微软助力 BeachBot，致力打造“无污染海岸线”
Edwin Bos 尽情享受田园般的生活：蔚蓝的大海、灿烂的阳光以及和他的两个孩子在 Scheveningen 海滩上玩耍。绵延4.5公里的荷兰海岸，深受游客和当地人喜爱，遍布水生野生动物和长满草的沙丘。
但对于 Bos 来说，所有这些美感都在一个小小的发现中迅速消失了——他4岁的儿子在挖沙子时发现了一支烟头。
“我应该怎么办？”男孩拿着烟头问道。
“太糟糕了！”父亲心想。
事实证明，烟头在污染海洋环境。Bos 立即有了一些想法。首先，需要让海滩游客转变认知，了解到将烟蒂扔在沙滩上会造成海岸线环境污染。其次，Bos 需要想办法解决这一问题。
两年后，Bos 与合作伙伴 MartijnLukaart 共同制造了一款移动式海滩清洁机器，该款清洁机器能识别烟蒂、将其从沙滩中拔出后回收至安全的垃圾箱中。Bos 和 Lukaart 共同创办的 TechTics 咨询公司位于海牙市，该公司致力于通过技术方案解决社会问题。
该款移动式海滩清洁机器的原型机“BeachBot”（简称“BB”），使用人工智能 (AI) 来学习如何更好地找到那些散落的、甚至被沙子掩埋的烟蒂。在去年9月的世界清洁地球日期间，BeachBot 在 Scheveningen 海滩上完成了第一次演示。下一次演示计划于今年夏天进行。
▲Edwin Bos（左）、 Martijn Lukaart（右） 与 BeachBot 的合影
“多么美丽的海滩啊！”住在 Scheveningen 海滩附近的 Bos 说道。Bos 喜欢在下雨天、微风拂面的时候，在宽敞的 Scheveningen 海滩散步，这会给他一种拥有整片海滩的感觉。
“香烟过滤嘴中内含大量微塑料物质，”Bos 补充道。“糟糕的是，这些有害物质最终会由大自然消化。”
香烟过滤嘴会对自然带来多糟糕的影响？美国政府2月份发布的一项研究表明，当水接触到废弃烟头时，过滤嘴会渗出30多种对水生生物产生“剧毒”的化学物质，并会由此带来严重的危险废物问题。其中一些化学物质还与人类的癌症、哮喘、肥胖症、自闭症和低智商有关。
巴西科学家2019年发布的一项研究表明，每年约有4.5万亿支烟头被随意丢弃。这些纤维碎片可能需要14年的时间才能分解，已成为“海滩上被发现最常见的个人物品”。他们会沿着海岸线，慢慢毒害海龟、鸟类、鱼类、蜗牛及其他海岸线生物。
不幸的是，许多来到 Scheveningen 海滩的游客都对各种垃圾非常熟悉。塑料盖、玻璃瓶、糖果包装纸、棉质香烟过滤嘴会被随意丢弃在海岸沿线。
住在 Scheveningen 海滩附近的金融教育讲师 Oscarde Grave 表示：“我希望我的孩子能够赤脚坐在没有玻璃和烟头的沙滩上。一个干净的海滩对我来说非常重要。”
▲BeachBot 的夹子准备收集烟蒂（图片由 TechTics 提供。）
这一目标得到了许多当地人的支持。为了实现这一目标，Bos 和 TechTics 团队创造了首个基于人工智能的检测算法，该算法专门用于检测烟蒂。他们与荷兰代尔夫特理工大学的学生合作，生产了依靠人工智能完成工作的 BeachBot。
为了教机器人顺利找到烟头，TechTics 团队必须向海滩漫游车（尤其是人工智能系统）展示数千张以不同形态埋藏在沙子中的烟蒂照片（比如部分被埋起来的烟蒂），帮助 BeachBot 识别并记住相似烟蒂实物。
为收集大量烟头照片，Bos 和团队寻求 Microsoft Trove 的帮助，Trove 是一款通过透明数据市场将 AI 开发人员与照片拍摄者联系起来的应用程序。为实现公平的市场价值，Trove 建立了照片买卖制度，即人们将照片提供给 TechTics 团队后，可相应获得每张图片25美分的报酬。
TechTics 正试图通过 Trove 收集2000张照片。到目前为止，大约已经积累200张可用图片。
微软 Garage 项目 Trove 部门首席项目经理 Christian Liensberger 说道：“该系统会像孩子第一次学习识别物体一样学习识别图片。”
Liensberger 说，Trove 的理念是，人们应该为他们的数据（例如他们发布的照片）付费，而不仅仅是在社交媒体或通信平台上提供这些数据。在该过程中应该是受控且透明的，允许人们查看他们的数据是如何被使用的。
Liensberger 说道：“通过这种透明的处理方式，很多为 Trove 提供照片的用户认为他们是 Trove 团队的一份子，他们为 Trove 团队提供了实质性的帮助。因为对大多数人来说，能持之以恒做一件事是重要的。”
Trove 用户可随时随地提供照片。Trove 可以收集各种数据，目前正在广泛地帮助支持人工智能项目。
Trove 的使命也深深植根于微软对“负责任的人工智能”(ResponsibleAI)的承诺，该承诺旨在通过以人为本，在道德上推动人工智能发展。
▲BeachBot 团队成员在 Scheveningen 海滩上享受阳光明媚的一天（图片由 TechTics 提供。）
“BeachBot 是由人驱动的”。Liensberger 说道。
“机器人负责所有跑腿工作。它去海滩，它是清洁英雄，”他补充道。“但机器人做清洁时，需要由人为其提供一致的数据输入。否则，它无法处理一些从未遇见的情况。像这样的机器只有在人的帮助下才能工作。”
Bos 认为在 Scheveningen 海滩，清洁海岸线垃圾最高效的方式，就是通过人和机器人之间的团队协作。
Bos 说道：“这是我们概念中最有趣的部分——人机交互，公众让机器人变得更聪明。”
在此过程中，当人们拍摄并分享数千张废弃烟头照片时，他们也在提高自身和他人的环保意识，也许会说服其他人从一开始就停止随意丢弃垃圾。
Bos 说道：“我们的机器人，可能不是海岸线环境污染的最终解决方案。因为乱扔垃圾的人类是问题的源头，我们必须确保一起保持海滩的清洁。”
宽约80厘米的 BeachBot 目前已能处理部分工作。在第一次演示中，BeachBot 机器人在30分钟内共拾起10个烟头。BeachBot 上共安装4个充气轮胎和2个机载摄像头，一个向前取景，躲避人和物体。另外一个摄像头向下方取景。
机器人发现过滤嘴时会降低两个夹臂，夹起沙堆中的过滤嘴，丢进机身自带的垃圾箱中，之后，再由人将所有烟头一起扔进垃圾桶。该机器人使用电池供电，目前可持续运行约1小时。
▲BeachBot 机器人在 Scheveningen 海滩寻找烟头（图片由 TechTics 提供。）
TechTics 正在研发两个小型机器人伴侣——“两个小助手”——它们只专注于检测。他们最终将组成三人组通力协作。 小型机器人负责绘制海滩地图。 当他们找到烟头时，他们可以给 BeachBot（或其他海滩清洁车辆，如拖拉机）发送消息，要求移除烟头。
绘制海滩地图的机器人也将依赖通过 Trove 获取的照片来提升人工智能识别能力。
Bos 说道：“我们从烟头开始。这是世界上被乱扔最多的垃圾。未来，我们希望机器人也能检测识别其他垃圾。”他设想未来机器人能自主工作，由太阳能提供动力。
Bos 相信，海滩环境一定会越来越好。有时他也会自带清扫工具去海滩。
闲暇时候，Bos 会带着他的孩子横穿 Scheveningen 沙丘，并拾起沿路发现的垃圾。在一个小时的徒步旅行中，他们可以填满一整个垃圾袋。
闲逛时，他有时会想象那些留下这些垃圾的人，这些人显然认为别人会收拾他们的烂摊子。他梦想着有一天，一群在沙漠中漫游的机器人可以教会这些人更好地照顾他们的星球。
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