和計算機視覺消除了垃圾分類、處理和回收過程中的人為錯誤，使垃圾管理更好，提高了智慧城市的清潔度，使智慧城市幾乎實現(xiàn)了真正循環(huán)經(jīng)濟的理想。

03 廢物管理培訓(xùn)和監(jiān)測

AR 和 VR 等技術(shù)滿足了智慧城市廢物管理的主要需求之一，一旦老員工最終退休，新員工的培訓(xùn)計劃就會變得更好、更切合實際?；?AR 的工具可以讓員工準(zhǔn)確地了解他們的角色。當(dāng)工作人員真正在由 AR 或 VR 驅(qū)動的設(shè)備創(chuàng)建的虛構(gòu)模擬中執(zhí)行任務(wù)時，學(xué)習(xí)廢物管理不同方面的體驗會大大改善，而不是依賴規(guī)則手冊、網(wǎng)站或其他標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)資源。

此外，如上所述，AR 是控制機器人清潔器的有用工具。因此，用戶可以使用他們的移動設(shè)備來主動監(jiān)控這些清潔工在智慧城市中的進展情況。計算機視覺、人工智能和增強現(xiàn)實的結(jié)合可以使多個過程自動化，例如從智慧城市中的各個住房社區(qū)收集垃圾，使廢物管理人員能夠?qū)崟r了解清潔機器人清潔的位置以及剩余的位置?；谶@些信息，這些機器人可以由官員動態(tài)管理。AR 為此目的創(chuàng)建了不同的顏色區(qū)域——紅色表示臟，綠色表示干凈——這使得區(qū)分它們更容易。AR 工具的這一特殊功能減少了某些地方被清潔兩次或三次的機會，這有助于優(yōu)化資源使用。

某些表面和區(qū)域需要以更大的壓力和更多的清潔資源進行清潔。根據(jù)來自 AR 應(yīng)用程序的顏色編碼信息，手動或機器人清潔器可以使用必要的壓力或清潔材料來清潔這些區(qū)域和表面。

智能城市中 AR、AI 和計算機視覺的結(jié)合還有其他幾個應(yīng)用。每項技術(shù)都帶來了獨特的東西——物聯(lián)網(wǎng)捕獲信息并啟動處理信息的工具，計算機視覺和人工智能評估信息并使用模式識別和數(shù)據(jù)分類來簡化智慧城市的廢物管理。最后，AR 進行清潔和隔離對于負責(zé)智能城市清潔的相關(guān)部門而言，監(jiān)控非常簡單。

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關(guān)鍵詞： 城市環(huán)境 人工智能 視覺