スマートゴミ管理システム

講義での発表資料です。
This is my presentation material of lecture.

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1. 愛知県⽴⼤学 情報科学研究科 2020831004 ⼩久保 律樹‡ Rev. 2020/12/16 スマートゴミ管理システム I LEC 20F1 1 1 2020年度後期 知的通信システム特論
2. ゴミ管理 × IoT スマートゴミ管理システム 1 テーマ 2020/12/16
3. 1. ゴミ管理の重要性 スマートゴミ管理システム 2 2020/12/16
4. スマートゴミ管理システム 3 ゴミ管理の重要性（1） ⼈の変化 ⼈⼝の増加 都市への⼈の集中 ゴミの変化 % 費⽤ (全世界) [W3] 2010 ▶ 2050 影響 ポイ捨てゴミの増加 % 総重量 (全世界) [W3] 2010 ▶ 2050 予算/⼈⼿が⾜りず 悪臭の発⽣ 収集⾞の稼働増などで ゴミを適切に処理できるように賢い管理が必要 2020/12/16
5. スマートゴミ管理システム 4 ゴミ収集の重要性（2） リサイクルの⾼精度化で資源を節約, 有効活⽤ 埋め⽴て リサイクル 埋め⽴て リサイクル https://www.nims.go.jp/research/elements/rare-metal/urban-mine/index.html Credit: pixabay 都市鉱⼭回収 ⾦属の資源節約 フードロス回避 バイオマス燃料 として活⽤ こんなことも出来るかも･･･ 2020/12/16
6. 2. ゴミの収集・運搬 スマートゴミ管理システム 5 2020/12/16
7. スマートゴミ管理システム 6 ゴミの運搬 https://www.youtube.com/watch?v=iRzOhPHz6zM × 6 地中を通すなどしてゴミを随時回 収する⽅法(左)も考えられるが･･･ ゴミ収集⾞による収集に対し 地中を通す⽅式の費⽤ ？ ？ 空 満杯 ゴミ収集⾞の運⽤最適化 スキップ 2020/12/16
8. スマートゴミ管理システム 7 ゴミ運搬の最適化 空 満杯 スキップ ゴミ集荷場所をスキップ 集荷が必要な場所を回りつつ燃料消費の最も少ないルートを選択 ⾛⾏距離はもちろん、 ところはなるべく遅く･･･など 満杯 タイミングで運搬に向かう に応じて運搬⾞/作業員を割当 2020/12/16
9. スマートゴミ管理システム 8 ゴミの量のモニタリングの実現 の把握 の 化 超⾳波センサ 重量センサ ゴミ箱にゴミがどれだけ溜まっているかを計測 ゴミ収集⾞のルート最適化、ゴミが⼊らなくなる警告を発する といった⽤途に⽤いられる。 ゴミ箱に⼊ってるゴミの重量を計測 ゴミ収集⾞のルート最適化といった⽤途に⽤いられる。 2020/12/16
10. 3. ゴミの分別 スマートゴミ管理システム 9 2020/12/16
11. スマートゴミ管理システム 10 ゴミの分別の⾼精度化 リサイクルのためゴミは分別回収が基本 しかし･･･捨てられたゴミがきっちりと 分別されているのは希 分別して捨てるのが そもそもルールを 理想: きっちり分別 現実: ⼿作業で確認 内部で仕分けして保管 ゴミの回収時の分別を⾼精度化 2020/12/16
12. スマートゴミ管理システム 11 リサイクル貢献者への還元 買取 買取⾦ 飲⾷物の提供 ポイント 還元 ゴミの分別回収に協⼒ ポイント ゴミの分別回収に協⼒ 紙類 OK 分別回収, リサイクルに協⼒してくれた⼈にポイントなどで報酬をおあたえる 2020/12/16
13. スマートゴミ管理システム 12 ゴミの⾃動識別の実現 の⾃動化 の 化 カメラ ゴミの種類を識別するのには画像を⽤いている研究のみ⾒られ た。撮影した画像を⽤いて機械学習によるクラスタリングを⾏ い判別する。 DNN, 3クラス 94% ※背景：⽩ 精度 の例 CNN, 5クラス 89% ※背景：⽩ CNN, 3クラス 68% ※背景：ゴミ ゴミ箱の中を撮影する形式では現状、難しい。 [P8] [P9] [P7] 2020/12/16
14. IoTゴミ箱による容積率モニタリングを 利⽤したアプリケーションのアイデア スマートゴミ管理システム 13 2020/12/16
15. スマートゴミ管理システム 14 アイデア PET専⽤ これは違うよ あっちのゴミ箱に⼊ れてくれたら100P あげるよ 量 時刻 量 時刻 A B 2020/12/16
16. 2020/12/16 スマートゴミ管理システム 15
17. スマートゴミ管理システム 16 参考⽂献（論⽂） [P1] P. Kellow, R. Joel J.P.C., K. Sergei A., K. Neeraj, F. Va sco, “IoT-Based Solid Waste Management Solutions: A Survey,” J. Sens. Actuator Netw, Vol.8, Issue.1: 5, 201 9年3⽉, https://www.mdpi.com/2224-2708/8/1/5. [P2] S. Mdukaza, B. Isong, N. Dladlu, A. M. Abu-Mahfouz, “IoT-Based Solid Waste Management Solutions: A Sur vey,” IECON 2018 - 44th Annual Conference of the IEEE I ndustrial Electronics Society, pp.4639-4644, 2018年. [P3] Lokesh K S, Aswatha Narayana, Nalavadi Srikantha Khaja Moinuddin, “Waste Management in IoT-Enabled Smart Cities: A Survey,” International Journal of Engine ering and Computer Science, Vol.6, No.5, 2017年5⽉, htt p://103.53.42.157/index.php/ijecs/article/view/3553. [P4] D. K. Tripathi, S. Dubey, S. K. Agrawal, “Survey on I OT Based Smart Waste Bin,” 2020 IEEE 9th Internation al Conference on Communication Systems and Network Technologies (CSNT), pp.140-144, 2020年. [P5] K. Vaish, S. Kashyap, S. Nagar, S. Goel, “A Survey o n Waste Management Monitoring System Based on Io T,” International Journal of Innovative Research in Techno logy & Science, Vol.8, Issue.3, 2020年5⽉, http://www.ijirt s.org/volume8issue3/IJIRTS204202.pdf. [P6] B. Stanislas, “Managing Waste through the Interne t of Things (IoT),” EAI International Conference for Rese arch, Innovation and Development for Africa, 2018年4⽉, https://www.researchgate.net/publication/324700420_Ma naging_Waste_through_the_Internet_of_Things_IoT. [P7] O. Awe, R. Mengistu, and V. Sreedhar, “Smart trash net: waste localization and classification,” arXiv Prepri nt, 2017年, http://cs229.stanford.edu/proj2017/final-repor ts/5226723.pdf. [P8] A. H. Vo, L. Hoang Son, M. T. Vo, T. Le, “A Novel Fra mework for Trash Classification Using Deep Transfer Learning,” IEEE Access, Vol.7, pp.178631-178639, 2019 年. 2020/12/16
18. スマートゴミ管理システム 17 参考⽂献（論⽂ | WEBページ） [P9] M. Satvilkar, "Image based trash classification using machine learning algorithms for recyclability status", Ima ge, Vol.13, pp.8, 2018年9⽉, http://trap.ncirl.ie/3422/1/ma ndarsatvilkar.pdf. [W1] Nadia Jamrozik, “What is Smart Waste Manageme nt?,” (Webページ), IoT for all, 2019年10⽉, https://www.io tforall.com/smart-waste-management. [W2] Neil Sequeira, “IoT Applications in Waste Manage ment,” (Webページ), IoT for all, 2020年6⽉, https://www.i otforall.com/iot-applications-waste-management. [W3] Jason Shueh, “'Smart Garbage' Startup Cuts City Trash Costs by 40 Percent,” (Webページ), government t echnology, 2016年4⽉, https://www.govtech.com/civic/S mart-Garbage-Startup-Cuts-City-Trash-Costs-by-40-Per cent.html. [W4] Al Williams, “A Really Garbage Project,” (Webペー ジ), HACKADAY, 2020年3⽉, https://hackaday.com/2020/ 03/28/a-really-garbage-project/. [W5] Zhu Shenshen, “IoT used in smart city including tr ash sorting,” (Webページ), SHINE, 2019年6⽉, https://w ww.shine.cn/biz/tech/1906287532/. [W6] Sanjeev Verma, “How Smart Waste Management i s Making Waste Collection Efficient,” (Webページ), RTI nsights, 2019年9⽉, https://www.rtinsights.com/iot-make s-smart-waste-management-efficient. [W7] Scott, “IoT Waste Management In Smart Cities,” (Webページ), wellthatsinteresting.tech, 2020年5⽉, https:/ /wellthatsinteresting.tech/iot-waste-management-in-smar t-cities/. [W8] Liu Ruqing, “Digital technology moves into China garbage collection,” (Webページ), NIKKEI Asia, 2020年6 ⽉, https://asia.nikkei.com/Business/Startups/Digital-tech nology-moves-into-China-garbage-collection. 2020/12/16
19. スマートゴミ管理システム 18 2020/12/16
20. スマートゴミ管理システム 19 使⽤素材クレジット表⽰ http://icooon-mono.com Icons from Freepik https://www.flaticon.com/ Credit: freepik Credit: Eucalyp Credit: Smashicons Credit: Good Ware 2020/12/16