Σχεδιασμός και αξιοποίηση ενσωματωμένων συστημάτων στον τομέα του περιβάλλοντος
Authors: Ζιούζιος Δημήτριος 
Published: January 2024

Στη σύγχρονη εποχή η αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού, η μαζική αστικοποίηση και η ταυτόχρονη αύξηση της κατανάλωσης αγαθών, οδηγούν στην ολοένα και περισσότερο αυξανόμενη παραγωγή προϊόντων, με συνέπεια την αύξηση των αστικών αποβλήτων. Τα Αστικά Στερεά Απόβλητα (ΑΣΑ) προκαλούν εκτεταμένη ρύπανση του περιβάλλοντος και το πρόβλημα θα γιγαντώνεται εφόσον δεν αντιστραφεί αυτή η πορεία το συντομότερο δυνατό. Ήδη οι ανεπτυγμένες χώρες έχουν αναπτύξει πολιτικές και πρότυπα για την προστασία του περιβάλλοντος. Οι αναπτυσσόμενες χώρες βρίσκονται στην αρχή αυτής της διαδικασίας. Η έκρηξη στην ανάπτυξη των νέων τεχνολογιών και η ταχεία ανάπτυξη του Διαδικτύου των Πραγμάτων (ΔτΠ) αποτελούν βασικό εργαλείο για την προστασία του περιβάλλοντος και την αναβάθμιση της ζωής στις σύγχρονες πόλεις. Η παρούσα διδακτορική διατριβή, εστιάζει στον σχεδιασμό και στην αξιοποίηση των ενσωματωμένων συστημάτων (ΕΣ) στον τομέα του περιβάλλοντος και συγκεκριμένα στοχεύει στην καλύτερη διαχείριση των ΑΣΑ και στην ανακύκλωση υλικών. Για την ορθότερη ανάπτυξη αυτών των διαδικασιών στα πλαίσια της διατριβής, αναπτύχθηκε μια μεθοδολογία που ονομάσαμε «Προσαρμοστικό Μοντέλο Ζ» την οποία και χρησιμοποιήσαμε στην ανάπτυξη των προτεινόμενων λύσεων. Έτσι παρουσιάζεται ένας έξυπνος κάδος από ανακυκλώσιμα υλικά, ο οποίος ενημερώνει τον διαχειριστή του συστήματος σε πραγματικό χρόνο για την πληρότητα του κάδου και την θερμοκρασία του. Με αυτό τον τρόπο ο διαχειριστής του συστήματος μπορεί να γνωρίζει ποιοι κάδοι είναι γεμάτοι και πότε. Αυτή η πληροφορία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη ώστε να προγραμματίζονται τα δρομολόγια των απορριμματοφόρων με τον βέλτιστο δυνατό τρόπο, εξοικονομώντας οικονομικούς πόρους και ανθρωποώρες εργασίας. Επίσης, μπορεί να αξιοποιηθεί στο να προβλέπει σε ποιες συγκεκριμένες μέρες ή περιόδους απαιτούνται περισσότερα ή λιγότερα δρομολόγια, καθώς επίσης αν οι διαχειριστές πρέπει σε κάποια σημεία να προσθέσουν ή να αφαιρέσουν κάδους. Εκτός από την εξοικονόμηση πόρων, μειώνεται και το φαινόμενο υπερχείλισης των κάδων, φαινόμενο που εγκυμονεί υγειονομικούς κινδύνους. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται ο έξυπνος κάδος ανακύκλωσης υλικών, ο οποίος αξιοποιώντας τα ΕΣ και την όραση μηχανής, αντιλαμβάνεται το αντικείμενο που εισέρχεται στον κάδο και το ταξινομεί ανάλογα με το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο. Τέλος, έχει αναπτυχθεί ένα ηλεκτρονικό σύστημα αντικειμένων υψηλής ακρίβειας, σε πραγματικές συνθήκες μονάδας επεξεργασίας απορριμμάτων (ΜΕΑ), αξιοποιώντας τη μηχανική όραση, την τεχνητή νοημοσύνη και τα νευρωνικά δίκτυα. Τα σύμμεικτα υλικά που καταλήγουν στους κάδους απορριμμάτων, περιέχουν μεγάλες ποσότητες ανακυκλώσιμων υλικών και απαιτείται μια ιδιαίτερα δύσκολη διαδικασία για τον διαχωρισμό τους, η οποία δεν είναι πλήρως αυτοματοποιημένη και απαιτεί την συμμετοχή του ανθρώπινου παράγοντα κατά τη διαδικασία διαχωρισμού τους, γνωστή και ως διαδικασία διαχωρισμού στο εργοστάσιο. Με τη δική μας συμβολή, μειώνεται η συμμετοχή των ανθρώπων στην διαδικασία και αυξάνουμε την αυτοματοποίηση. Με την αξιοποίηση των ενσωματωμένων συστημάτων, το περιβάλλον μπορεί να προστατευθεί και να αναβαθμιστεί η ποιότητα της σύγχρονης ζωής. Με την καλύτερη διαχείριση των αστικών στερεών αποβλήτων και την μείωση των ανακυκλώσιμων υλικών που απορρίπτονται, μπορεί να δημιουργηθεί ένα καλύτερο μέλλον.