株式会社 RIDGE-I リッジアイ

Projectプロジェクト

ごみ焼却工場でのAI活用(セグメンテーション)

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AIを活用してごみ質を認識する仕組みを荏原環境プラント(株)様(以下、荏原環境プラント)と共同開発しました。
今回のシステムは、カメラで捉えたごみピット(以下、ピット)内の多種多様なごみをAIによって撹拌状況などを識別し、高度制御装置でピット内のクレーン操作判断を行い、クレーンを自動運転するものです。この自動化開発にあたっては、この「運転員の眼」を代替することが重要課題でしたが、ディープラーニング(深層学習)を用いたごみ識別AIの開発に成功しました(図1)。

図1 ごみ焼却炉イメージ

ごみ焼却施設では、排ガス性状やごみ発電の安定化において燃焼の安定化は重要です。そのためピット内のごみ性状を均一化する撹拌や、特殊ごみの退避等のクレーン操作が必要になります。
現在は運転員が視覚的にごみ性状を認識し、適時クレーンを操作し燃焼の安定化を図っていますが、燃焼安定化のために、運転員のスキル差や将来に向けた人手不足対策として人に依存する作業の低減が必要と考え、クレーン作業において人に依存しない自動化の開発を進めてきました。

そこで今回のプロジェクトでは、カメラで捉えたピット内のごみ状況を、AIでごみの撹拌状況などを識別し、高度制御装置でピット内のクレーン操作判断を行い、クレーンを自動運転する技術に着目して共同開発を行いました。
その結果、ごみ袋の破れ具合などをピクセルごとに見極め、その内容物まで把握する最先端AIを利用してよりごみ状況を精緻に識別可能にしたことで、従来の自動クレーンでは困難であった「燃焼に適したごみを識別した上で炉に投入する」ことや、「特殊ごみ(大量に炉に投入すると機器や燃焼に悪影響の出るごみ)を識別し適切に対処する」ことが可能となりました。(図2)。

図2 ごみピットの様子とごみ識別AIの出力イメージ

今回の運用開始に至るまでに、荏原環境プラントが培った長年のごみ焼却運用のノウハウと課題意識、そしてRidge-iが保有する最先端の画像解析ディープラーニングの知見と可能性を共有し、度重なる検討を行いながら、開発過程でのフィードバックをアジャイルに取り入れて改善を重ねることで、ベテランの運転員目を代替するレベルのAIを実現しました。

本プロジェクトは、①導入の目的と課題の整理のフェーズから、⑦導入に至るまで一気通貫でRidge-iが携わらせていただきました。各々のフェーズにおいて、ごみ処理技術の知見を持った荏原環境プラントと、AI技術の知見を持ったRidge-iが一丸となり、プロジェクトの成功に向かってコミュニケーションを密にとりながら、試行錯誤を重ねたことが運用開始にまで至ったポイントでした。

Ridge-iは今後も実際のビジネスの現場で利用できるAI技術の開発・ソリューション提供に注力し、先端技術の各分野への活用・発展に向けて貢献してまいります。

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