스마트 쓰레기통 애플리케이션 솔루션

        지능형 분류 쓰레기통은 점차 사람들의 삶에 들어왔고, 거기에 포함된 과학적 원리도 일정한 연구 가치를 가지고 있습니다. 교육 프로젝트의 개발 및 생산 과정을 통해 학생들은 인공 지능 기술의 응용을 경험할 수 있을 뿐만 아니라 학생들이 쓰레기 분류의 실제 활동에 참여할 수 있어 혁신적인 실무 능력과 문제 해결 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

       이 기사에서는 '지능형 쓰레기통' 프로젝트를 더욱 혁신하고 최적화하고 완전 자동의 저비용 지능형 쓰레기통을 설계합니다.

재료 선택 측면에서 Kendryte K210 프로세서가 개발한 인공지능 카메라 모듈(이하 인공지능 카메라)을 이미지 인식 장치의 핵심으로 선택하고 Arduino UNO 제어 보드를 전체 시스템의 제어 코어로 선택했으며 초음파 센서 및 스티어링 기어 모듈, 적외선 센서, LED 조명 스트립, MP3 모듈 등이 함께 작동하여 작업을 완료합니다. 각 부품의 센서는 완전 자동 지능형 쓰레기 분류 기능을 실현하기 위해 조화와 협력을 통해 작동하며 특정 '인간-버킷' 상호 작용 기능도 갖습니다(그림 1 참조).

기능 전반의 혁신적인 디자인

이 프로젝트는 자동 감지, 이미지 인식, 완전 자동 전달, 넘침 판단 및 음성 방송의 5가지 측면에서 지능형 분류 쓰레기통 설계를 혁신합니다. 프로젝트의 워크플로는 그림 2에 나와 있습니다.

 그림 2. 자동 지능형 분류 쓰레기통의 작업 흐름도

1. 자동 유도

쓰레기통 특유의 냄새 문제를 해결하기 위해 쓰레기통 입구에 적외선 센서 도어를 추가하고 적외선 센서를 사용해 누군가 접근하고 있는지 판단합니다. 사용자가 쓰레기통에 가까이 가면 적외선 센서가 사람을 감지하고 스티어링 기어가 회전하여 센서 도어를 구동하고 쓰레기통 뚜껑을 열어 사용자가 쓰레기를 버릴 수 있습니다. 그 중 쓰레기통 위의 트레이는 사용자가 쓰레기를 버리는 용도로 사용된다. 기존의 발 개방식 쓰레기통과 비교하여 자동 센서 개방 기능은 사용자에게 더 나은 경험을 선사할 수 있습니다.

2. 이미지 인식

실제 사용 시나리오를 최대한 시뮬레이션하기 위해 그림 쓰레기를 물리적 쓰레기 또는 3D 프린팅으로 만든 '3차원 쓰레기'로 대체합니다. 이미지 인식을 위해 인공지능 카메라를 사용하면 모델 학습 프로세스가 증가합니다. 즉, 먼저 모든 쓰레기의 이미지를 수집한 다음 데이터 세트를 표시합니다. 여러 번의 훈련 반복 후에 인공 카메라는 자동으로 쓰레기 유형을 식별할 수 있습니다. 교사가 학생들에게 이러한 방식으로 컴퓨터 이미지 인식의 전체 과정을 탐구하고 경험하도록 지도할 수 있다면 학생들은 결과에 대한 데이터의 중요성을 확실히 깨닫고 이미지 인식의 원리를 더욱 숙달하게 될 것입니다.

3. 전자동 배송

스마트 쓰레기통의 퍼팅 기능 측면에서 우리는 혁신적으로 두 개의 스티어링 기어를 사용하여 트레이의 좌우 및 상하 움직임을 제어합니다. 좌우로 움직여 쓰레기가 해당 쓰레기 수거 상자 위로 운반됩니다. 상하로 움직여 쓰레기를 자동으로 버려, 쓰레기를 정확하게 처리합니다. 전자동 배송이 본 작품의 가장 중요한 기능이자 가장 큰 혁신 포인트이기도 합니다. 개별 쓰레기의 '투척'부터 '분류', '정확한 배송'까지 전자동 프로세스를 미리 구현했습니다. 교육 프로젝트에 유사한 기능이 추가된다면 프로젝트의 기능을 혁신할 뿐만 아니라 실제 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있으며 학생들이 인공 지능 기술이 생활에 가져오는 편리함을 더욱 이해할 수 있도록 도와줄 것입니다.

4. 과충진 판정

트레이 하단에 내장된 초음파 센서는 '넘침' 상태를 제공합니다. 센서는 사용자가 쓰레기를 넣기 전, 즉 트레이가 해당 쓰레기통 위로 이동할 때 각 쓰레기통이 넘쳤는지 여부를 판단할 수 있습니다. 쓰레기 수거함이 가득 차서 사용자가 같은 종류의 쓰레기를 다시 쓰레기통에 넣으면 시스템은 '넣기'를 멈추고 음성 안내를 제공합니다.

5. 음성방송

지능형 분류 쓰레기통이 쓰레기를 인식한 후, 쓰레기의 이름과 종류를 포함한 인식 결과를 음성 방송하여 사용자가 자신이 넣은 쓰레기가 올바르게 식별되었는지 확인할 수 있습니다. 쓰레기 수거 상자가 넘치면 지능형 분류 쓰레기통이 빨간색 LED 표시등으로 켜지고 음성 방송과 함께 사용자에게 시스템의 정상적인 작동을 보장하기 위해 적시에 쓰레기통을 비우도록 상기시켜줍니다.