Дворник будущего в Швейцарии: не метла, а компьютер

Утилизация городского мусора – это не вопрос эстетики, это проблема обеспечения долгосрочной выживаемости крупной метрополии в условиях господства экономики массового потребления. Keystone

Швейцарские города по праву считаются одними из самых чистых в мире. Однако добиться этого им удалось только при помощи последовательного превращения городских коммунальных служб в высокотехнологичные сервисные структуры, способные адаптировать и брать себе на вооружение инновационные разработки в борьбе мусором. Нагнать гастарбайтеров с метлами — это не швейцарский путь. Подробности в нашем материале.

Чисто — это не там, где убирают, а там, где не сорят? С этим отчасти можно было бы согласиться, однако нам всем — будем честными — совершенно ясно: мусор на городских улицах есть проблема вечная. Ну кто из нас не бросал беспечно окурок или обертку от мороженного на асфальт, мол, ну что случится от небольшого комка бумаги? В итоге города мира просто задыхаются от мусора, и швейцарские города, в целом, тут не исключение.

Разумеется, городские власти всячески стараются мотивировать людей не сорить. Для этого в швейцарских городах везде стоят урны, выкинуть ненужную обертку в специальный контейнер здесь не просто — а очень просто. И все равно, мусор на улице всегда был и будет. Для городских властей, поэтому, борьба с ним — это вопрос не эстетики, а выживания современной метрополии в условиях господства экономики массового потребления.

В Швейцарии, стране федерализма, нет каких-то единых критериев чистоты. Каждый город самостоятельно разрабатывает и реализует свою политику в области сбора и утилизации мусора. В Цюрихе, например, действует программа «мониторинга состояния улиц», в рамках которой городская среда патрулируется специальными сотрудниками. 

Понятно, что приставить полицейского к каждому прохожему невозможно, такая программа дорога и малоэффективна, не говоря уже о том, что объективного ответа на вопрос критериев чистоты (с какого момента улицы перестают быть чистыми?), наверное, просто не существует.

Рационализация труда

Есть здесь и другой путь, а именно, последовательное превращение городских коммунальных служб в высокотехнологичные сервисные структуры, способные адаптировать и брать себе на вооружение инновационные разработки в борьбе мусором. Правда, для начала эти разработки должен кто-то придумать. 

И вот как раз этим и занимается Мохаммад Саед Рад (Mohammad Saeed Rad) и его коллеги из «Лаборатории обработки информационных потоков» («Signal Processing Laboratory 5» / «LTS5Внешняя ссылка») при Лозаннском Политехе (EPFL) вместе со швейцарским технологическим стартапом «CortexiaВнешняя ссылка» и техническим колледжем «Haute Ecole Arc» («HE-Arc»Внешняя ссылка) из города Невшатель (кантон Невшатель).

«В сфере инженерных наук, да и вообще, в любой науке, действует железное правило: решение проблемы начинается с квантификации эмпирического материала. Проще говоря: прежде, чем изучать нечто, это нечто должно быть измерено», — рассказывает Мохаммад Рад. «Возьмем вот эту комнату, к примеру. Если вы хотите, чтобы в ней стало холоднее или теплее, вам нужно, для начала, точно знать, какая сейчас царит в этом помещении температура.

Иначе вам придется полагаться только на свое субъективное мнение. А это уже не научный подход. Тоже самое касается и городских улиц в Швейцарии: может быть, в глазах туристов они и кажутся идеально чистыми, но иной швейцарец с этим может и не согласиться. Поэтому, если вы стремитесь к объективности, вам необходим разработать измерительную шкалу — именно эта идея и лежит в основе нашего проекта».

Этот проект уже очень заинтересовал несколько городов Швейцарии, ведь для городских властей он предоставляет возможность объективно замерять степени загрязненности тех или иных районов города, а это, в свою очередь, помогает более четко планировать работу коммунальных служб и объективно, что очень важно, оценивать и оплачивать труд городских уборщиков. Рационализация труда ведет, в конечном итоге, к экономии ресурсов и их более эффективному использованию.

PLACEHOLDER

Однако любой такой проект начинается с создания самых простых вещей, например, пользовательского компьютерного интерфейса, позволяющего интегрировать человека, компьютерную программу и уже имеющуюся технику в единую систему. Сделать это не так-то просто_ и как раз над этой задачей сейчас и работают специалисты-инженеры из университета города Невшатель. Они же разрабатывают соответствующую мобильную программу-приложение. Тестировать же эту систему, представленную недавно в Китае на научном конгрессе «Conference on Computer Vision SystemsВнешняя ссылка» будет стартап из города Вевё в партнерстве с городской администрацией Цюриха.

Простая система

Выглядит эта система довольно просто: видеокамера, подключенная к ноутбуку, в память которого загружен сложная самообучающаяся программа, способная регистрировать до 40 различных категорий мусора и отходов размером до двух сантиметров. Видеокамера может быть закреплена на городской уборочной машине, велосипеде или на любом другом малоскоростном средстве передвижения. Она может сканировать уличное покрытие в поисках мусора со скоростью два кадра в секунду, накапливая информацию о состоянии городской среды.

Мохаммад Рад говорит, что он и его коллеги сталкиваются с двумя основными проблемами. Во-первых, компьютерная программа должна быть в состоянии обнаружить и идентифицировать каждый лежащий на дороге фрагмент мусора при скорости передвижения до 20 км в час. Во-вторых, компьютер должен не только зафиксировать, но и классифицировать мусор, отличая сигаретные «бычки» от пластиковых бутылок, жевательной резинки, жестяных банок и газет. Что люди, что программы — учиться им приходится на основе одного и того же принципа: повторение мать учения.

«Чем больше будет объем визуальной информации, обработанной компьютерной программой, тем более точной и „опытной“ она будет. Программа фактически учится на собственном опыте», — говорит ученый. «Весьма вероятно, что, обработав с десяток тысяч изображений, она, наконец, начнет точно идентифицировать виды мусора, или, по крайней мере, она сможет делать предположения с высокой степенью попадания „в точку“, отличая, например, мусор от палой листвы. Через год система будет работать гораздо лучше, чем сейчас, ведь через 12 месяцев массивы эмпирической информации, находящиеся в нашем распоряжении, значительно вырастут в объеме».

Стандартизированные критерии

Информация о типе мусора, количестве его единиц и их расположении, собранная системой, может быть использована для расчета так называемого «коэффициента городской чистоты» («Clean City Index»), разработанного компанией «Cortexia» в сотрудничестве с «EPFL» и «HE-Arc». Участники проекта надеются, что этот показатель станет со временем объективным критерием чистоты, инновационным продуктом, экономящим время и ресурсы, пригодным как для использования в самой Швейцарии, так и для экспорта за рубеж.

Видеокамера, закрепленная на городской уборочной машине, велосипеде или на любом другом малоскоростном средстве передвижения, сканирует уличное покрытие в поисках мусора со скоростью два кадра в секунду. Mohammad Saeed Rad/EPFL

«Этот коэффициент поможет вам решить, стоит ли посылать рабочих коммунальных служб на данную конкретную улицу, или нет, стоит ли проводить на данной улице уборку три раза в день, или хватит один раз в две недели. От того, какое будет принято решение, может очень серьезно зависеть состояние городских бюджетов», — говорит М. Рад. На данный момент новую компьютерную систему уже опробовали в Женеве и Фрибуре (на базе малой городской уборочной техники), в Цюрихе (там ее укрепили на велосипеде), и в Лозанне (с помощью обычных автомашин). А недавно ее коротко опробовали даже в Марселе.

«Такие системы могут очень пригодится в городах как в Швейцарии, так и во Франции, да и вообще, во всех странах, где есть большие города. Кроме того, на основе упомянутого „индекса чистоты“ у вас теперь есть возможность объективно сравнивать степень чистоты улиц вашего города с ситуацией в других городах, в том числе и в Швейцарии», — уточняет М. Рад. В будущем планируется протестировать эту систему на базе городских автобусов: они двигаются по улицам в оптимальном темпе, кроме того, они постоянно «навещают» те места, где городской мусор скапливается, порой, в особо крупных размерах, а именно, автобусные остановки.

Брось в урну, или плати штраф?

В 2016 году швейцарский парламент отклонил план правительства разработать и пронять Федеральный закон, согласно которому нарушителям санитарных городских норм грозил бы штраф в размере 300 швейцарских франков.

Мнение депутатов — закон станет ненужным и неэффективным бюрократическим инструментом.

В мае 2017 года Федеральный совет представил переработанный вариант данного законопроекта, предусматривающий взимание за нарушение правил утилизации мусора штрафа в размере 200 швейцарских франков.

Пока же основные усилия ученые сосредоточили на процессе «знакомства» компьютерной программы с как можно большим количеством типов мусора. М. Рад говорит, что, некоторые типы встречаются достаточно часто (например, окурки), закачать в систему необходимое количество соответствующих изображений таких объектов довольно легко. А вот другие встречаются гораздо реже. «Но у нас есть несколько профессиональных секретов: например, мы используем мусор со свалки и создаем искусственно сгенерированные изображения несуществующих в реальной жизни видов отходов, специально для целей обучения системы», — объясняет он.

Сколько стоит чистота швейцарских улиц?

Согласно данным Федерального ведомства статистики (BfS) Швейцария производит ежегодно около 24 млн тонн мусора, 24% из которых составляют отходы жизнедеятельности городов. В 2014 году в Швейцарии на каждого жителя приходилось по 730 кг мусора в год, тем самым Конфедерация находится на втором месте в Европе после Дании (758 кг).

По оценкам Швейцарского федерального Ведомства охраны окружающей среды (BFU) уборка мусора обходится стране почти в 200 миллионов швейцарских франков в год, примерно 75% этих расходов ложатся на бюджеты муниципалитетов. В период с 1990 по 2012 годы объем городских отходов в Швейцарии вырос на 30% параллельно с ростом численности населения и объемами промышленного производства.

В Берне (население 140 000 человек) малая уборочная техника работает ежедневно, утилизируя до 8,5 тонн мусора в день. Примерно 1 300 мусорных контейнеров города опорожняются до 10 раз в день, на уборку и очистку салонов городских автобусов и трамваев в год уходит до 15 000 часов.

В Женеве (население 200 000 человек) за чистоту 220 км городских дорог отвечает команда в составе 200 сотрудников коммунальных служб. Особое внимание уделяется влажной уборке общественных мест. В городе размещено около 3 000 мусорных контейнеров, за их опорожнение отвечают семь уборочных бригад.

В Цюрихе (население 400 000 человек) городские службы ежедневно утилизируют около 30 000 мешков с мусором. Их сотрудники отвечают за чистоту 737 км дорог общего пользования и 1 080 км пешеходных дорожек и тротуаров, а также всех остановок общественного транспорта в городе. В Цюрихе работает мобильное приложение, которое помогает местным жителям отслеживать график сбора хозяйственного мусора и изучать правила его утилизации.

Перевод на русский и адаптация: Нина Шулякова