KR20230159398A - sorting of plastics - Google Patents

sorting of plastics Download PDF

Info

Publication number
KR20230159398A
KR20230159398A KR1020237030490A KR20237030490A KR20230159398A KR 20230159398 A KR20230159398 A KR 20230159398A KR 1020237030490 A KR1020237030490 A KR 1020237030490A KR 20237030490 A KR20237030490 A KR 20237030490A KR 20230159398 A KR20230159398 A KR 20230159398A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piece
pieces
plastic
type
spectroscopy
Prior art date
Application number
KR1020237030490A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
날린 쿠마르
주니어 마누엘 제라르도 그라시아
이샤 캄레쉬바이 마운
제프리 에이. 레이시
로렌조 베가 몬토토
Original Assignee
솔테라 테크노롤지스 인코포레이티드
배텔레 에너지 얼라이언스, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 솔테라 테크노롤지스 인코포레이티드, 배텔레 에너지 얼라이언스, 엘엘씨 filed Critical 솔테라 테크노롤지스 인코포레이티드
Publication of KR20230159398A publication Critical patent/KR20230159398A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
    • G01N15/0227Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging using imaging, e.g. a projected image of suspension; using holography
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1429Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers using an analyser being characterised by its signal processing
    • G01N15/1433
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1434Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers using an analyser being characterised by its optical arrangement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1456Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1456Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1463Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals using image analysis for extracting features of the particle
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1468Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
    • G01N15/147Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle the analysis being performed on a sample stream
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/04Architecture, e.g. interconnection topology
    • G06N3/042Knowledge-based neural networks; Logical representations of neural networks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N5/00Computing arrangements using knowledge-based models
    • G06N5/02Knowledge representation; Symbolic representation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • B29B2017/0213Specific separating techniques
    • B29B2017/0279Optical identification, e.g. cameras or spectroscopy
    • G01N15/149
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
    • G01N2015/025Methods for single or grouped particles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N2015/0288Sorting the particles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N2015/0294Particle shape
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N2015/1493Particle size
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N2015/1497Particle shape
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1765Method using an image detector and processing of image signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/845Objects on a conveyor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/129Using chemometrical methods
    • G01N2201/1296Using chemometrical methods using neural networks

Abstract

비전 시스템 및 하나 이상의 센서 시스템들을 활용하여 플라스틱 물질들을 분류 및 소팅하기 위한 시스템들 및 방법들로서, 물질들 각각을 식별 또는 분류하고, 그 후 이러한 식별 또는 분류에 기초하여 별도의 그룹들로 소팅할 수 있도록 머신 러닝 시스템을 구현할 수 있는 시스템들 및 방법들.Systems and methods for classifying and sorting plastic materials utilizing a vision system and one or more sensor systems, wherein each of the materials can be identified or classified and then sorted into separate groups based on such identification or classification. Systems and methods that can implement a machine learning system.

Description

플라스틱들의 소팅sorting of plastics

본 출원은 미국 가특허 출원 제63/146,892호 및 미국 가특허 출원 제63/173,301호에 대한 우선권을 주장한다. 본 출원은 미국 가특허 출원 제62/193,332호에 대한 우선권을 주장하는 미국 특허 출원 제15/213,129호(미국 특허 제10,207,296호로 발행됨)의 일부 계속 출원인 미국 가특허 출원 제62/490,219호에 대한 우선권을 주장하는 미국 특허 출원 제15/963,755호(미국 특허 제10,710,119호로 발행됨)의 일부 계속 출원인 미국 특허 출원 제16/375,675호(미국 특허 제10,722,922호로 발행됨)의 계속 출원인 미국 특허 출원 제16/939,011호의 일부 계속 출원인 미국 특허 출원 제17/227,245호의 일부 계속 출원인 미국 특허 출원 제17/380,928호의 일부 계속 출원인 미국 특허 출원 제17/495,291호의 일부 계속 출원이며, 이로서 이들 모두는 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 출원은 또한 미국 특허 출원 제15/963,755호(미국 특허 제10,710,119호로 발행됨)의 일부 계속 출원인 미국 특허 출원 제16/358,374호(미국 특허 제10,625,304호로 발행됨)의 분할 출원인 미국 특허 출원 제16/852,514호의 일부 계속 출원인 미국 특허 출원 제17/491,415호의 일부 계속 출원이다.This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/146,892 and U.S. Provisional Patent Application No. 63/173,301. This application relates to U.S. Provisional Patent Application No. 62/490,219, which is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 15/213,129 (published as U.S. Patent No. 10,207,296), which claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/193,332. U.S. Patent Application No. 16, a continuation-in-part of U.S. Patent Application Serial No. 15/963,755 (published as U.S. Patent No. 10,710,119), which claims priority; It is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 17/495,291, which is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 17/227,245, which is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 17/380,928, which is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 17/495,291, which is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. Included. This application also claims U.S. Patent Application Serial No. 16, which is a divisional application of U.S. Patent Application Serial No. 16/358,374 (issued U.S. Patent No. 10,625,304), which is a continuation-in-part of U.S. Patent Application Serial No. 15/963,755 (issued U.S. Patent No. 10,710,119) This is a continuation-in-part application of U.S. Patent Application No. 17/491,415, which is a continuation-in-part application of /852,514.

정부 라이선스 권한들government licensing rights

본 개시는 미국 에너지부가 부여한 보조금 제DE-AR0000422호에 따라 미국 정부의 지원을 받아 작성되었다. 미국 정부는 본 개시에 대해 특정 권리들을 가질 수 있다.This disclosure was prepared with support from the U.S. Government under Grant No. DE-AR0000422 granted by the U.S. Department of Energy. The United States Government may have certain rights in this disclosure.

기술 분야technology field

본 개시는 일반적으로 고형 폐기물의 소팅에 관한 것으로, 특히 도시 또는 산업 고형 폐기물로부터 플라스틱 조각들의 소팅에 관한 것이다.The present disclosure relates generally to the sorting of solid waste, and in particular to the sorting of plastic pieces from municipal or industrial solid waste.

본란은 본 개시의 예시적인 실시예들과 연관될 수 있는 방면의 다양한 양태들을 소개하기 위한 것이다. 이러한 논의는 본 개시의 특정 양태들에 대한 보다 나은 이해를 용이하게 하는 뼈대를 제공하는 데 도움이 될 것으로 여겨진다. 따라서, 본 란은 이러한 관점에서 읽어야 하며, 반드시 종래 기술을 인정하는 것으로 이해되어야 하는 것은 아니다.This section is intended to introduce various aspects that may be related to exemplary embodiments of the present disclosure. It is believed that this discussion will help provide a framework to facilitate a better understanding of certain aspects of the disclosure. Accordingly, this section should be read in this light and should not necessarily be understood as an admission of prior art.

재활용은 쓰레기로서 버려질 수 있는 물질들(예를 들어, 폐기물 흐름들로부터의)을 수집 및 처리하여 이들을 새로운 제품들로 바꾸거나 적어도 보다 적절한 처분을 가능하게 하는 공정이다. 재활용은 매립지들로 보내지는 폐기물의 양을 줄이고, 목재, 물 및 광물들과 같은 천연자원들을 보존하며, 국내 물질들의 공급원을 활용하여 경제적 안정성을 높이고, 새로운 원자재들 수집의 필요성을 줄여 오염을 방지하고, 에너지를 절약하므로 지역사회들과 환경에 이점들이 있다. 수거 후 재활용품들은 물질 회수 시설("MRF")로 보내져 소팅, 세척 및 제조에 사용될 수 있는 물질들로 처리될 수 있다. 결과적으로, 고도로 혼합된 폐기물 흐름들을 경제적으로 소팅하는 처리량이 많은 자동화된 소팅 플랫폼들은 다양한 산업 분야들 전반에서 유용할 것이다. 따라서, 높은 처리량으로 혼합된 산업 또는 도시 고형 폐기물 흐름들을 식별, 분석 및 분리하여 후속 처리를 위한 고품질 공급원료들(낮은 수준들의 미량의 오염물질들을 포함할 수 있음)을 경제적으로 생성할 수 있는 비용 효율적인 소팅 플랫폼들이 필요하다. 전형적으로, MRF들은 많은 물질들을 구별할 수 없어 소팅된 물질들의 품질이 낮고 가치가 낮은 시장들로 제한되거나, 너무 느리고 노동 집약적이며 비효율적이어서 경제적으로 재활용하거나 회수할 수 있는 물질의 양이 제한된다.Recycling is the process of collecting and processing materials that could otherwise be discarded as waste (e.g., from waste streams) and turning them into new products or at least enabling more appropriate disposal. Recycling reduces the amount of waste sent to landfills, conserves natural resources such as wood, water and minerals, increases economic stability by utilizing domestic sources of materials, and prevents pollution by reducing the need to collect new raw materials. There are benefits to communities and the environment by saving energy. After collection, recyclables are sent to a materials recovery facility (“MRF”) where they can be sorted, cleaned and processed into materials that can be used in manufacturing. As a result, high-throughput automated sorting platforms that economically sort highly mixed waste streams will be useful across a variety of industries. Therefore, it is cost-effective to identify, analyze and separate mixed industrial or municipal solid waste streams at high throughput to economically generate high-quality feedstocks (which may contain low levels of trace contaminants) for subsequent processing. Efficient sorting platforms are needed. Typically, MRFs are either unable to distinguish between many materials and are therefore limited to markets where the sorted materials are of low quality and low value, or they are so slow, labor-intensive and inefficient that they limit the amount of material that can be economically recycled or recovered.

도시 고형 폐기물("MSW")은 가정, 상업 및 산업 배출원들을 포괄하는 폐기물 흐름들에 대한 광범위한 용어이다. 이러한 범주들 각각에는 수천 가지의 서로 다른 물질들과 제품들이 있다. EPA는 2017년에 2억 6,780 만 톤의 MSW가 발생했다고 보고했다. 동 MSW의 총 중량 중 13.2 %에 해당하는 3,537 만 톤이 플라스틱들로 구성되었다. 3,537 만 톤의 플라스틱들 중 296 만 톤(8.4 %)의 플라스틱은 재활용되었고, 559 만 톤(15.8 %)은 에너지 회수를 통해 연소되었으며, 2,682 만 톤(75.8 %)은 매립되었다. 플라스틱들을 더 많이 재활용할 필요가 있는 것은 분명하다.Municipal solid waste (“MSW”) is a broad term for waste streams encompassing household, commercial and industrial sources. There are thousands of different substances and products in each of these categories. EPA reported that 267.8 million tons of MSW were generated in 2017. Of the total weight of MSW, 35.37 million tons, or 13.2%, consisted of plastics. Of the 35.37 million tons of plastics, 2.96 million tons (8.4%) were recycled, 5.59 million tons (15.8%) were burned through energy recovery, and 26.82 million tons (75.8%) were landfilled. It is clear that more plastics need to be recycled.

플라스틱 재활용은 플라스틱 폐기물을 새롭고 유용한 제품들로 재가공하는 것이다. 거의 모든 플라스틱은 생분해되지 않아 환경에 축적되기 때문에 재활용이 필요하다. 현재, 거의 모든 재활용은 사용한 플라스틱을 재용해하여 새로운 물품들로 재탄생시키는 소위 기계적 재활용으로 이루어지고 있다. 이는 화학적 수준에서 폴리머를 분해할 수 있으며, 플라스틱 폐기물을 재처리하기 전에 색상과 폴리머 유형별로 소팅해야 하므로 복잡하고 비용이 많이 든다. 이 과정이 실패하면 일관되지 않은 특성들을 가진 물질들이 생산될 수 있으며, 이는 산업계에서 매력적이지 않다. 공급원료 재활용으로 알려진 대안적 접근 방식에서는 플라스틱 폐기물을 다시 원래의 화학 물질들로 전환한 다음 다시 새로운 플라스틱으로 재가공할 수 있다. 이는 더 많은 재활용을 기대할 수 있지만 에너지 및 자본 비용들이 높다는 단점이 있다. 플라스틱 폐기물은 에너지 회수의 일환으로서 화석 연료들 대신 소각할 수도 있다.Plastic recycling is the reprocessing of plastic waste into new, useful products. Almost all plastics need to be recycled because they are not biodegradable and accumulate in the environment. Currently, almost all recycling is done through so-called mechanical recycling, in which used plastics are re-melted and reborn into new items. This can break down polymers at a chemical level, and requires sorting by color and polymer type before plastic waste can be reprocessed, making it complex and expensive. Failure of this process can produce materials with inconsistent properties, which are unattractive to industry. An alternative approach, known as feedstock recycling, can convert plastic waste back into its original chemicals and then reprocess it into new plastics. This can lead to more recycling, but has the disadvantage of high energy and capital costs. Plastic waste can also be incinerated as an alternative to fossil fuels as part of energy recovery.

현재, 일부 플라스틱들만 재활용이 가능하다. 플라스틱들이 재활용될 때는 일반적으로 서로 다른 유형들의 플라스틱들로 소팅된다. 재활용률들도 플라스틱의 유형들에 따라 다르다. 여러 유형들이 일반적으로 사용되며, 각각의 유형마다 화학적 및 물리적 특성들이 다르다. 이는 소팅 및 재처리 용이성의 차이들로 이어지며, 이는 회수된 물질들의 가치와 시장 규모에 영향을 미친다. 단일 물질(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 고밀도 폴리에틸렌("HDPE") 및 폴리프로필렌("PP"))로 만들어진 플라스틱 포장 및 제품들은 더 쉽게 재활용할 수 있다. 재활용이 거의 불가능하거나 가끔 재활용이 가능한 플라스틱들에는 폴리염화비닐("PVC"), 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE") 및 폴리스티렌("PS")이 포함된다. 추가적으로, 플라스틱은 재활용 횟수가 제한되어 있다.Currently, only some plastics can be recycled. When plastics are recycled, they are usually sorted into different types of plastic. Recycling rates also vary depending on the type of plastic. Several types are commonly used, each with different chemical and physical properties. This leads to differences in the ease of sorting and reprocessing, which affects the value and market size of the recovered materials. Plastic packaging and products made from a single material (e.g., polyethylene terephthalate (“PET”), high-density polyethylene (“HDPE”), and polypropylene (“PP”)) can be more easily recycled. Plastics that are rarely or occasionally recyclable include polyvinyl chloride (“PVC”), low-density polyethylene (“LDPE”), linear low-density polyethylene (“LLDPE”), and polystyrene (“PS”). Additionally, plastics have a limited number of recycling possibilities.

최신 단일 흐름 MRF들 및 플라스틱 재생업체들에서는 유입되는 물질의 양이 많기 때문에 고속으로 물질을 이동시키고 소팅할 수 있는 처리 장비가 필요하다. 동시에 가장 순수하고 오염이 적은 흐름들로부터 가장 높은 가치를 얻게 된다. 이러한 다소 모순적인 목표들을 달성하기 위해, 오늘날의 단일 흐름 MRF들 및 재생업체들은 투과 또는 반사를 통해 근적외선("NIR") 시그니처로 플라스틱 포장을 소팅하는 자동화된 장비를 사용한다. 이러한 센서들은 외부 공급원으로부터의 광의 반사에 의존하며 물질의 표면만 볼 수 있다. 또한, 이 센서로부터는 폴리머 정보만 포착된다. 예를 들어, NIR 분광법은 투명하고 연한 청색 PET인 #1 유형의 플라스틱들 및 # 2 HDPE는 식별할 수 있지만, #1 유색 PET, #3 PVC, #4 LDPE, #5 PP, #6 PS 및 #7 다층 폴리머들, 복합 폴리머들, 아크릴 및 나일론과 같은 다른 플라스틱들은 거부할 수 있다. 또한, NIR 분광법은 흑색 또는 짙은 유색 플라스틱들은 물론 플라스틱 코팅 종이 및 다층 포장(폴리머 다층 필름들로 제작)과 같은 복합 물질들도 정확하게 식별할 수 없어 잘못된 판독값들을 제공할 수 있다. 대부분의 흑색 플라스틱은 탄소를 사용하여 착색된다. 흑색 플라스틱들은 자동차 산업, 전자제품들, 식품 포장들, 비닐봉지들 등에 널리 사용된다. 그러나, 흑색 플라스틱들은 가시광선을 흡수할 뿐만 아니라 스펙트럼의 근적외선 부분도 흡수하기 때문에 NIR 분광법에서는 보이지 않는 아쉬운 부작용이 있다. 따라서, '은밀한' 흑색 플라스틱은 검출되지 않은 채 컨베이어의 단부에 있는 '기타' 통으로 들어가 에너지용으로 태워지거나 매립지에 버려진다.Modern single-flow MRFs and plastics recyclers require processing equipment that can move and sort material at high speeds due to the high volume of incoming material. At the same time, the highest value is obtained from the purest and least polluting streams. To achieve these somewhat contradictory goals, today's single-flow MRFs and recyclers use automated equipment that sorts plastic packaging by near-infrared ("NIR") signature through transmission or reflection. These sensors rely on reflection of light from an external source and can only see the surface of the material. Additionally, only polymer information is captured from this sensor. For example, NIR spectroscopy can identify plastics of type #1, which is transparent and light blue PET, and #2 HDPE, but #1 colored PET, #3 PVC, #4 LDPE, #5 PP, #6 PS, and #7 Other plastics such as multilayer polymers, composite polymers, acrylic and nylon can be rejected. Additionally, NIR spectroscopy cannot accurately identify black or dark colored plastics as well as complex materials such as plastic-coated paper and multilayer packaging (made from polymer multilayer films), which can give erroneous readings. Most black plastics are colored using carbon. Black plastics are widely used in the automotive industry, electronics, food packaging, plastic bags, etc. However, since black plastics not only absorb visible light but also the near-infrared part of the spectrum, they have an unfortunate side effect that is not visible in NIR spectroscopy. Therefore, the 'stealth' black plastic goes undetected into the 'other' bin at the end of the conveyor, where it is burned for energy or dumped in landfill.

폐쇄 루프 또는 1 차 재활용에서는 폐플라스틱이 비슷한 품질과 종류의 새 물품들로 다시 재활용된다(예를 들어, 음료수병들을 다시 음료수병들로 바꾸는 것). 그러나, 품질 저하 없이 플라스틱을 지속적으로 기계적으로 재활용하는 것은 누적된 폴리머 분해와 오염물질 축적 위험으로 인해 매우 어려운 일이다. 많은 폴리머들에 대해 폐쇄 루프 재활용이 연구되어 왔지만, 현재까지 산업적으로 성공한 것은 PET 병 재활용뿐이다.In closed loop or primary recycling, waste plastic is recycled into new items of similar quality and type (for example, turning beverage bottles into beverage bottles). However, continuous mechanical recycling of plastics without quality loss is very difficult due to the risk of cumulative polymer degradation and contaminant accumulation. Although closed-loop recycling has been studied for many polymers, recycling of PET bottles has been the only industrially successful process to date.

개방 루프 또는 2 차 재활용(다운사이클링이라고도 함)에서는 재활용할 때마다 플라스틱의 품질이 떨어지기 때문에 무한정 재활용할 수 없고 결국 폐기물이 된다. PET 병들을 양털이나 기타 섬유들로 재활용하는 것이 일반적인 예이며, PET 재활용의 대부분을 차지한다. 새로운 제품을 만들 때 재활용 플라스틱과 원물질 또는 호환 플라스틱들을 혼합하면 폴리머 품질 저하를 상쇄할 수 있다.In open loop or secondary recycling (also called downcycling), the quality of the plastic deteriorates with each recycling, so it cannot be recycled indefinitely and eventually becomes waste. Recycling of PET bottles into wool and other fibers is a common example and accounts for the majority of PET recycling. When making new products, mixing recycled plastics with raw materials or compatible plastics can offset the decline in polymer quality.

열경화성 폴리머들은 녹지 않지만 기계적 재활용을 위한 기술들이 개발되었다. 여기에는 일반적으로 물질을 부스러기 형태로 분해한 다음 일종의 결합제와 혼합하여 새로운 복합 물질을 형성하는 과정이 포함된다.Thermoset polymers do not melt, but technologies have been developed for their mechanical recycling. This typically involves breaking down the material into crumbs and then mixing them with some type of binder to form a new composite material.

공급원료 또는 3 차 재활용(화학적 재활용이라고도 함)에서는 폴리머들을 화학적 구성 블록들(모노머들)로 환원한 다음 다시 중합하여 새로운 플라스틱들로 만들 수 있다. 열분해와 화학적 해중합은 공급원료 재활용의 두 가지 유형들이다.In feedstock or tertiary recycling (also called chemical recycling), polymers can be reduced to their chemical building blocks (monomers), which can then be polymerized to make new plastics. Pyrolysis and chemical depolymerization are two types of feedstock recycling.

에너지 재활용 또는 4 차 재활용이라고도 하는 에너지 회수는 에너지 생산을 위해 화석 연료들 대신 플라스틱 폐기물을 태우는 것을 포함한다.Energy recovery, also called energy recycling or quaternary recycling, involves burning plastic waste instead of fossil fuels to produce energy.

고철을 재활용할 때 특정 종류들의 플라스틱을 (코크스 대신) 탄소원으로서 사용할 수 있는 공정이 개발되었다. 분쇄된 플라스틱은 특정 적용예들에서 건설 골재 또는 충전재로 사용될 수 있다.A process has been developed that allows certain types of plastic to be used as a carbon source (instead of coke) when recycling scrap metal. Shredded plastic can be used as construction aggregate or filler in certain applications.

플라스틱 폐기물은 폐기물 에너지화 공정에서 폐기물 재생 연료("RDF")로서 단순 소각하거나 먼저 화학적으로 합성 연료로 전환할 수 있다. 연소시 다량의 염화수소(HCl)를 발생시켜 장비를 부식시키고 연료 제품들의 바람직하지 않은 염소화를 유발할 수 있으므로, 어떤 방식이든 PVC를 제외하거나 이염소화 기술들을 설치하여 이를 보완해야 한다.Plastic waste can be simply incinerated as Renewable Fuel (“RDF”) in waste-to-energy processes or can first be chemically converted into synthetic fuel. Combustion generates a large amount of hydrogen chloride (HCl), which can corrode equipment and cause undesirable chlorination of fuel products, so any method must be supplemented by excluding PVC or installing dichlorination technologies.

혼합 플라스틱 폐기물은 해중합하여 합성 연료를 만들 수 있다. 이는 원래 플라스틱보다 발열량이 높고 연소 효율이 높을 수 있지만 화석 연료들에 비해 효율은 떨어진다. 다양한 전환 기술들이 연구되어 왔으며, 그 중 열분해가 가장 일반적이다. 열분해에 촉매를 사용하면 더 높은 가치를 지닌 더 나은 제품을 얻을 수 있다. 소각이 널리 사용되는 것에 비해 플라스틱 연료화 기술들은 플라스틱을 수거하고 소팅하는 데 드는 비용들과 생산된 연료의 가치가 상대적으로 낮기 때문에 역사적으로 경제성을 확보하는 데 어려움을 겪어왔다.Mixed plastic waste can be depolymerized to make synthetic fuel. It may have higher calorific value and higher combustion efficiency than original plastic, but is less efficient than fossil fuels. Various conversion technologies have been studied, of which pyrolysis is the most common. Using catalysts in pyrolysis can yield better products with higher value. While incineration is widely used, plastic fuel technologies have historically had difficulty securing economic feasibility due to the costs of collecting and sorting plastic and the relatively low value of the produced fuel.

전술한 내용의 결과로서, 모든 유형들의 플라스틱을 소팅하기 위한 개선된 공정들, #3 내지 #7 유형의 플라스틱을 소팅하는 능력, PVC를 소팅해 내는 능력 및 플라스틱들의 혼합물들을 새로운 분류들 또는 분획들로 소팅하여 보다 효율적으로 재활용할 수 있는 능력에 대한 요구가 있다.As a result of the foregoing, there are improved processes for sorting all types of plastics, the ability to sort plastics types #3 to #7, the ability to sort PVC and mixtures of plastics into new classifications or fractions. There is a need for the ability to sort and recycle more efficiently.

도 1은 본 개시의 특정 실시예들에 따라 구성된 소팅 시스템의 개략도를 예시한다.
도 2는 머신 러닝 시스템에서 훈련 스테이지 동안 사용되는 물질 조각들의 제어 세트에 대한 예시적인 표현을 예시한다.
도 3은 본 개시의 특정 실시예들에 따라 구성된 순서도를 예시한다.
도 4는 본 개시의 특정 실시예들에 따라 구성된 단순화된 개략도를 예시한다.
도 5 및 도 6은 화학적 시그니처들의 예들을 예시한다.
도 7은 본 개시의 특정 실시예들에 따라 구성된 순서도를 예시한다.
도 8은 본 개시의 특정 실시예들에 따라 구성된 순서도를 예시한다.
도 9는 본 개시의 특정 실시예들에 따라 구성된 데이터 처리 시스템의 블록도를 예시한다.
1 illustrates a schematic diagram of a sorting system constructed in accordance with certain embodiments of the present disclosure.
2 illustrates an example representation of a control set of material pieces used during the training stage in a machine learning system.
3 illustrates a flowchart constructed in accordance with certain embodiments of the present disclosure.
4 illustrates a simplified schematic diagram constructed in accordance with certain embodiments of the present disclosure.
Figures 5 and 6 illustrate examples of chemical signatures.
7 illustrates a flowchart constructed in accordance with certain embodiments of the present disclosure.
8 illustrates a flowchart constructed in accordance with certain embodiments of the present disclosure.
9 illustrates a block diagram of a data processing system constructed in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

본 개시의 다양한 상세 실시예들이 본 명세서에 개시되어 있다. 그러나, 개시된 실시예들은 단지 본 개시의 예시일 뿐이며, 다양하고 대안적인 형태들로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도면들은 반드시 실척대로인 것은 아니며, 일부 특징들은 특정 구성요소들의 상세들을 보여주기 위해 과장되거나 최소화될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 특정 구조적 및 기능적 상세들은 제한적인 것으로 해석되어서는 안 되며, 단지 당업자에게 본 개시의 다양한 실시예들을 사용하도록 교시하기 위한 대표적인 근거로서만 해석되어야 한다.Various detailed embodiments of the present disclosure are disclosed herein. However, it should be understood that the disclosed embodiments are merely illustrative of the disclosure and that it may be implemented in various alternative forms. The drawings are not necessarily to scale and some features may be exaggerated or minimized to show details of specific components. Accordingly, the specific structural and functional details disclosed herein should not be construed as limiting, but only as a representative basis for teaching those skilled in the art to use the various embodiments of the present disclosure.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "물질들"은 금속들(철 및 비철), 금속 합금들, 플라스틱들(본 명세서에 개시되거나, 산업계에 공지되어 있거나, 장래에 새롭게 생성될 플라스틱들 중 임의의 플라스틱을 포함(그러나, 이에 제한되지 않음)), 고무, 발포체, 유리(붕규산염 또는 소다 석회 유리 및 다양한 유색 유리를 포함(그러나, 이에 제한되지 않음)), 세라믹들, 종이, 판지, 테프론, PE, 번들 전선들, 절연 피복 전선들, 희토류 원소들, 잎들, 목재, 식물들, 식물들의 일부들, 직물들, 바이오 폐기물, 포장, 전자 폐기물, 배터리들 및 축전지들, 수명이 다한 차량들, 채광, 건설, 및 철거 폐기물, 농작물 폐기물들, 산림 잔재물들, 목적 재배 풀들, 목질 에너지 작물들, 미세 조류, 도시 음식물 쓰레기, 음식물 쓰레기, 유해 화학 및 생물의학 폐기물들, 건설 잔해, 농장 폐기물들, 생물성 물품들, 비생물성 물품들, 특정 탄소 함량이 있는 객체들, 도시 고형 폐기물 내에서 발견될 수 있는 임의의 다른 객체들, 그리고 본 명세서에 공개된 센서 기술들 중 임의의 기술을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 하나 이상의 센서 시스템들에 의한 것을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 것에 의해 서로 구별될 수 있는 전술한 것들 중 임의의 것의 추가 유형들 또는 분류들을 포함하여, 본 명세서에 공개된 임의의 다른 객체들, 물품들 또는 물질들을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 임의의 물품 또는 객체를 포함할 수 있다.As used herein, “materials” include metals (ferrous and non-ferrous), metal alloys, plastics (any of the plastics disclosed herein, known in the industry, or newly created in the future). (including but not limited to plastics), rubber, foam, glass (including but not limited to borosilicate or soda lime glass and various colored glasses), ceramics, paper, cardboard, Teflon, PE, bundled wires, insulated sheathed wires, rare earth elements, leaves, wood, plants, plant parts, textiles, bio-waste, packaging, electronic waste, batteries and accumulators, end-of-life vehicles, Mining, construction, and demolition wastes, crop wastes, forestry residues, purpose-grown grasses, woody energy crops, microalgae, municipal food waste, food waste, hazardous chemical and biomedical wastes, construction debris, farm wastes, Biological items, non-biological items, objects with a certain carbon content, any other objects that can be found within municipal solid waste, and any of the sensor technologies disclosed herein. (but not limited to) additional types or classifications of any of the foregoing that may be distinguished from one another, including (but not limited to) one or more sensor systems. It may include any article or object, including but not limited to any other objects, articles or substances disclosed in the specification.

"물질"은 화학 원소, 화학 원소들의 화합물 또는 혼합물 또는 화학 원소들의 화합물 또는 혼합물로 구성된 임의의 물품 또는 객체를 포함할 수 있으며, 여기서 화합물 또는 혼합물의 복잡성은 단순한 것부터 복잡한 것까지 다양할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "원소"는 본 출원의 출원일 이후에 발견될 수 있는 원소들을 포함하여 원소들의 주기율표의 화학 원소를 의미한다. 본 개시 내에서 "스크랩", "스크랩 조각들", "물질들" 및 "물질 조각들"이라는 용어들은 상호 교환적으로 사용될 수 있다.“Substance” may include a chemical element, a compound or mixture of chemical elements, or any article or object composed of a compound or mixture of chemical elements, where the complexity of the compound or mixture may vary from simple to complex. As used herein, “element” means a chemical element of the Periodic Table of the Elements, including elements that may have been discovered after the filing date of this application. Within this disclosure, the terms “scrap,” “pieces of scrap,” “material,” and “pieces of material” may be used interchangeably.

업계에서 잘 알려진 바와 같이, "폴리머"는 반복되는 많은 하위 단위들로 구성된 매우 큰 분자들 또는 거대 분자들로 구성된 성분 또는 물질이다. 폴리머는 자연에서 발견되는 천연 폴리머 또는 합성 폴리머일 수 있다.As is well known in the art, a “polymer” is an ingredient or material composed of very large molecules or macromolecules composed of many repeating subunits. Polymers may be natural polymers found in nature or synthetic polymers.

"다층 폴리머 필름들"은 두 개 이상의 서로 다른 조성물들로 구성되고, 최대 약 7.5-8 × 10-4 m의 두께를 가질 수 있다. 층들은 적어도 부분적으로 인접하고, 바람직하지만 선택적으로 공존한다.“Multilayer polymer films” consist of two or more different compositions and can have a thickness of up to about 7.5 -8 x 10 -4 m. The layers are at least partially adjacent and preferably, but optionally, coexist.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "플라스틱", "플라스틱 조각" 및 "플라스틱 물질의 조각"(이들 모두 상호 교환적으로 사용될 수 있음)이라는 용어들은 하나 이상의 폴리머들 및/또는 다층 폴리머 필름들의 폴리머 조성물을 포함하거나 이들로 구성되는 임의의 객체를 지칭한다.As used herein, the terms “plastic,” “plastic piece,” and “piece of plastic material” (all of which may be used interchangeably) refer to a polymer composition of one or more polymers and/or multilayer polymer films. It refers to any object that includes or consists of these.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "화학적 시그니처"라는 용어는 하나 이상의 분석 기기들에 의해 생성되는 것과 같이 고유한 패턴(예를 들어, 지문 스펙트럼)을 의미하며, 샘플에 하나 이상의 특정 원소들 또는 분자들(폴리머들 포함)이 존재함을 나타낸다. 원소들 또는 분자들은 유기 및/또는 무기일 수 있다. 이러한 분석 기기들은 본 명세서에 개시된 센서 시스템들 중 임의의 시스템을 포함한다. 본 개시의 실시예들에 따라, 본 명세서에 개시된 하나 이상의 센서 시스템들은 물질 조각(예를 들어, 플라스틱 조각)의 화학적 시그니처를 생성하도록 구성될 수 있다.As used herein, the term “chemical signature” refers to a unique pattern (e.g., a fingerprint spectrum), as generated by one or more analytical instruments, that identifies one or more specific elements or molecules in a sample. indicates the presence of substances (including polymers). The elements or molecules may be organic and/or inorganic. These analytical devices include any of the sensor systems disclosed herein. In accordance with embodiments of the present disclosure, one or more sensor systems disclosed herein may be configured to generate a chemical signature of a piece of material (e.g., a piece of plastic).

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "분획(fraction)"은 유기 및/또는 무기 원소들 또는 분자들, 폴리머 유형들, 플라스틱 유형들, 폴리머 조성들, 플라스틱들의 화학적 시그니처들, 플라스틱 조각의 물리적 특성들(예를 들어, 색상, 투명도, 강도, 융점, 밀도, 형상, 크기, 제조 유형, 균일성, 자극들에 대한 반응 등) 등의 임의의 특정 조합을 의미하며, 여기에는 본 명세서에 개시된 플라스틱들의 다양한 분류들 및 유형들이 모두 포함된다. 분획들에 대한 비제한적인 예들에는 하나 이상의 서로 다른 유형들의 플라스틱 조각들이 있으며, 여기에는 LDPE와 상대적으로 높은 비율의 알루미늄; LDPE 및 PP와 상대적으로 낮은 비율의 철; PP와 아연; PE, PET 및 HDPE의 조합들; 임의의 유형의 적색 LDPE 플라스틱 조각들; PVC를 제외한 플라스틱 조각들의 임의의 조합; 흑색 플라스틱 조각들; 특정 유기 및 무기 분자들의 조합을 포함하는 #3 내지 #7 유형 플라스틱들의 조합들; 하나 이상의 서로 다른 유형들의 다층 폴리머 필름들의 조합들; 특정 오염 물질 또는 첨가제를 포함하지 않는 특정 플라스틱들의 조합들; 융점이 특정 임계값보다 큰 임의의 유형들의 플라스틱들; 복수의 특정 유형들의 임의의 열경화성 플라스틱; 염소를 포함하지 않는 특정 플라스틱들; 유사한 밀도들을 갖는 플라스틱들의 조합들; 유사한 극성들을 갖는 플라스틱들의 조합들; 뚜껑들이 부착되지 않은 플라스틱 병들 또는 그 반대의 경우도 마찬가지로 포함된다.As used herein, “fraction” refers to organic and/or inorganic elements or molecules, polymer types, plastic types, polymer compositions, chemical signatures of plastics, and physical properties of plastic pieces. (e.g., color, transparency, strength, melting point, density, shape, size, manufacturing type, uniformity, response to stimuli, etc.), etc., which refers to any specific combination of the plastics disclosed herein. All various classifications and types are included. Non-limiting examples of fractions include pieces of one or more different types of plastic, including LDPE and a relatively high percentage of aluminum; LDPE and PP and relatively low percentage of iron; PP and zinc; Combinations of PE, PET and HDPE; Pieces of red LDPE plastic of any type; Any combination of plastic pieces other than PVC; Pieces of black plastic; Combinations of types #3 to #7 plastics containing specific combinations of organic and inorganic molecules; Combinations of one or more different types of multilayer polymer films; Combinations of certain plastics that do not contain certain contaminants or additives; Any types of plastics whose melting point is above a certain threshold; Any thermoset plastic of a plurality of specific types; Certain plastics that do not contain chlorine; Combinations of plastics with similar densities; Combinations of plastics with similar polarities; Plastic bottles without attached caps and vice versa are also included.

"촉매 열분해"는 산소가 없고 촉매가 있는 상태에서 고분자 물질들을 가열하여 이들을 분해하는 것을 수반한다.“Catalytic pyrolysis” involves heating polymeric materials in the absence of oxygen and in the presence of a catalyst to decompose them.

"미리결정된"이라는 용어는 미리 설정되거나 결정된 것을 의미한다.The term “predetermined” means set or determined in advance.

"스펙트럼 이미징"은 전자기 스펙트럼의 다수의 대역들을 사용하는 이미징이다. 일반 카메라는 가시광선 스펙트럼의 적색, 녹색 및 청색(RGB)의 세 파장 대역들에 걸쳐 광을 포착하지만, 스펙트럼 이미징은 RGB를 포함하지만 그 이상의 광범위한 기술들을 포괄한다. 스펙트럼 이미징은 적외선, 가시광선, 자외선 및/또는 x-선 스펙트럼들을 사용하거나 이들의 일부 조합을 사용할 수 있다. 스펙트럼 데이터 또는 스펙트럼 이미지 데이터는 스펙트럼 이미지의 디지털 데이터 표현이다. 스펙트럼 이미징에는 가시광선 및 비가시광선 대역들의 스펙트럼 데이터를 동시에 수집하거나, 가시광선 범위 밖에서 조명을 비추거나, 광학 필터들을 사용하여 특정 스펙트럼 범위를 포착하는 것이 포함될 수 있다. 스펙트럼 이미지의 각각의 픽셀에 대해 수백 개의 파장 대역들을 포착하는 것도 가능하다.“Spectral imaging” is imaging that uses multiple bands of the electromagnetic spectrum. While a typical camera captures light across three wavelength bands of the visible spectrum: red, green, and blue (RGB), spectral imaging encompasses a wide range of technologies that include but go beyond RGB. Spectral imaging may use the infrared, visible, ultraviolet and/or x-ray spectra, or some combination thereof. Spectral data or spectral image data is a digital data representation of a spectral image. Spectral imaging may include collecting spectral data in visible and non-visible bands simultaneously, illuminating outside the visible range, or using optical filters to capture specific spectral ranges. It is also possible to capture hundreds of wavelength bands for each pixel in a spectral image.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "이미지 데이터 패킷"이라는 용어는 개별 물질 조각의 포착된 스펙트럼 이미지와 관련된 디지털 데이터의 패킷을 지칭한다.As used herein, the term “image data packet” refers to a packet of digital data associated with a captured spectral image of an individual piece of material.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "식별하다" 및 "분류하다"라는 용어들, "식별" 및 "분류"라는 용어들 및 이들 용어들의 임의의 파생 용어들은 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 물질의 조각을 "분류한다"는 것은 해당 물질의 조각이 속하는 물질들의 유형들 또는 부류들을 결정(즉, 식별)하는 것이다. 예를 들어, 본 개시의 특정 실시예들에 따라, 센서 시스템(본 명세서에서 추가로 설명됨)은 물질들을 분류하기 위한 임의의 유형의 정보를 수집 및 분석하도록 구성될 수 있으며, 이러한 분류들은 소팅 시스템 내에서 활용되어 하나 이상의 물리적 및/또는 화학적 특성들(예를 들어, 사용자가 정의할 수 있음)의 세트의 함수로서 물질 조각들을 선택적으로 소팅할 수 있으며, 이러한 특성들에는 색상, 질감, 색조, 형상, 밝기, 무게, 밀도, 조성, 크기, 균일성, 제조 유형, 화학적 시그니처, 미리결정된 분획, 방사성 시그니처, 광, 소리 또는 기타 신호들에 대한 투과성 및 물질 조각들의 배출 및/또는 반사된 전자기 방사선("EM")을 포함한 다양한 필드들과 같은 자극들에 대한 반응을 포함한다(그러나, 이에 제한되지 않음). 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "제조 유형"은 단조 공정에 의해 형성되거나, (소모성 금속 주조, 영구적 금속 주조 및 분말 야금을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음)) 주조에 의해 형성되거나, 단조에 의해 형성되는 금속 부품과 같은 물질 조각이 제조된 제조 공정, 물질 제거 공정 등의 유형을 의미한다.As used herein, the terms “identify” and “classify,” “identification” and “classification,” and any derivative terms of these terms may be used interchangeably. As used herein, to “classify” a piece of material is to determine (i.e., identify) the types or classes of materials to which the piece of material belongs. For example, according to certain embodiments of the present disclosure, a sensor system (described further herein) may be configured to collect and analyze any type of information to classify substances, and such classifications may be sorted. Utilized within the system to selectively sort material pieces as a function of a set of one or more physical and/or chemical properties (e.g., user-definable), such properties may include color, texture, hue, etc. , shape, brightness, weight, density, composition, size, uniformity, type of manufacture, chemical signature, predetermined fraction, radioactive signature, permeability to light, sound or other signals and emitted and/or reflected electromagnetic waves of the material fragments. Includes (but is not limited to) responses to stimuli such as various fields, including radiation (“EM”). As used herein, “manufacturing type” means formed by a forging process, formed by casting (including, but not limited to, consumable metal casting, permanent metal casting, and powder metallurgy), or forging. Refers to the type of manufacturing process, material removal process, etc. by which a piece of material, such as a metal part, is manufactured.

물질들의 유형들 또는 부류들(즉, 분류)은 사용자가 정의할 수 있으며, 알려진 물질들의 분류에 제한되지 않는다. 유형들 또는 부류들의 세분화는 매우 거칠게로부터 매우 세밀하게까지 다양할 수 있다. 예를 들어, 유형들 또는 부류들에는 플라스틱들, 세라믹들, 유리들, 금속들 및 기타 물질들 ― 이러한 유형들 또는 부류들의 세분화는 상대적으로 거침 ―; 예를 들어 아연, 구리, 황동, 크롬 플레이트 및 알루미늄과 같은 서로 다른 금속들 및 금속 합금들 ― 이러한 유형들 또는 부류들의 세분화는 더 미세함 ―; 또는 특정 유형들의 플라스틱 사이 ― 이러한 유형들 또는 부류들의 세분화는 상대적으로 미세함 ―를 포함할 수 있다. 따라서, 유형들 또는 부류들은 예를 들어, 서로 다른 유형들의 플라스틱들과 같이 상당히 서로 다른 조성들의 물질들 사이(예를 들어, #1 내지 #7 유형들의 플라스틱들 중 임의의 플라스틱 사이)를 구별하거나, 예를 들어 특정 플라스틱 유형에 속할 수 있는 서로 다른 플라스틱들의 하위 부류들과 같은 거의 동일한 조성의 물질들 사이를 구별하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 논의된 방법들 및 시스템들은 분류되기 전에 조성이 완전히 알려지지 않은 물질의 조각들을 정확하게 식별/분류하는 데 적용될 수 있음을 이해해야 한다.The types or classes (i.e., classifications) of substances can be defined by the user and are not limited to known classifications of substances. The subdivision of types or classes can vary from very coarse to very fine. For example, types or classes include plastics, ceramics, glasses, metals and other materials—the subdivision of these types or classes is relatively rough; Different metals and metal alloys, for example zinc, copper, brass, chrome plate and aluminum - the subdivision of these types or classes is still finer; or between specific types of plastics—the subdivision of these types or classes is relatively fine. Thus, types or classes distinguish between materials of significantly different compositions, for example, different types of plastics (e.g., between any of the plastics of types #1 to #7) or , may be configured to distinguish between materials of nearly identical composition, for example, subclasses of different plastics that may belong to a particular plastic type. It should be understood that the methods and systems discussed herein can be applied to accurately identify/classify pieces of material whose composition is not fully known prior to classification.

본 개시의 실시예들은 다수의 센서 기술들과 머신 러닝 시스템을 융합하여 플라스틱 소팅 기능들을 향상시킨다. 센서 기반 소팅기 기술들의 한계들은 각각의 센서가 좁은 범위의 신호들만 검출할 수 있기 때문에 단일 센서의 사용으로 인해 발생한다. 가장 일반적인 소팅기 센서 유형들은 와전류, 가시 카메라, x-선 투과, 근적외선 및 x-선 형광("XRF")이며, 다음 표에 요약되어 있다.Embodiments of the present disclosure improve plastic sorting functions by fusing multiple sensor technologies and a machine learning system. Limitations of sensor-based sorter technologies arise from the use of a single sensor because each sensor can only detect a narrow range of signals. The most common sorter sensor types are eddy current, visible camera, x-ray transmission, near-infrared, and x-ray fluorescence ("XRF"), and are summarized in the following table.

센서 유형sensor type 연관된 물리학associated physics 검출된 신호detected signal 와전류eddy current 자기장magnetic field 금속들metals 가시 카메라visible camera 가시 광 반사visible light reflection 서로 다른 유색 물질들different colored substances X-선 투과X-ray transmission X-선 강도X-ray intensity 투과, 밀도Transmission, Density 근적외선near infrared IR 스펙트럼IR spectrum 폴리머 유형polymer type XRFXRF XRF 스펙트럼XRF spectrum 무기 원소 조성Inorganic elemental composition

그러나, MSW 내 플라스틱 조각들은 하나 이상의 유기 폴리머들, 하나 이상의 무기 원소들로 구성될 수 있으며, 많은 서로 다른 색상들, 형상들 및 크기들로 제공된다. 이러한 플라스틱들의 예들로는 감자칩 봉지들, 짜 먹는 주스 상자들, 일부 음료 용기들 및 전자기 민감성 전자 제품 포장이 있다. 본 개시의 실시예들은 이러한 서로 다른 유형들의 플라스틱들을 유기 폴리머 조성 및/또는 무기 원소 조성을 설명할 수 있는 고유한 분류들로 소팅할 수 있는 센서 기반 기술을 사용하여 이러한 폐기물 흐름으로부터 새로운 분획들을 생성한다. 예를 들어, 폴리머들과 무기 원소들의 상대적 조성에 관심이 많은 전환 화학자는 이러한 분획들로 소팅된 재활용 플라스틱들로부터 특정 제품을 만들 수 있는 하나 이상의 새로운 분획들을 선택할 수 있다. 결과적으로, 본 개시의 실시예들에 따라 구성된 소팅 시스템들은 기존의 최첨단 소팅 기술들로 가능한 것 이상의 분획들을 생산할 수 있다.However, the plastic pieces in MSW can be composed of one or more organic polymers, one or more inorganic elements, and are available in many different colors, shapes and sizes. Examples of these plastics include potato chip bags, squeeze juice boxes, some beverage containers, and electromagnetic sensitive electronic packaging. Embodiments of the present disclosure create new fractions from this waste stream using sensor-based technology that can sort these different types of plastics into unique classes that can account for their organic polymer composition and/or inorganic elemental composition. . For example, a conversion chemist interested in the relative composition of polymers and inorganic elements can select one or more new fractions to make a particular product from recycled plastics sorted into these fractions. As a result, sorting systems constructed according to embodiments of the present disclosure can produce fractions beyond what is possible with existing state-of-the-art sorting technologies.

예를 들어, 본 개시의 특정 실시예들은 새로운 제품들(예를 들어, 재활용 방법에 의해) 및/또는 연료들을 생성하기 위해, #3-#7 유형의 플라스틱들의 베일들로부터 미리결정된 분획을 분류 및/또는 소팅하도록 구성될 수 있다. 이러한 분획들의 예시적인 최종 용도들에는 가스들(예를 들어, C1 내지 C4), 연료들(예를 들어, 가솔린, 디젤) 및 진공 가스 오일들이 포함될 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않음). 그러나, 유기 및 무기 원소 조성들에 기초한 #3 내지 #7 유형의 플라스틱들의 소팅은 성공적으로 수행된 적이 없다.For example, certain embodiments of the present disclosure may sort a predetermined fraction from bales of plastics of types #3-#7 to generate new products (e.g., by recycling methods) and/or fuels. and/or sorting. Exemplary end uses of these fractions may include (but are not limited to) gases (e.g., C1 to C4), fuels (e.g., gasoline, diesel) and vacuum gas oils. However, sorting of plastics of types #3 to #7 based on organic and inorganic elemental compositions has never been performed successfully.

본 개시의 실시예들은 플라스틱 물질들의 조각들을 미리결정된 다양한 서로 다른 분획들 또는 특성들 또는 유형들의 조합들에 따라 분류하도록 구성될 수 있으며, 이는 이하 및 본 개시의 다른 곳에서 개시된다.Embodiments of the present disclosure may be configured to sort pieces of plastic materials according to a variety of different predetermined fractions or combinations of properties or types, as disclosed below and elsewhere in the disclosure.

플라스틱들은 그 특성들에 따라 화학 구조, 극성 및 적용예들에 따라 세 가지 유형들로 분류할 수 있다.Plastics can be classified into three types according to their properties, chemical structure, polarity and applications.

화학 구조와 온도 거동에 따라 플라스틱들은 열가소성 플라스틱들, 열경화성 플라스틱들, 엘라스토머들로 나눌 수 있다.According to their chemical structure and temperature behavior, plastics can be divided into thermoplastics, thermosets, and elastomers.

극성과 관련하여 성질이 서로 다른 원자들이 존재하면 공유 결합들에서 전자들이 가장 전기적으로 음성인 원자를 향해 이동하여 쌍극자가 생성된다. CI, O, N, F 등과 같은 극성 전기음성 전자들을 포함하는 폴리머들은 극성 화합물들일 수 있어 물질의 특성들에 영향을 미친다. 극성이 증가하면, 기계적 저항, 경도, 강성, 내열성, 내수성 및 내습성, 내화학성은 물론 수증기와 같은 극성 화합물에 대한 투과성, 금속들에 대한 접착성 및 접착력도 증가한다. 동시에 극성이 증가하면 열팽창, 전기 절연 용량, 정전하들의 축적 경향 및 극성 분자들(O2, N2)에 대한 투과성이 감소한다. 이러한 방식으로, 폴리올레핀들, 폴리에스테르들, 아세탈들, 할로겐화 폴리머들 등과 같은 서로 다른 제품군들 사이를 구별할 수 있다.When atoms with different polarity properties exist, electrons in covalent bonds move toward the most electrically negative atom, creating a dipole. Polymers containing polar electronegative electrons such as CI, O, N, F, etc. can be polar compounds and thus affect the properties of the material. As polarity increases, mechanical resistance, hardness, rigidity, heat resistance, water and moisture resistance, chemical resistance, as well as permeability to polar compounds such as water vapor, adhesion and adhesion to metals increase. At the same time, as polarity increases, thermal expansion, electrical insulating capacity, tendency to accumulate electrostatic charges and permeability to polar molecules (O 2 , N 2 ) decrease. In this way, it is possible to distinguish between different product groups such as polyolefins, polyesters, acetals, halogenated polymers, etc.

제3 분류는 적용예에 따라 열가소성 물질들에 적용된다. 이러한 제3 분류에는 네 가지 유형들의 플라스틱들이 있다:The third classification applies to thermoplastic materials depending on the application. There are four types of plastics in this third category:

표준 플라스틱들 또는 상품들: 가격과 여러 면들에서 우수한 특성들로 인해 대량으로 제조 및 사용되는 플라스틱들. 일부 예들에는 폴리에틸렌("PE"), 폴리프로필렌("PP"), 폴리스티렌("PS"), 폴리염화비닐("PVC") 또는 공중합체 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌("ABS")이 있다.Standard plastics or products: Plastics that are manufactured and used in large quantities due to their cost and many other excellent properties. Some examples include polyethylene (“PE”), polypropylene (“PP”), polystyrene (“PS”), polyvinyl chloride (“PVC”), or the copolymer acrylonitrile butadiene styrene (“ABS”).

엔지니어링 플라스틱들: 우수한 구조, 투명성, 자체 윤활 및 열 특성들이 필요한 경우에 사용됨. 일부 예들에는 폴리아미드("PA"), 폴리아세탈("POM"), 폴리카보네이트("PC"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 폴리페닐렌 에테르("PPE") 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트("PBT")가 있다.Engineering plastics: Used where excellent structure, transparency, self-lubrication and thermal properties are required. Some examples include polyamide (“PA”), polyacetal (“POM”), polycarbonate (“PC”), polyethylene terephthalate (“PET”), polyphenylene ether (“PPE”), and polybutylene ether. There are phthalates (“PBT”).

특수 플라스틱들: 이들 플라스틱들은 투명성과 광 안정성이 높은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 또는 온도 및 화학 제품들에 대한 내성이 우수한 폴리테트라플루오로에틸렌(Teflon)과 같은 월등한 정도의 특수한 특성을 지님.Specialty plastics: These plastics have a superior degree of special properties, such as polymethyl methacrylate (PMMA), which has high transparency and light stability, or polytetrafluoroethylene (Teflon), which has excellent resistance to temperature and chemicals. .

고성능 플라스틱들: 대부분 내열성이 높은 열가소성 플라스틱. 즉, 이들 플라스틱들은 특히 최대 150 ℃의 고온들에 대한 기계적 저항성이 우수하다. 폴리이미드("PI"), 폴리설폰("PSU"), 폴리에테르설폰("PES"), 폴리아릴설폰("PAS"), 폴리페닐렌설파이드("PPS") 및 액정 폴리머들("LCP")이 고성능 플라스틱들이다.High-performance plastics: Mostly thermoplastics with high heat resistance. That is, these plastics have excellent mechanical resistance, especially to high temperatures of up to 150°C. Polyimide (“PI”), polysulfone (“PSU”), polyethersulfone (“PES”), polyarylsulfone (“PAS”), polyphenylene sulfide (“PPS”) and liquid crystal polymers (“LCP”) ") These are high-performance plastics.

많은 플라스틱 물품들에는 제조된 폴리머의 유형을 식별하는 기호가 있다. 이러한 수지 식별 코드들, 종종 약칭으로 RIC들은 국제적으로 사용된다. 총 7 개의 코드들이 있으며, 가장 일반적인 상품 플라스틱들 유형들에 대한 6 개와 그 외의 모든 것을 포괄하는 1 개의 코드가 있다. 이러한 유형들을 본 명세서에서는 폴리머 유형들 #1 내지 #7 이라고도 한다. 폴리머 유형 #1은 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET")를 가리키고, #2는 고밀도 폴리에틸렌("HDPE")을 가리키고, #3은 폴리염화비닐("PVC")을 가리키고, #4는 저밀도 폴리에틸렌("LDPE")을 가리키고, #5는 폴리프로필렌("PP")을 가리키고, #6은 폴리스티렌("PS")을 가리키고, #7은 폴리머 유형들 #1 내지 #6에 없는 다른 폴리머들(예를 들어, 아크릴, 폴리카보네이트("PC"), 폴리액틱 섬유들, 폴리락타이드, 나일론, 유리섬유, ABS)을 가리킨다. EU는 ABS와 폴리아미드들도 포함하는 유사한 9 개 코드 목록을 유지한다.Many plastic items have symbols identifying the type of polymer from which they are manufactured. These resin identification codes, often abbreviated RIC, are used internationally. There are a total of 7 codes, 6 for the most common types of commodity plastics and 1 code that covers everything else. These types are also referred to herein as polymer types #1 to #7. Polymer type #1 refers to polyethylene terephthalate ("PET"), #2 refers to high-density polyethylene ("HDPE"), #3 refers to polyvinyl chloride ("PVC"), and #4 refers to low-density polyethylene ("PVC"). #5 refers to polypropylene ("PP"), #6 refers to polystyrene ("PS"), #7 refers to other polymers not in polymer types #1 through #6 (e.g. For example, acrylic, polycarbonate ("PC"), polyactic fibers, polylactide, nylon, fiberglass, and ABS). The EU maintains a similar list of nine codes that also includes ABS and polyamides.

PET 플라스틱은 음료수 병들, 약병들, 로프, 의류, 카펫 섬유와 같은 많은 일반 가정용품들을 만드는 데 사용된다. HDPE 플라스틱은 우유, 모터 오일, 샴푸들 및 컨디셔너들, 비누 병들, 세제, 표백제 용기들을 만드는 데 자주 사용된다. PVC는 모든 종류들의 파이프들과 타일들에 사용되며 배관 파이프들에서 가장 흔히 볼 수 있다. LDPE 제품들에는 집착 필름, 샌드위치 백들, 짜 먹는 병들, 비닐 식료품 봉투들이 포함된다. PP는 도시락들, 마가린 용기들, 요구르트 용기들, 시럽 병들, 처방약 병들 및 플라스틱 병 뚜껑들을 만드는 데 사용된다. 폴리스티렌 물품들에는 일회용 커피 컵들, 플라스틱 식품 상자들, 플라스틱 수저 및 포장용 발포체가 포함된다. 폴리카보네이트는 젖병들, 콤팩트 디스크들 및 의료용 보관 용기들에 사용된다. 따라서, 본 개시의 실시예들에 따라, 머신 러닝 시스템으로 구현된 비전 시스템은 제조된 제품의 유형에 기초하여 이들 서로 다른 유형들의 플라스틱들을 식별하고 소팅하도록 훈련될 수 있다.PET plastic is used to make many common household items such as beverage bottles, medicine bottles, rope, clothing and carpet fibers. HDPE plastic is frequently used to make containers for milk, motor oil, shampoos and conditioners, soap bottles, detergent, and bleach. PVC is used in all types of pipes and tiles and is most commonly found in plumbing pipes. LDPE products include cling film, sandwich bags, squeeze bottles, and plastic grocery bags. PP is used to make lunch boxes, margarine containers, yogurt containers, syrup bottles, prescription bottles and plastic bottle caps. Polystyrene items include disposable coffee cups, plastic food boxes, plastic cutlery and packaging foam. Polycarbonate is used in baby bottles, compact discs and medical storage containers. Accordingly, according to embodiments of the present disclosure, a vision system implemented with a machine learning system can be trained to identify and sort these different types of plastics based on the type of product manufactured.

플라스틱 조각들은 포함될 수 있는 첨가제들의 유형들에 따라 분류될 수 있다. 첨가제들은 성능을 향상시키기 위해 플라스틱들에 혼합되는 화합물들로서 안정제들, 필러들 및 염료들을 포함한다. 투명한 플라스틱들은 아직 염색이 되지 않았기 때문에 가치가 가장 높지만, 흑색이나 강한 유색 플라스틱은 포함될 경우 제품이 변색될 수 있기 때문에 가치가 훨씬 낮다. 따라서, 플라스틱은 재활용에 적합한 물질을 제공하기 위해 폴리머 유형과 색상별로 소팅해야 할 수 있다.Plastic pieces can be classified according to the types of additives they may contain. Additives are compounds that are mixed into plastics to improve performance and include stabilizers, fillers and dyes. Clear plastics are the most valuable because they have not yet been dyed, but black or strongly colored plastics are much less valuable because their inclusion can discolor the product. Therefore, plastics may need to be sorted by polymer type and color to provide materials suitable for recycling.

플라스틱들은 밀도에 기초하여 분류 및 소팅될 수도 있다. 특정 폴리머들은 밀도 범위가 유사하다(예를 들어, PP와 PE, 또는 PET, PS 및 PVC). 플라스틱 조각에 필러의 비율이 높으면 밀도에 영향을 미칠 수 있다.Plastics may be sorted and sorted based on density. Certain polymers have similar density ranges (for example, PP and PE, or PET, PS and PVC). A high percentage of filler in a piece of plastic can affect its density.

플라스틱 폐기물은 크게 산업 스크랩(산업 후 수지라고도 함)과 소비 후 폐기물의 두 가지 범주들로 나눌 수도 있다.Plastic waste can be broadly divided into two categories: industrial scrap (also known as post-industrial resin) and post-consumer waste.

플라스틱 조각들은 재활용 방법에 따라 분류/소팅될 수도 있다. 기계적 재활용 과정에서 플라스틱들은 폴리머 유형에 따라 150 내지 320 ℃에서 재처리될 수 있으며, 이 과정에서 원치 않는 화학 반응들이 발생하여 폴리머가 분해될 수 있다. 이는 플라스틱의 물리적 특성들 및 전반적인 품질을 저하시킬 수 있으며, 휘발성 저분자량 화합물들을 생성하여 바람직하지 않은 맛 또는 냄새를 부여할 수 있을 뿐만 아니라 열 변색을 유발할 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예들은 이러한 원치 않는 화학 반응들을 피할 수 있도록 플라스틱 조각들을 분류 및 소팅하도록 구성될 수 있다. 플라스틱 내에 존재하는 첨가제들은 이러한 열화를 가속화할 수 있다. 예를 들어, 플라스틱의 생분해성을 개선하기 위한 산화 생분해성 첨가제들은 열분해 정도를 증가시킬 수 있다. 마찬가지로, 난연제들은 원치 않는 효과들을 가질 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예들은 플라스틱 조각들을 분류 및 소팅하여 이러한 첨가제들 중 특정 첨가제들이 포함된 플라스틱 조각들이 폐기되도록 구성될 수 있다.Plastic pieces can also be sorted/sorted according to recycling method. During mechanical recycling, plastics can be reprocessed at 150 to 320 degrees Celsius depending on the polymer type, and this process can cause unwanted chemical reactions that can cause polymer decomposition. This can degrade the physical properties and overall quality of the plastic, generate volatile low molecular weight compounds that can impart undesirable tastes or odors, as well as cause thermal discoloration. Accordingly, embodiments of the present disclosure may be configured to sort and sort plastic pieces to avoid these unwanted chemical reactions. Additives present in plastics can accelerate this deterioration. For example, oxidative biodegradability additives to improve the biodegradability of plastics can increase the degree of thermal decomposition. Likewise, flame retardants can have unwanted effects. Accordingly, embodiments of the present disclosure may be configured to sort and sort the plastic pieces so that plastic pieces containing certain of these additives are discarded.

제품의 품질은 플라스틱이 얼마나 잘 소팅되었는지에 따라 크게 달라질 수 있다. 많은 폴리머들은 용융 시 서로 섞이지 않으며 재처리 과정에서 (기름과 물처럼) 상이 분리된다. 이러한 혼합물들로 만든 제품들은 서로 다른 폴리머 유형들 사이에 많은 경계들을 포함하며, 이러한 경계들을 가로지르는 응집력이 약하여 기계적 특성들이 좋지 않다. 따라서, 본 개시의 실시예들은 섞이지 않는 특정 플라스틱 조각들이 동일한 그룹으로 함께 소팅되지 않도록 플라스틱 조각들을 분류 및 소팅하도록 구성될 수 있다.The quality of a product can vary greatly depending on how well the plastic is sorted. Many polymers are immiscible when melted and their phases separate (like oil and water) during reprocessing. Products made from these blends contain many boundaries between different polymer types and have poor mechanical properties due to poor cohesion across these boundaries. Accordingly, embodiments of the present disclosure may be configured to sort and sort plastic pieces such that certain unmixed plastic pieces are not sorted together into the same group.

본 개시의 특정 실시예들에 따라 본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 복수의 물질 조각들(예를 들어, 본 명세서에 개시된 다양한 플라스틱들의 임의의 조합)의 이질적인 혼합물을 수용하며, 이 이질적인 혼합물 내의 적어도 하나의 물질 조각은 하나 이상의 다른 물질 조각들과는 서로 다른 원소들의 성분(예를 들어, 화학적 시그니처)을 포함하고, 그리고/또는 이 이질적인 혼합물 내의 적어도 하나의 물질 조각은 다른 물질 조각들과 구별될 수 있으며(예를 들어, 시각적으로 분별 가능한 특성들 또는 특징들, 서로 다른 화학적 시그니처들 등), 시스템들 및 방법들은 이 물질 조각을 그러한 다른 물질 조각들로부터 분리된 그룹으로 식별/분류/소팅하도록 구성된다. 본 개시의 실시예들은 본 명세서에 정의된 바와 같이 임의의 유형들 또는 부류들의 물질들 또는 분획들을 소팅하는 데 활용될 수 있다.In accordance with certain embodiments of the disclosure, the systems and methods described herein accommodate a heterogeneous mixture of a plurality of material pieces (e.g., any combination of the various plastics disclosed herein), the heterogeneous mixture At least one piece of material within the heterogeneous mixture contains a composition of elements (e.g., chemical signature) that is different from that of one or more other pieces of material, and/or at least one piece of material within this heterogeneous mixture is distinguishable from the other pieces of material. (e.g., visually discernible properties or characteristics, different chemical signatures, etc.), and systems and methods may be used to identify/classify/sort this piece of material into a group separate from other such pieces of material. It is composed. Embodiments of the present disclosure may be utilized to sort any types or classes of materials or fractions as defined herein.

본 개시의 실시예들은 사용자 정의 그룹화들(예를 들어, 물질 유형 분류들 또는 분획들)의 함수로서 물질 조각들을 별도의 리셉터클들 또는 통(bin)들에 물리적으로 퇴적(예를 들어, 전환 또는 배출)하여 물질 조각들을 그러한 별도의 그룹들로 소팅하는 것으로 본 명세서에서 설명될 것이다. 일 예로서, 본 개시의 특정 실시예들 내에서, 물질 조각들은 다른 물질 조각들의 물리적 특성들(예를 들어, 시각적으로 분별 가능한 특성들 또는 특징들, 서로 다른 화학적 시그니처들 등)과 구별 가능한 물리적 특성들을 갖는 물질 조각들을 분리하기 위해 별도의 통들로 소팅될 수 있다.Embodiments of the present disclosure physically deposit (e.g., convert or convert) pieces of material into separate receptacles or bins as a function of user-defined groupings (e.g., material type classifications or fractions). discharge) and sorting the material pieces into such separate groups will be described herein. As an example, within certain embodiments of the present disclosure, pieces of material may have physical characteristics that are distinguishable from the physical properties (e.g., visually discernible properties or characteristics, different chemical signatures, etc.) of other pieces of material. It can be sorted into separate bins to separate pieces of material with properties.

도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따라 구성된 시스템(100)의 일 예를 예시한다. 컨베이어 시스템(103)은 시스템(100)을 통해 개별 물질 조각들(101)의 하나 이상의 흐름들을 이송하도록 구현되어 개별 물질 조각들(101) 각각이 미리결정된 원하는 그룹들로 추적, 분류 및 소팅될 수 있다. 이러한 컨베이어 시스템(103)은 물질 조각들(101)이 전형적으로 미리결정된 일정한 속도로 이동하는 하나 이상의 컨베이어 벨트로 구현될 수 있다. 그러나, 본 개시의 특정 실시예들은 물질 조각들이 시스템(100)의 다양한 구성요소들(또는 임의의 다른 유형의 수직 소팅기)을 지나 자유 낙하하는 시스템 또는 진동 컨베이어 시스템을 포함하는 다른 유형들의 컨베이어 시스템들로 구현될 수 있다. 이하, 해당되는 경우, 컨베이어 시스템(103)은 컨베이어 벨트(103)로도 지칭될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 운반, 자극, 검출, 분류 및 소팅 행위들의 일부 또는 전부가 자동으로, 즉 사람의 개입 없이 수행될 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)에서, 하나 이상의 자극들의 공급원들, 하나 이상의 배출 검출기들, 분류 모듈, 소팅 장치 및/또는 다른 시스템 구성요소들은 이러한 그리고 다른 작업들을 자동으로 수행하도록 구성될 수 있다.1 illustrates an example of a system 100 constructed in accordance with various embodiments of the present disclosure. Conveyor system 103 is implemented to convey one or more streams of individual pieces of material 101 through system 100 so that each of the individual pieces of material 101 can be tracked, sorted, and sorted into predetermined desired groups. there is. This conveyor system 103 may be implemented as one or more conveyor belts along which pieces of material 101 typically move at a constant predetermined speed. However, certain embodiments of the present disclosure may be used in systems where pieces of material freely fall past the various components of system 100 (or any other type of vertical sorter) or other types of conveyor systems, including vibratory conveyor systems. can be implemented with Hereinafter, where applicable, conveyor system 103 may also be referred to as conveyor belt 103. In one or more embodiments, some or all of the transport, stimulation, detection, sorting, and sorting acts may be performed automatically, i.e., without human intervention. For example, in system 100, one or more sources of stimuli, one or more emission detectors, a classification module, a sorting device and/or other system components may be configured to automatically perform these and other tasks.

또한, 도 1은 컨베이어 시스템(103) 상의 물질 조각들(101)의 단일 흐름을 예시하고 있지만, 본 개시의 실시예들은 이러한 물질 조각들의 복수의 흐름들이 서로 병렬로 시스템(100)의 다양한 구성요소들을 통과하는 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제10,207,296호에 추가로 설명된 바와 같이, 물질 조각들은 단일 컨베이어 벨트 또는 병렬 컨베이어 벨트들의 세트에서 이동하는 둘 이상의 병렬 단일 흐름들로 분배될 수 있다. 이처럼, 본 개시의 특정 실시예들은 이러한 복수의 병렬 이동 물질 조각들의 흐름들을 동시에 추적, 분류 및 소팅할 수 있다. 본 개시의 특정 실시예들에 따라, 싱귤레이터의 통합 또는 사용은 필요하지 않다. 대신, 컨베이어 시스템(예를 들어, 컨베이어 시스템(103))은 단순히 컨베이어 시스템(103) 상에 무작위로 퇴적된 물질 조각들의 덩어리를 이송할 수 있다.Additionally, while FIG. 1 illustrates a single flow of material pieces 101 on conveyor system 103, embodiments of the present disclosure allow multiple flows of such material pieces to flow through various components of system 100 in parallel. It can be implemented by passing through them. For example, as further described in U.S. Pat. No. 10,207,296, the pieces of material may be distributed into two or more parallel single streams traveling on a single conveyor belt or set of parallel conveyor belts. As such, certain embodiments of the present disclosure are capable of simultaneously tracking, sorting, and sorting these flows of multiple, parallel moving pieces of material. According to certain embodiments of the present disclosure, integration or use of a singulator is not necessary. Instead, the conveyor system (e.g., conveyor system 103) may simply convey clumps of randomly deposited material pieces onto conveyor system 103.

본 개시의 특정 실시예들에 따라, 물질 조각들(101)을 컨베이어 시스템(103)으로 공급하기 위해 일부 적합한 종류의 공급기 메커니즘(예를 들어, 다른 컨베이어 시스템 또는 호퍼(102))이 활용될 수 있으며, 이에 따라 컨베이어 시스템(103)은 물질 조각들(101)을 시스템(100) 내의 다양한 구성요소들을 지나서 운반할 수 있다. 물질 조각들(101)이 컨베이어 시스템(103)에 의해 수용된 후, 선택적 텀블러/진동기/싱귤레이터(106)가 물질 조각들의 집합으로부터 개별 물질 조각들을 분리하기 위해 활용될 수 있다. 본 개시의 특정 실시예들 내에서, 컨베이어 시스템(103)은 컨베이어 시스템 모터(104)에 의해 미리결정된 속도로 이동하도록 작동된다. 이 미리결정된 속도는 운영자가 임의의 잘 알려진 방식으로 프로그래밍 및/또는 조정할 수 있다. 컨베이어 시스템(103)의 미리결정된 속도의 모니터링은 대안적으로 포지션 검출기(105)를 사용하여 수행될 수 있다. 본 개시의 특정 실시예들 내에서, 컨베이어 시스템 모터(104) 및/또는 포지션 검출기(105)의 제어는 자동화 제어 시스템(108)에 의해 수행될 수 있다. 이러한 자동화 제어 시스템(108)은 컴퓨터 시스템(107)의 제어하에 작동될 수 있고, 그리고/또는 자동화 제어를 수행하기 위한 기능들이 컴퓨터 시스템(107) 내의 소프트웨어에 구현될 수 있다.According to certain embodiments of the present disclosure, some suitable type of feeder mechanism (e.g., another conveyor system or hopper 102) may be utilized to feed material pieces 101 to conveyor system 103. The conveyor system 103 may transport material pieces 101 past various components within the system 100. After the pieces of material 101 are received by the conveyor system 103, an optional tumbler/vibrator/singulator 106 may be utilized to separate individual pieces of material from the collection of material pieces. Within certain embodiments of the present disclosure, conveyor system 103 is operated to move at a predetermined speed by conveyor system motor 104. This predetermined speed can be programmed and/or adjusted by the operator in any well known manner. Monitoring of the predetermined speed of the conveyor system 103 may alternatively be performed using a position detector 105. Within certain embodiments of the present disclosure, control of conveyor system motor 104 and/or position detector 105 may be performed by automated control system 108. This automated control system 108 may operate under the control of computer system 107 and/or functions for performing automated control may be implemented in software within computer system 107.

컨베이어 시스템(103)은 벨트 컨베이어를 미리결정된 속도로 이동시키기에 적합한 종래의 구동 모터(104)를 채용하는 종래의 무한 벨트 컨베이어일 수 있다. 종래의 엔코더일 수 있는 포지션 검출기(105)는 컨베이어 시스템(103) 및 자동화 제어 시스템(108)에 작동식으로 결합되어 컨베이어 벨트의 움직임(예를 들어, 속도)에 대응하는 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 컨베이어 시스템 구동 모터(104) 및/또는 자동화 제어 시스템(108)(및 대안적으로 포지션 검출기(105)를 포함)에 대한 제어들의 활용을 통해, 컨베이어 시스템(103) 상에서 이동하는 물질 조각들(101) 각각이 식별되면, 위치 및 시간(시스템(100)의 다양한 구성요소들과 관련됨)에 의해 추적될 수 있으므로, 각각의 물질 조각(101)이 그 부근 내를 통과할 때 시스템(100)의 다양한 구성요소들이 활성화/비활성화될 수 있다. 그 결과, 자동화 제어 시스템(108)은 물질 조각들이 컨베이어 시스템(103)을 따라 이동하는 동안 물질 조각들(101) 각각의 위치를 추적할 수 있다.Conveyor system 103 may be a conventional endless belt conveyor employing a conventional drive motor 104 suitable for moving the belt conveyor at a predetermined speed. A position detector 105, which may be a conventional encoder, may be operatively coupled to the conveyor system 103 and the automated control system 108 to provide information corresponding to the movement (e.g., speed) of the conveyor belt. . Accordingly, as further described herein, through utilization of controls for the conveyor system drive motor 104 and/or automated control system 108 (and alternatively including position detector 105), the conveyor Once each of the pieces of material 101 moving on the system 103 is identified, it can be tracked by location and time (relative to the various components of the system 100) so that each piece of material 101 has its own Various components of system 100 may be activated/deactivated as they pass through the vicinity. As a result, the automated control system 108 can track the position of each piece of material 101 as it moves along the conveyor system 103.

도 1을 다시 참조하면, 본 개시의 특정 실시예들은 물질 조각들이 컨베이어 시스템(103) 상에서 이동할 때 물질 조각들(101) 각각을 추적하는 수단으로서 비전 또는 광학 인식 시스템(110) 및/또는 물질 조각 추적 디바이스(111)를 활용할 수 있다. 비전 시스템(110)은 하나 이상의 정지 또는 라이브 액션 카메라들(109)을 활용하여 이동 컨베이어 시스템(103) 상에서 물질 조각들(101) 각각의 포지션(즉, 위치 및 타이밍)을 기록할 수 있다. 비전 시스템(110)은 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 물질 조각들(101)의 전부 또는 일부의 특정 유형들의 식별(예를 들어, 분류)을 수행하도록 추가적으로 또는 대안적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 그러한 비전 시스템(110)은 물질 조각들(101) 각각에 대한 정보를 포착하거나 획득하는 데 활용될 수 있다. 예를 들어, 비전 시스템(110)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 하나 이상의 특성들(예를 들어, 물리적 및/또는 화학적 및/또는 방사성 등)의 세트의 함수로서 물질 조각들(101)을 분류 및/또는 선택적으로 소팅하기 위해 시스템(100) 내에서 활용될 수 있는 물질 조각들로부터의 임의의 유형의 정보를 포착 또는 수집하도록 (예를 들어, 머신 러닝 시스템과 함께) 구성될 수 있다. 본 개시의 특정 실시예들에 따라, 비전 시스템(110)은, 예를 들어 전형적인 디지털 카메라들 및 비디오 장비에서 활용되는 광학 센서를 사용하여, 물질 조각들(101) 각각의 시각적 이미지들(1 차원, 2 차원, 3 차원 또는 홀로그램 이미징을 포함)을 포착하도록 구성될 수 있다. 광학 센서에 의해 포착된 이러한 시각적 이미지들은 메모리 디바이스에 이미지 데이터로서 저장된다(예를 들어, 이미지 데이터 패킷들로 포맷됨). 본 개시의 특정 실시예들에 따라, 그러한 이미지 데이터는 광의 광학 파장들(즉, 전형적인 사람의 눈으로 관찰할 수 있는 광의 파장들) 내에서 포착된 이미지들을 나타낼 수 있다. 그러나, 본 개시의 대안적인 실시예들은 사람의 눈의 시각적 파장들을 벗어나는 광의 파장들로 구성된 물질의 이미지를 포착하도록 구성된 센서 시스템들을 활용할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , certain embodiments of the present disclosure may utilize a vision or optical recognition system 110 and/or a piece of material as a means to track each piece of material 101 as it moves on the conveyor system 103. The tracking device 111 may be utilized. Vision system 110 may utilize one or more stationary or live action cameras 109 to record the position (i.e., location and timing) of each piece of material 101 on moving conveyor system 103. Vision system 110 may be additionally or alternatively configured to perform identification (e.g., classification) of specific types of all or some of the pieces of material 101, as further described herein. . For example, such vision system 110 may be utilized to capture or obtain information about each of the pieces of material 101 . For example, vision system 110 may classify material pieces 101 as a function of a set of one or more properties (e.g., physical and/or chemical and/or radioactive, etc.) as described herein. and/or may be configured (e.g., with a machine learning system) to capture or collect any type of information from pieces of material that may be utilized within system 100 to selectively sort. According to certain embodiments of the present disclosure, the vision system 110 may create visual images (one-dimensional) of each of the pieces of material 101 using, for example, optical sensors utilized in typical digital cameras and video equipment. , including two-dimensional, three-dimensional, or holographic imaging. These visual images captured by the optical sensor are stored as image data in a memory device (eg, formatted as image data packets). In accordance with certain embodiments of the present disclosure, such image data may represent images captured within optical wavelengths of light (i.e., wavelengths of light observable to a typical human eye). However, alternative embodiments of the present disclosure may utilize sensor systems configured to capture images of materials comprised of wavelengths of light outside the visual wavelengths of the human eye.

본 개시의 특정 실시예들에 따라, 시스템(100)은 하나 이상의 센서 시스템들(120)로 구현될 수 있으며, 이는 물질 조각들(101)을 분류/식별하기 위해 비전 시스템(110)과 단독으로 또는 조합하여 활용될 수 있다. 센서 시스템(120)은 조사되거나 반사된 전자기 방사선을 활용하는(예를 들어, 적외선("IR"), 푸리에 변환 IR("FTIR"), 전방 적외선("FLIR"), 초근적외선("VNIR"), 근적외선("NIR"), 단파장 적외선("SWIR"), 장파장 적외선("LWIR"), 중파장 적외선("MWIR" 또는 "MIR"), X-선 투과("XRT"), 감마선, 자외선("UV"), X-선 형광("XRF"), 레이저 유도 분해 분광법("LIBS"), 라만 분광법, 스토크 방지 라만 분광법, 감마 분광법, 초분광 분광법(예를 들어, 가시 파장들을 넘어서는 임의의 범위), 음향 분광법, NMR 분광법, 마이크로파 분광법, 테라헤르츠 분광법 및 이들 중 어느 하나에 해당하는 1 차원, 2 차원 또는 3 차원 이미징을 활용하는) 센서 시스템을 포함하여, 플라스틱 조각들의 화학적 시그니처들을 결정하고, 그리고/또는 소팅을 위해 플라스틱 조각들을 분류하기 위한 임의의 유형의 센서 기술 또는 화학적 또는 방사성을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 임의의 다른 유형의 센서 기술에 의해 구성될 수 있다. (예를 들어, 본 명세서에서 센서 시스템(120)으로서 사용하기 위한) 예시적인 XRF 시스템의 구현은 미국 특허번호 제10,207,296호에 추가로 설명되어 있다. 본 개시의 실시예들 내에서 XRF는 플라스틱 조각 내의 무기 물질들을 식별하기 위해 사용될 수 있다(예를 들어, 화학적 시그니처 내에 포함시키기 위해).According to certain embodiments of the present disclosure, system 100 may be implemented with one or more sensor systems 120, which may operate independently with vision system 110 to classify/identify material pieces 101. Or, it can be used in combination. Sensor system 120 utilizes irradiated or reflected electromagnetic radiation (e.g., infrared (“IR”), Fourier transform IR (“FTIR”), forward infrared (“FLIR”), and very near infrared (“VNIR”). ), near-infrared (“NIR”), short-wave infrared (“SWIR”), long-wave infrared (“LWIR”), mid-wave infrared (“MWIR” or “MIR”), X-ray transmission (“XRT”), gamma rays, Ultraviolet (“UV”), Chemical signatures of plastic pieces, including sensor systems utilizing (to any extent), acoustic spectroscopy, NMR spectroscopy, microwave spectroscopy, terahertz spectroscopy, and any one of these, one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional imaging. It may be configured by any type of sensor technology to determine and/or classify plastic pieces for sorting, or any other type of sensor technology, including but not limited to chemical or radiological. Implementations of an exemplary XRF system (e.g., for use as sensor system 120 herein) are further described in U.S. Pat. No. 10,207,296. Within embodiments of the present disclosure, XRF may be used to identify inorganic materials within a piece of plastic (e.g., to incorporate within a chemical signature).

이하의 센서 시스템들은 또한 플라스틱 조각들의 화학적 시그니처들을 결정하고, 그리고/또는 소팅을 위해 플라스틱 조각들을 분류하기 위해 본 개시의 특정 실시예들 내에서 사용될 수 있다.The sensor systems below may also be used within certain embodiments of the present disclosure to determine chemical signatures of plastic pieces and/or sort the plastic pieces for sorting.

앞서 개시된 다양한 형태들의 적외선 분광법은 임의의 플라스틱 물질의 기본 폴리머만 아니라 물질에 존재하는 다른 성분들(미네랄 필러들, 공중합체들, 폴리머 혼합물들 등)에 대한 정보를 제공하는 각 플라스틱 조각의 특정 화학적 시그니처를 얻기 위해 활용될 수 있다.The various forms of infrared spectroscopy previously disclosed allow the specific chemical chemistry of each piece of plastic to provide information not only about the base polymer of any plastic material, but also about other components present in the material (mineral fillers, copolymers, polymer mixtures, etc.). It can be used to obtain a signature.

시차 주사 열량 분석("DSC")은 각각의 물질에 대해 분석된 물질을 가열하는 동안 생성되는 열 전이들을 얻는 열 분석 기법이다.Differential scanning calorimetry (“DSC”) is a thermal analysis technique that obtains, for each material, the heat transitions that occur during heating of the analyzed material.

열 중량 분석("TGA")은 폴리머 비율들, 기타 유기 성분들, 미네랄 필러들, 카본 블랙 등과 관련한 플라스틱 물질의 성분에 대한 정량적 정보를 제공하는 다른 열 분석 기법이다.Thermogravimetric analysis (“TGA”) is another thermal analysis technique that provides quantitative information about the composition of plastic materials in terms of polymer proportions, other organic components, mineral fillers, carbon black, etc.

모세관 및 회전 유변학은 크리프 및 변형 저항을 측정하여 고분자 물질들의 유변학적 특성들을 결정할 수 있다.Capillary and rotational rheology can determine the rheological properties of polymeric materials by measuring creep and strain resistance.

광학 및 주사 전자 현미경("SEM")은 다층 물질들(예를 들어, 다층 폴리머 필름들)의 층들의 수 및 두께, 폴리머 매트릭스 내 안료 또는 충전제 입자들의 분산 크기, 코팅 결함들, 성분들 간의 상간 형태 등과 관련하여 분석된 물질들의 구조에 대한 정보를 제공할 수 있다.Optical and scanning electron microscopy (“SEM”) determines the number and thickness of layers of multilayer materials (e.g., multilayer polymer films), the size of the dispersion of pigment or filler particles in the polymer matrix, coating defects, and phase separation between components. It can provide information on the structure of the analyzed substances in relation to their form, etc.

크로마토그래피(예를 들어, LC-PDA, LC-MS, LC-LS, GC-MS, GC-FID, HS-GC)는 잔류 모노머들, 잉크들 또는 접착제의 잔류 용매들, 분해 물질들 등뿐만 아니라 UV 안정제들, 항산화제들, 가소제들, 미끄럼 방지제들 등과 같은 플라스틱 물질들의 소량 성분들을 정량화할 수 있다.Chromatography (e.g. LC-PDA, LC-MS, LC-LS, GC-MS, GC-FID, HS-GC) can be used to detect residual monomers, residual solvents in inks or adhesives, decomposition products, etc. Additionally, minor components of plastic materials such as UV stabilizers, antioxidants, plasticizers, anti-slip agents, etc. can be quantified.

도 1은 비전 시스템(110)과 하나 이상의 센서 시스템(120)의 조합으로 예시되어 있지만, 본 개시의 실시예들은 본 명세서에 개시된 센서 기술들 중 임의의 기술 또는 현재 이용 가능하거나 미래에 개발될 임의의 다른 센서 기술들을 활용하는 센서 시스템들의 임의의 조합으로 구현될 수 있음에 유의해야 한다. 도 1은 하나 이상의 센서 시스템들(120)을 포함하는 것으로 예시되어 있지만, 그러한 센서 시스템(들)의 구현은 본 개시의 특정 실시예들 내에서 선택적이다. 본 개시의 특정 실시예들 내에서, 비전 시스템(110)과 하나 이상의 센서 시스템들(120) 모두의 조합이 물질 조각들(101)을 분류하는 데 사용될 수 있다. 본 개시의 특정 실시예들 내에서, 본 명세서에 개시된 서로 다른 센서 기술들 중 하나 이상의 임의의 조합이 비전 시스템(110)을 이용하지 않고 물질 조각들(101)을 분류하는 데 사용될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들은, 이러한 센서/비전 시스템들의 출력들이 머신 러닝 시스템(본 명세서에 추가 개시된 바와 같음) 내에서 처리되어 이질적인 물질들의 혼합물로부터 물질들을 분류/식별한 다음 서로 소팅할 수 있는 하나 이상의 센서 시스템들 및/또는 비전 시스템들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.Although Figure 1 illustrates a combination of a vision system 110 and one or more sensor systems 120, embodiments of the present disclosure may be used in any of the sensor technologies disclosed herein or any currently available or developed in the future. It should be noted that any combination of sensor systems utilizing different sensor technologies can be implemented. 1 is illustrated as including one or more sensor systems 120, implementation of such sensor system(s) is optional within certain embodiments of the present disclosure. Within certain embodiments of the present disclosure, a combination of both vision system 110 and one or more sensor systems 120 may be used to classify material pieces 101 . Within certain embodiments of the present disclosure, any combination of one or more of the different sensor technologies disclosed herein may be used to sort the pieces of material 101 without using the vision system 110. Additionally, embodiments of the present disclosure allow the outputs of these sensor/vision systems to be processed within a machine learning system (as further disclosed herein) to classify/identify materials from a mixture of heterogeneous materials and then sort them together. It may include any combination of one or more sensor systems and/or vision systems.

본 개시의 대안적인 실시예들에 따라, 비전 시스템(110) 및/또는 센서 시스템(들)은 시스템(100)에 의해 소팅될 종류가 아닌 물질 조각들(101)(예를 들어, 특정 오염 물질, 첨가제, 또는 바람직하지 않은 물리적 특징(예를 들어, 컨테이너와 서로 다른 유형의 플라스틱으로 형성된 부착식 컨테이너 캡)을 포함하는 플라스틱 조각들)을 식별하고, 그러한 물질 조각들을 거부하도록 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 식별된 물질 조각들(101)은 소팅된 물질 조각들을 개별 통들로 물리적으로 전환하기 위해 후술되는 것과 같은 메커니즘들 중 하나를 활용하여 전환/배출될 수 있다.According to alternative embodiments of the present disclosure, vision system 110 and/or sensor system(s) may detect material pieces 101 that are not the type to be sorted by system 100 (e.g., certain contaminants). configured to identify pieces of plastic containing additives, or undesirable physical features (e.g., adhesive container caps formed of a different type of plastic than the container) and transmit a signal to reject pieces of such material. It can be. In this configuration, the identified pieces of material 101 may be diverted/discharged utilizing one of the mechanisms, such as those described below, to physically divert the sorted pieces of material into individual bins.

본 개시의 특정 실시예들 내에서, 물질 조각 추적 디바이스(111) 및 수반되는 제어 시스템(112)은 이동 컨베이어 시스템(103) 상에서 물질 조각들(101) 각각의 포지션(즉, 위치 및 타이밍)과 함께 물질 조각 추적 디바이스(111)의 근접 내를 통과하는 물질 조각들(101) 각각의 크기들 및/또는 형상들을 측정하도록 활용 및 구성될 수 있다. 이러한 물질 조각 추적 디바이스(111) 및 제어 시스템(112)의 예시적인 작동은 미국 특허 제10,207,296호에 추가로 설명되어 있다. 대안적으로, 이전에 개시된 바와 같이, 비전 시스템(110)은 컨베이어 시스템(103)에 의해 이송될 때 물질 조각들(101) 각각의 포지션(즉, 위치 및 타이밍)을 추적하는 데 활용될 수 있다. 이처럼, 본 개시의 특정 실시예들은 물질 조각들을 추적하기 위한 물질 조각 추적 디바이스(예를 들어, 물질 조각 추적 디바이스(111)) 없이 구현될 수 있다.Within certain embodiments of the present disclosure, the piece of material tracking device 111 and accompanying control system 112 are configured to determine the position (i.e., location and timing) of each piece of material 101 on the moving conveyor system 103. Together, the piece of material tracking device 111 may be utilized and configured to measure the sizes and/or shapes of each of the pieces of material 101 passing within the vicinity. Exemplary operation of this piece of material tracking device 111 and control system 112 is further described in U.S. Pat. No. 10,207,296. Alternatively, as previously disclosed, vision system 110 may be utilized to track the position (i.e., location and timing) of each piece of material 101 as it is transported by conveyor system 103. . As such, certain embodiments of the present disclosure may be implemented without a piece of material tracking device (e.g., piece of material tracking device 111) for tracking the pieces of material.

하나 이상의 센서 시스템들(120)을 구현하는 본 개시의 특정 실시예들 내에서, 센서 시스템(들)(120)은 비전 시스템(110)이 센서 시스템(들)(120)의 근접 내에서 통과할 때 물질 조각들(101) 각각의 화학 성분, 상대 화학 성분들 및/또는 제조 유형들을 식별하게끔 지원하도록 구성될 수 있다. 센서 시스템(들)(120)은 에너지 배출 공급원(121)을 포함할 수 있는데, 이는 예를 들어, 물질 조각들(101) 각각으로부터의 반응을 자극하기 위해 전원 장치(122)에 의해 구동될 수 있다.Within certain embodiments of the present disclosure that implement one or more sensor systems 120, sensor system(s) 120 may allow vision system 110 to pass within proximity of sensor system(s) 120. When material pieces 101 may be configured to assist in identifying the chemical composition, relative chemical compositions, and/or manufacturing types of each. Sensor system(s) 120 may include an energy discharge source 121 , which may be driven, for example, by a power supply 122 to stimulate a response from each of the material pieces 101 . there is.

센서 시스템(120)으로서 XRF 시스템을 구현하는 본 개시의 특정 실시예들에 따르면, 공급원(121)은 미국 특허 제10,207,296호에 추가로 설명된 바와 같이, 인라인 x-선 형광("IL-XRF") 튜브를 포함할 수 있다. 이러한 IL-XRF 튜브는 운반된 물질 조각들의 하나 이상의 흐름들(예를 들어, 단일화된)에 대해 각각 전용인 별도의 x-선 공급원을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 하나 이상의 검출기들(124)은 단일화된 흐름들 각각 내의 물질 조각들(101)로부터 형광 x-선을 검출하기 위한 XRF 검출기들로서 구현될 수 있다. 이러한 XRF 검출기들의 예들은 미국 특허 제10,207,296호에 추가로 설명되어 있다.According to certain embodiments of the present disclosure that implement an XRF system as sensor system 120, source 121 is an in-line ) may include a tube. Such IL-XRF tubes may include separate x-ray sources each dedicated to one or more streams (e.g., singulated) of transported material pieces. In this case, one or more detectors 124 may be implemented as XRF detectors for detecting fluorescence x-rays from the material pieces 101 within each of the unified flows. Examples of such XRF detectors are further described in US Pat. No. 10,207,296.

본 개시의 특정 실시예들 내에서, 물질 조각들(101) 각각이 배출 공급원(121)에 근접하여 통과할 때, 센서 시스템(120)은 물질 조각들(101)을 향해 적절한 감지 신호를 배출할 수 있다. 하나 이상의 검출기들(124)은 활용된 센서 기술의 유형에 적합한 형태로 물질 조각(101)으로부터 하나 이상의 특성들을 감지/검출하도록 포지셔닝 및 구성될 수 있다. 하나 이상의 검출기들(124) 및 연관된 검출기 전자 장치들(125)은 이러한 수신된 감지된 특성들을 포착하여 신호 처리를 수행하고 감지된 특성들(예를 들어, 스펙트럼 데이터)을 나타내는 디지털화된 정보를 생성하며, 그 후 이러한 정보는 본 개시의 특정 실시예들에 따라 분석되고, 이는 비전 시스템(110)이 물질 조각들(101) 각각의 분류를 지원하도록 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템(107) 내에서 수행될 수 있는 이러한 분류는 결정된 분류들에 따라 물질 조각들(101)을 하나 이상의 N(N ≥ 1) 개의 소팅 통들(136...139) 내로 소팅(예를 들어, 전환/배출)하기 위한 소팅 장치의 N(N > 1) 개의 소팅 디바이스(126...129) 중 하나를 활성화하기 위해 자동화 제어 시스템(108)에 의해 이용될 수 있다. 도 1에는 4 개의 소팅 디바이스들(126...129) 및 소팅 디바이스들과 연관된 4 개의 소팅 통들(136...139)이 단지 비제한적인 예로서 예시되어 있다.Within certain embodiments of the present disclosure, as each of the pieces of material 101 passes in close proximity to the emission source 121, the sensor system 120 may emit an appropriate detection signal toward the pieces of material 101. You can. One or more detectors 124 may be positioned and configured to sense/detect one or more properties from the piece of material 101 in a form suitable for the type of sensor technology utilized. One or more detectors 124 and associated detector electronics 125 capture these received sensed characteristics, perform signal processing, and generate digitized information representative of the sensed characteristics (e.g., spectral data). This information is then analyzed according to certain embodiments of the present disclosure, which may be used by the vision system 110 to assist in classification of each of the material pieces 101. This sorting, which may be performed within the computer system 107, involves sorting the material pieces 101 according to the determined classifications into one or more N (N ≥ 1) sorting bins 136...139 (e.g. , switching/discharging) can be used by the automated control system 108 to activate one of N (N > 1) sorting devices 126...129. In Figure 1 four sorting devices 126...129 and four sorting bins 136...139 associated with the sorting devices are illustrated as a non-limiting example only.

기존의 플라스틱들의 소팅기들은 컨베이어의 단부에 있는 에어 노즐들이 식별된 플라스틱들의 부류를 두 개의 통들 중 하나로 배출하는 이진 방식으로 물질들을 소팅하도록 설계되었다. 예를 들어, 4 가지 부류들의 플라스틱들을 분리해야 하는 경우, 전체 흐름을 이러한 이진 소팅기를 통해 4 번의 서로 다른 횟수로 통과시켜야 하는데, 이는 흐름에서 단일 객체를 제거하는 것보다 4 배 더 많은 시간이 걸린다. 본 개시의 실시예들에 따르면, 시스템(100)은 플라스틱들의 다수의 분류들을 한 번에 소팅할 수 있다.Existing plastics sorters are designed to sort materials in a binary manner, with air nozzles at the end of the conveyor discharging the identified classes of plastics into one of two bins. For example, if you need to separate four classes of plastic, you have to pass the entire flow through this binary sorter four different times, which takes four times more time than removing a single object from the flow. . According to embodiments of the present disclosure, system 100 may sort multiple classes of plastics at once.

소팅 장치는, 컨베이어 벨트 시스템으로부터 복수의 소팅 통들로 물질 조각들(101)을 전환하는 것을 포함하여(그러나, 이에 제한되지 않음) 선택된 물질 조각들(101)을 원하는 위치로 방향전환하기 위한 임의의 잘 알려진 메커니즘들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소팅 장치는 에어 제트들을 이용할 수 있으며, 에어 제트들 각각은 하나 이상의 분류들에 할당될 수 있다. 에어 제트들(예를 들어, 127) 중 하나가 자동화 제어 시스템(108)으로부터 신호를 수신하면, 해당 에어 제트는 물질 조각들(101)을 컨베이어 시스템(103)으로부터 해당 에어 제트에 대응하는 소팅 통(예를 들어, 137)으로 전환/분출하게 하는 공기 흐름을 배출한다.The sorting device may be configured to include any device for redirecting selected pieces of material 101 to a desired location, including but not limited to diverting the pieces of material 101 from a conveyor belt system to a plurality of sorting bins. May include well-known mechanisms. For example, a sorting device may utilize air jets, each of which may be assigned to one or more classifications. When one of the air jets (e.g., 127) receives a signal from the automation control system 108, it moves the material pieces 101 from the conveyor system 103 into a sorting bin corresponding to that air jet. (e.g. 137) to divert/blow out the air stream.

물질 조각들을 컨베이어 벨트로부터 로봇 방식으로 제거하거나, 물질 조각들을 컨베이어 벨트로부터 밀어내거나(예를 들어, 페인트 브러시 유형 플런저들을 사용하여), 물질 조각이 떨어질 수 있는 컨베이어 시스템(103)에 개구부(예를 들어, 트랩 도어)를 발생시키거나, 에어 제트들을 사용하여 물질 조각들이 컨베이어 벨트의 가장자리로부터 떨어질 때 별도의 통들로 전환시키는 것과 같은 다른 메커니즘들을 사용하여 물질 조각들을 전환/배출할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어인 푸셔 디바이스는 컨베이어 시스템/디바이스 상에서 또는 컨베이어 시스템/디바이스로부터 객체를 동적으로 변위시키기 위해 활성화될 수 있는 임의의 형태의 디바이스로서, 임의의 적절한 유형의 기계적 푸싱 메커니즘(예를 들어, ACME 스크류 드라이브), 공압 푸싱 메커니즘 또는 에어 제트 푸싱 메커니즘과 같은 공압, 기계 또는 기타 수단을 사용하여 이를 수행하는 디바이스를 지칭할 수 있다. 일부 실시예들은 컨베이어 시스템의 경로를 따라 서로 다른 위치들에 위치하고, 그리고/또는 서로 다른 전환 경로 배향들을 갖는 다수의 푸셔 디바이스들을 포함할 수 있다. 다양한 서로 다른 구현예들에서, 본 명세서에 기술된 이러한 소팅 시스템들은 머신 러닝 시스템에 의해 수행되는 물질 조각들의 분류들에 따라 활성화할 푸셔 디바이스(있는 경우)를 결정할 수 있다. 또한, 활성화할 푸셔 디바이스의 결정은 대상 물품과 동시에 푸셔 디바이스의 전환 경로 내에 있을 수 있는 다른 객체들의 검출된 존재 및/또는 특성들에 기초할 수 있다. 또한, 컨베이어 시스템을 따른 싱귤레이션이 완벽하지 않은 설비들의 경우에도, 개시된 소팅 시스템들은 다수의 객체들이 잘 싱귤레이팅되지 않은 경우를 인식할 수 있고, 어떤 푸셔 디바이스가 잠재적으로 근접한 객체들을 분리하기 위한 최상의 전환 경로를 제공하는지에 기초하여 활성화되어야 하는 복수의 푸셔 디바이스들로부터 동적으로 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 대상 객체들로서 식별되는 객체들은 컨베이어 시스템에서 우회되어야 하는 물질을 나타낼 수 있다. 다른 실시예들에서, 대상 객체들로 식별된 객체들은 비대상 물질들이 대신 우회되도록 컨베이어 시스템에 남아 있어야 하는 물질을 나타낸다.The pieces of material can be robotically removed from the conveyor belt, the pieces of material can be pushed off the conveyor belt (e.g., using paint brush type plungers), or an opening in the conveyor system 103 through which the material pieces can fall (e.g. For example, trap doors) or other mechanisms can be used to divert/discharge the material pieces, such as using air jets to divert the material pieces into separate bins as they fall from the edge of the conveyor belt. As the term is used herein, a pusher device is any type of device that can be activated to dynamically displace an object on or from a conveyor system/device, including any suitable type of mechanical pushing mechanism (e.g. It may refer to a device that does this using pneumatic, mechanical, or other means, such as an ACME screw drive), a pneumatic pushing mechanism, or an air jet pushing mechanism. Some embodiments may include multiple pusher devices located at different locations along the path of the conveyor system and/or having different transition path orientations. In a variety of different implementations, these sorting systems described herein can determine which pusher device (if any) to activate based on classifications of material pieces performed by a machine learning system. Additionally, the determination of which pusher device to activate may be based on the detected presence and/or characteristics of other objects that may be within the transition path of the pusher device at the same time as the target article. Additionally, even in the case of facilities where singulation along the conveyor system is not perfect, the disclosed sorting systems can recognize cases where multiple objects are not well singulated and determine which pusher device is best for separating potentially adjacent objects. It is possible to dynamically select from a plurality of pusher devices that should be activated based on whether they provide a transition path. In some embodiments, objects identified as target objects may represent material that should be diverted from the conveyor system. In other embodiments, objects identified as target objects represent materials that should remain in the conveyor system so that non-target materials are diverted instead.

물질 조각들(101)이 전환/배출되는 N 개의 소팅 통들(136...139) 이외에, 시스템(100)은 컨베이어 시스템(103)으로부터 전술한 소팅 통들(136...139) 중 임의의 통으로 전환/배출되지 않은 물질 조각들(101)을 수용하는 리셉터클 또는 통(140)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 물질 조각(101)의 분류가 결정되지 않은 경우(또는 단순히 소팅 디바이스들이 조각을 적절하게 전환/배출하지 못했기 때문에), 물질 조각(101)은 컨베이어 시스템(103)으로부터 N 개의 소팅 통들(136...139) 중 하나로 전환/배출되지 않을 수 있다. 따라서, 통(140)은 분류되지 않은 물질 조각들이 버려지는 기본 리셉터클로서 작용할 수 있다. 대안적으로, 통(140)은 N 개의 소팅 통들(136...139) 중 임의의 통에 의도적으로 할당되지 않은 물질 조각들의 하나 이상의 분류들을 수용하는 데 사용될 수 있다. 그런 다음, 이러한 물질 조각들은 다른 특성들에 따라, 그리고/또는 다른 소팅 시스템에 의해 추가로 소팅될 수 있다.In addition to the N sorting bins 136...139 into which the material pieces 101 are diverted/discharged, the system 100 is configured to transfer from the conveyor system 103 to any of the foregoing sorting bins 136...139. It may further include a receptacle or bin 140 for receiving material pieces 101 that are not converted/discharged. For example, if the sorting of a piece of material 101 is not determined (or simply because the sorting devices did not properly divert/discharge the piece), the piece of material 101 is transferred from the conveyor system 103 into the N sorting bins. It may not be converted/discharged to one of (136...139). Accordingly, bin 140 may act as a primary receptacle where unsorted pieces of material are discarded. Alternatively, bin 140 may be used to accommodate one or more classifications of material pieces that are not intentionally assigned to any of the N sorting bins 136...139. These material pieces can then be further sorted according to other properties and/or by other sorting systems.

원하는 물질 조각들의 다양한 분류들에 따라 다수의 분류들을 하나의 소팅 디바이스 및 연관된 소팅 통에 매핑할 수 있다. 즉, 분류들과 소팅 통들 사이에 일대일 상관관계가 있을 필요는 없다. 예를 들어, 사용자가 특정 분류들의 물질들을 동일한 소팅 통으로 소팅하기를 원할 수 있다(예를 들어, 분획 내에 속하는 서로 다른 플라스틱 유형들). 이러한 소팅을 달성하기 위해, 물질 조각(101)이 미리결정된 분류들의 그룹(예를 들어, 분획)에 속하는 것으로 분류되면, 동일한 소팅 디바이스가 활성화되어 이들을 동일한 소팅 통으로 소팅할 수 있다. 이러한 조합 소팅은 소팅된 물질 조각들의 임의의 원하는 조합을 생성하기 위해 적용될 수 있다. 분류들의 매핑은 사용자에 의해 프로그래밍되어(예를 들어, 컴퓨터 시스템(107)에 의해 작동되는 소팅 알고리즘(예를 들어, 도 7 참조)을 사용하여), 그러한 원하는 조합들을 생성할 수 있다. 또한, 물질 조각들의 분류들은 사용자가 정의할 수 있으며, 물질 조각들의 임의의 특정 공지된 분류들(예를 들어, 본 명세서에 개시된 분획들)로 제한되지 않는다.Depending on the various classifications of desired material pieces, multiple classifications can be mapped to a single sorting device and associated sorting bin. That is, there need not be a one-to-one correlation between categories and sorting bins. For example, a user may wish to sort certain classes of materials into the same sorting bin (e.g., different plastic types falling within a fraction). To achieve this sorting, if a piece of material 101 is classified as belonging to a group of predetermined classes (e.g., a fraction), the same sorting device may be activated to sort them into the same sort bin. This combinatorial sorting can be applied to create any desired combination of sorted material pieces. The mapping of categories may be programmed by the user (e.g., using a sorting algorithm operated by computer system 107 (e.g., see FIG. 7)) to generate such desired combinations. Additionally, classifications of material fractions may be user-defined and are not limited to any particular known classifications of material fragments (eg, fractions disclosed herein).

컨베이어 시스템(103)은 원형 컨베이어(도시되지 않음)를 포함할 수 있으므로, 분류되지 않은 물질 조각들은 시스템(100)의 시작 부분으로 되돌아가서 시스템(100)을 다시 통과한다. 또한, 시스템(100)은 컨베이어 시스템(103) 상에서 이동하는 각각의 물질 조각(101)을 구체적으로 추적할 수 있기 때문에, 일부 종류의 소팅 디바이스(예를 들어, 소팅 디바이스(129))가 구현되어 시스템(100)을 통해 미리결정된 횟수의 사이클들 후에 시스템(100)이 분류에 실패한 물질 조각(101)을 유도/배출할 수 있다(또는 물질 조각들(101)이 통(140)에 수집된다).Conveyor system 103 may include a circular conveyor (not shown) such that unsorted pieces of material are returned to the beginning of system 100 and passed through system 100 again. Additionally, because system 100 can specifically track each piece of material 101 moving on conveyor system 103, some type of sorting device (e.g., sorting device 129) may be implemented. After a predetermined number of cycles through system 100, system 100 may induce/discharge material pieces 101 that fail to sort (or material pieces 101 are collected in bin 140). .

본 개시의 특정 실시예들 내에서, 컨베이어 시스템(103)은 예를 들어, 2 개의 벨트들과 같이 직렬로 구성된 다수의 벨트들로 분할될 수 있는데, 여기서 제1 벨트는 비전 시스템(110)을 지나 물질 조각들을 이송하고, 제2 벨트는 제2 소팅을 위해 구현된 센서 시스템(120)을 지나 특정 소팅된 물질 조각들을 이송한다. 또한, 이러한 제2 컨베이어 벨트는 제1 컨베이어 벨트보다 낮은 높이에 위치하여, 물질 조각들이 제1 벨트로부터 제2 벨트로 떨어지도록 할 수 있다.Within certain embodiments of the present disclosure, the conveyor system 103 may be divided into multiple belts configured in series, for example two belts, where the first belt carries the vision system 110. The second belt conveys the specifically sorted pieces of material past the sensor system 120 implemented for the second sorting. Additionally, this second conveyor belt may be located at a lower height than the first conveyor belt, allowing pieces of material to fall from the first belt to the second belt.

센서 시스템(120)을 구현하는 본 개시의 특정 실시예들 내에서, 배출 공급원(121)은 검출 영역 위(즉, 컨베이어 시스템(103) 위)에 위치할 수 있지만; 본 개시의 특정 실시예들은 여전히 수용 가능한 감지된/검출된 물리적 특성들을 생성하는 다른 포지션들에 배출 공급원(121) 및/또는 검출기들(124)을 배치할 수 있다.Within certain embodiments of the present disclosure implementing sensor system 120, emission source 121 may be located above the detection area (i.e., above conveyor system 103); Certain embodiments of the present disclosure may place the emission source 121 and/or detectors 124 in other positions that still produce acceptable sensed/detected physical characteristics.

본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 다양한 크기들 및 형상들 중 임의의 크기 및 형상을 갖는 개별 물질 조각들을 분류 및/또는 소팅하는 데 적용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 주로 개별 물질 조각들을 소팅하는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 이에 제한되지 않는다. 이러한 시스템들 및 방법들은 복수의 물질들로부터의 배출들을 동시에 자극 및/또는 검출하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 컨베이어 벨트들을 따라 직렬로 이송되는 물질들의 싱귤레이팅된 흐름과 달리, 다수의 싱귤레이팅된 흐름들이 병렬로 이송될 수 있다. 각각의 흐름은 동일한 벨트 위에 있거나 병렬로 배열된 서로 다른 벨트 위에 있을 수 있다. 또한, 조각들은 하나 이상의 컨베이어 벨트들 상에 (예를 들어, 컨베이어 벨트를 따라 전반적으로) 무작위로 분배될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 복수의 물질 조각들을 동시에 자극하고, 그리고/또는 복수의 물질 조각들로부터의 배출들을 검출하는 데 사용될 수 있다. 다시 말해, 복수의 물질 조각들은 각각의 물질 조각이 개별적으로 고려되는 것과는 반대로 단일 조각으로 취급될 수 있다. 따라서, 복수의 물질 조각들은 함께 분류 및 소팅(예를 들어, 컨베이어 시스템으로부터 전환/배출)될 수 있다.The systems and methods described herein may be applied to sorting and/or sorting individual pieces of material of any of a variety of sizes and shapes. Although the systems and methods described herein have been primarily described with respect to sorting individual pieces of material, the systems and methods described herein are not limited thereto. These systems and methods can be used to stimulate and/or detect emissions from multiple substances simultaneously. For example, unlike a singulated flow of materials conveyed in series along one or more conveyor belts, multiple singulated flows may be conveyed in parallel. Each flow may be on the same belt or on different belts arranged in parallel. Additionally, the pieces may be randomly distributed on one or more conveyor belts (eg, generally along the conveyor belt). Accordingly, the systems and methods described herein can be used to stimulate multiple pieces of material simultaneously and/or detect emissions from multiple pieces of material. In other words, multiple pieces of material can be treated as a single piece as opposed to each piece of material being considered individually. Accordingly, multiple pieces of material can be sorted and sorted (eg, diverted/discharged from a conveyor system) together.

본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 주로 물질 조각들의 소팅과 관련하여 설명되었지만, 이러한 시스템들 및 방법들은 해당 용도로만 제한되지 않는다. 다른 적용예들, 예를 들어 물질 조각 내의 요소들(예를 들어, 오염 물질들)을 식별하거나 물질 조각의 성분을 결정하는 것을 위해 사용될 수 있다.Although the systems and methods described herein have been primarily described in the context of sorting pieces of material, these systems and methods are not limited to that application. It may be used for other applications, such as identifying elements (e.g., contaminants) within a piece of material or determining the composition of the piece of material.

앞서 언급한 바와 같이, 본 개시의 특정 실시예들은 물질 조각들을 식별, 추적 및/또는 분류하기 위해 하나 이상의 비전 시스템들(예를 들어, 비전 시스템(110))을 구현할 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따르면, 그러한 비전 시스템(들)은 물질 조각들을 식별 및/또는 분류 및/또는 소팅하기 위해 단독으로 작동하거나, 물질 조각들을 식별 및/또는 분류 및/또는 소팅하기 위해 하나 이상의 센서 시스템들(예를 들어, 센서 시스템(들)(120))과 조합하여 작동할 수 있다. 소팅 시스템(예를 들어, 시스템(100))이 그러한 비전 시스템(들)(110)과 단독으로 작동하도록 구성된 경우, 센서 시스템(들)(120)은 시스템(100)에서 생략될 수 있다(또는, 단순히 비활성화될 수 있다).As previously mentioned, certain embodiments of the present disclosure may implement one or more vision systems (e.g., vision system 110) to identify, track, and/or classify pieces of material. According to embodiments of the present disclosure, such vision system(s) operate alone to identify and/or classify and/or sort the pieces of material, or operate alone to identify and/or classify and/or sort the pieces of material. It can operate in combination with the above sensor systems (e.g., sensor system(s) 120). If a sorting system (e.g., system 100) is configured to operate solely with such vision system(s) 110, sensor system(s) 120 may be omitted from system 100 (or , can simply be disabled).

물질 조각들에 대해 포착된 감지된 특성들/정보의 유형(들)에 관계없이, 정보(예를 들어, 이미지 데이터 패킷들)는 물질 조각들 각각을 식별 및/또는 분류하기 위해 머신 러닝 시스템에 의해 처리되도록 컴퓨터 시스템(예를 들어, 컴퓨터 시스템(107))으로 송신될 수 있다. 이러한 머신 러닝 시스템은 신경망(인공 신경망, 심층 신경망, 합성곱 신경망, 순환 신경망, 자동 인코더, 강화 학습 등), 퍼지 논리, 인공 지능("AI"), 딥 러닝 알고리즘들, 심층 구조 학습 계층 학습 알고리즘들, 서포트 벡터 머신("SVM")(예를 들어, 선형 SVM, 비선형 SVM, SVM 회귀 등), 의사 결정 트리 학습(예를 들어, 분류 및 회귀 트리("CART")), 앙상블 방법들(예를 들어, 앙상블 학습, 랜덤 포레스트들, 배깅 및 붙여넣기, 패치들 및 하위 공간들, 부스팅, 스태킹 등), 차원 축소(예를 들어, 투영, 매니폴드 학습, 주성분 분석 등) 및/또는 예를 들어, deeplearning.net 웹사이트(본 웹사이트 내에서 참조되는 모든 소프트웨어, 출판물들 및 사용 가능한 소프트웨어에 대한 하이퍼링크들 포함)에 설명되어 있고 공개적으로 제공되는 것과 같은 딥 머신 러닝 알고리즘들을 구현하는 시스템을 포함하여, 임의의 잘 알려진 머신 러닝 시스템을 구현할 수 있으며, 이는 본 명세서에서 참고로 포함된다. 본 개시의 실시예들 내에서 활용될 수 있는 공개적으로 이용 가능한 머신 러닝 소프트웨어 및 라이브러리들의 비제한적인 예로는 파이썬, OpenCV, 인셉션, 테아노, 토치, 파이토치, 파일런2, 넘피, 블록들, 텐서플로우, MX넷, 카페, 라자냐, 케라스, 체이너, 매트랩 딥러닝, CNTK, MatConvNet(컴퓨터 비전 애플리케이션들을 위한 컨볼루션 신경망들을 구현하는 MATLAB 도구 상자), DeepLearnToolbox(딥 러닝을 위한 Matlab 도구 상자(라스무스 버그 팜(Rasmus Berg Palm 제공))), BigDL, Cuda-Convnet(컨볼루션(또는 더 일반적으로 피드 포워드) 신경망들의 빠른 C++/CUDA 구현), Deep Belief Networks, RNNLM, RNNLIB-RNNLIB, matrbm, deeplearning4j, Eblearn. lsh, deepmat, MShadow, Matplotlib, SciPy, CXXNET, Nengo-Nengo, Eblearn, cudamat, Gnumpy, 3-way factored RBM 및 mcRBM, mPoT(자연 이미지들의 모델들을 훈련하기 위해 CUDAMat 및 Gnumpy를 사용하는 Python 코드), ConvNet, Elektronn, OpenNN, NeuralDesigner, Theano Generalized Hebbian Learning, Apache Singa, Lightnet 및 SimpleDNN이 포함된다.Regardless of the type(s) of sensed characteristics/information captured about the pieces of material, the information (e.g., image data packets) is transmitted to a machine learning system to identify and/or classify each piece of material. and may be transmitted to a computer system (e.g., computer system 107) for processing. These machine learning systems include neural networks (artificial neural networks, deep neural networks, convolutional neural networks, recurrent neural networks, autoencoders, reinforcement learning, etc.), fuzzy logic, artificial intelligence (“AI”), deep learning algorithms, deep structure learning, layered learning algorithms. , support vector machines (“SVM”) (e.g., linear SVM, nonlinear SVM, SVM regression, etc.), decision tree learning (e.g., classification and regression tree (“CART”)), ensemble methods ( For example, ensemble learning, random forests, bagging and pasting, patches and subspaces, boosting, stacking, etc.), dimensionality reduction (e.g. projection, manifold learning, principal component analysis, etc.) and/or For example, a system implementing deep machine learning algorithms, such as those described and publicly available on the deeplearning.net website (including all software, publications and hyperlinks to available software referenced within this website) Any well-known machine learning system may be implemented, including, which is incorporated herein by reference. Non-limiting examples of publicly available machine learning software and libraries that can be utilized within embodiments of the present disclosure include Python, OpenCV, Inception, Theano, Torch, PyTorch, Pylon2, Numpy, Blocks, TensorFlow, MXNet, Caffe, Lasagna, Keras, Chainer, Matlab deep learning, CNTK, MatConvNet (MATLAB toolbox for implementing convolutional neural networks for computer vision applications), DeepLearnToolbox (Matlab toolbox for deep learning) Rasmus Berg Palm), BigDL, Cuda-Convnet (a fast C++/CUDA implementation of convolutional (or more generally feed-forward) neural networks), Deep Belief Networks, RNNLM, RNNLIB-RNNLIB, matrbm, deeplearning4j , Eblearn. lsh, deepmat, MShadow, Matplotlib, SciPy, CXXNET, Nengo-Nengo, Eblearn, cudamat, Gnumpy, 3-way factored RBM and mcRBM, mPoT (Python code using CUDAMat and Gnumpy to train models of natural images), Includes ConvNet, Elektronn, OpenNN, NeuralDesigner, Theano Generalized Hebbian Learning, Apache Singa, Lightnet, and SimpleDNN.

본 개시의 특정 실시예들에 따르면, 머신 러닝은 두 스테이지들로 수행될 수 있다. 예를 들어, 먼저, 시스템(100)이 물질 조각의 실제 분류/소팅을 수행하기 위해 활용되지 않는 오프라인에서 훈련이 수행될 수 있다(예를 들어, 도 3 내지 도 4 참조). 시스템(100)은, 물질 조각들의 균질 세트들(본 명세서에서는 제어 샘플들이라고도 함)(즉, 동일한 유형들 또는 부류들의 물질들을 갖거나 동일한 미리결정된 분획 내에 속함)이 시스템(100)을 통과하고(예를 들어, 컨베이어 시스템(103)에 의해); 그러한 모든 물질 조각들이 소팅되지 않지만 공통 통(예를 들어, 통(140))에 수집될 수 있는 머신 러닝 시스템을 훈련시키는 데 이용될 수 있다. 대안적으로, 훈련은 물질 조각들의 제어 세트들의 감지된 정보(특성들)를 수집하기 위한 일부 다른 메커니즘을 사용하는 것을 포함하여, 시스템(100)으로부터 멀리 떨어진 다른 위치에서 수행될 수 있다. 이 훈련 스테이지 동안, 머신 러닝 시스템 내의 알고리즘들은 포착된 정보로부터 특징들을 추출한다(예를 들어, 당업계에 잘 알려진 이미지 처리 기법들 사용). 훈련 알고리즘들의 비제한적인 예들로는 선형 회귀, 경사 하강, 피드 포워드, 다항식 회귀, 학습 곡선들, 정규화된 학습 모델들, 로지스틱 회귀가 포함된다(그러나, 이에 제한되지 않음). 이 훈련 스테이지에서 머신 러닝 시스템 내의 알고리즘들은 물질들과 그 특징들/특성들(예를 들어, 비전 시스템 및/또는 센서 시스템(들)에 의해 포착된 것과 같음) 사이의 관계들을 학습하여, 시스템(100)에 의해 수용된 물질 조각들의 이질적인 혼합물을 나중에 분류하기 위한 지식 기반을 생성하고, 그 후 원하는 분류들에 의해 소팅될 수 있다. 이러한 지식 기반은 하나 이상의 라이브러리들을 포함할 수 있으며, 각각의 라이브러리는 머신 러닝 시스템이 물질 조각들을 분류하는 데 활용하기 위한 파라미터들(예를 들어, 신경망 파라미터들)을 포함한다. 예를 들어, 하나의 특정 라이브러리는 특정 유형 또는 부류의 물질 또는 미리결정된 분획에 해당하는 하나 이상의 물질을 인식하고 분류하기 위해 훈련 스테이지에 의해 구성된 파라미터들을 포함할 수 있다. 본 개시의 특정 실시예들에 따르면, 그러한 라이브러리들은 머신 러닝 시스템에 입력될 수 있고, 시스템(100)의 사용자는 시스템(100)의 작동을 조정하기 위해 파라미터들 중 특정 파라미터들을 조정할 수 있다(예를 들어, 머신 러닝 시스템이 이질적인 물질들의 혼합물로부터 특정 물질 조각을 얼마나 잘 인식하는지에 대한 임계 효과의 조정).According to certain embodiments of the present disclosure, machine learning may be performed in two stages. For example, training may first be performed offline where system 100 is not utilized to perform the actual sorting/sorting of the material pieces (see, e.g., Figures 3-4). System 100 allows homogeneous sets of material pieces (also referred to herein as control samples) (i.e., having the same types or classes of materials or falling within the same predetermined fraction) to pass through system 100 and (e.g., by conveyor system 103); All such material pieces may be used to train a machine learning system in which all pieces of material are not sorted but can be collected into a common bin (e.g., bin 140). Alternatively, training may be performed at another location remote from system 100, including using some other mechanism for gathering sensed information (properties) of control sets of material pieces. During this training stage, algorithms within the machine learning system extract features from the captured information (e.g., using image processing techniques well known in the art). Non-limiting examples of training algorithms include (but are not limited to) linear regression, gradient descent, feed forward, polynomial regression, learning curves, regularized learning models, and logistic regression. In this training stage, the algorithms within the machine learning system learn relationships between materials and their features/properties (e.g., as captured by a vision system and/or sensor system(s)), thereby creating a system ( 100), which creates a knowledge base for later classifying the heterogeneous mixture of material pieces received, which can then be sorted by desired classifications. This knowledge base may include one or more libraries, each library containing parameters (e.g., neural network parameters) for use by a machine learning system to classify material pieces. For example, one particular library may include parameters configured by the training stage to recognize and classify one or more substances corresponding to a particular type or class of substance or a predetermined fraction. According to certain embodiments of the present disclosure, such libraries may be input to a machine learning system, and a user of system 100 may adjust certain of the parameters to adjust the operation of system 100 (e.g. For example, adjusting the threshold effect on how well a machine learning system recognizes a particular piece of material from a mixture of disparate materials).

도 2에 묘사된 바와 같이, 훈련 스테이지 동안, 제어 샘플들인 하나 이상의 특정 유형들, 분류들 또는 분획들의 물질(들) 중 복수의 물질 조각들(201)이 비전 시스템 및/또는 하나 이상의 센서 시스템(들)(예를 들어, 컨베이어 시스템(203)을 통해)을 지나 전달되어 머신 러닝 시스템 내의 알고리즘들이 그러한 유형 또는 부류의 물질을 나타내는 특징들을 검출, 추출 및 학습하도록 할 수 있다. 예를 들어, 물질 조각들(201) 각각은 특정 유형, 부류 또는 미리결정된 분획의 개별 플라스틱 조각일 수 있으며, 이러한 훈련 스테이지를 통과하여 머신 러닝 시스템 내의 알고리즘들이 그에 따라 그러한 플라스틱 조각들을 검출, 인식 및 분류하는 방법을 "학습"하도록(훈련받도록) 한다. 비전 시스템(예를 들어, 비전 시스템(110))을 훈련하는 경우, 물질 조각들 사이를 시각적으로 구별하도록 훈련된다. 이렇게 하면 하나 이상의 특정 유형들, 부류들 또는 플라스틱 물질들의 분획들에 특정한 파라미터들의 라이브러리가 생성된다. 그런 다음 플라스틱 조각들의 서로 다른 유형들, 부류들 또는 분획들에 대해 동일한 공정을 수행하여 해당 유형, 부류 또는 분획들에 특정한 파라미터들의 라이브러리를 생성할 수 있다. 머신 러닝 시스템에 의해 분류될 플라스틱의 각각의 유형, 부류 또는 분획에 대해 플라스틱의 해당 유형, 부류 또는 분획의 예시적인 플라스틱 조각들이 얼마든지 시스템을 통과할 수 있다. 포착된 감지 정보가 입력 데이터로서 주어지면 머신 러닝 시스템 내의 알고리즘들은 N 개의 분류기들을 사용할 수 있으며, 분류기들 각각은 N 개의 서로 다른 물질 유형들, 부류들 또는 분획들 중 하나를 테스트한다. 머신 러닝 시스템은 MSW 또는 본 명세서에 공개된 임의의 다른 물질에서 발견되는 물질들의 모든 유형들, 부류들 또는 분획들을 포함하여 물질의 모든 유형, 부류 또는 분획을 검출하도록 "학습"(훈련)될 수 있다는 점에 유의해야 한다.As depicted in FIG. 2 , during the training stage, a plurality of material pieces 201 of material(s) of one or more specific types, classes or fractions that are control samples are transferred to a vision system and/or one or more sensor systems ( s) (e.g., via conveyor system 203) to allow algorithms within a machine learning system to detect, extract, and learn features indicative of that type or class of material. For example, each of the pieces of material 201 may be an individual piece of plastic of a particular type, class or predetermined fraction, and passing through this training stage allows the algorithms within the machine learning system to detect, recognize and recognize such pieces of plastic accordingly. Let them “learn” (train) how to classify. When training a vision system (e.g., vision system 110), it is trained to visually distinguish between pieces of material. This creates a library of parameters specific to one or more specific types, classes or fractions of plastic materials. The same process can then be performed on different types, classes or fractions of plastic pieces to create a library of parameters specific to those types, classes or fractions. For each type, class or fraction of plastic to be classified by the machine learning system, any number of exemplary plastic pieces of that type, class or fraction of plastic may be passed through the system. Given captured sensory information as input data, algorithms within a machine learning system can use N classifiers, each of which tests one of N different material types, classes or fractions. A machine learning system can be “learned” (trained) to detect all types, classes or fractions of substances, including all types, classes or fractions of substances found in MSW or any other substance disclosed herein. It should be noted that there is.

알고리즘들이 확립되고 머신 러닝 시스템이 물질 분류들에 대한 차이점들(예를 들어, 시각적으로 식별 가능한 차이점들)(예를 들어, 사용자 정의 통계적 신뢰도 수준 내에서)을 충분히 학습(훈련)한 후, 서로 다른 물질 분류들에 대한 라이브러리들이 물질 분류/소팅 시스템(예를 들어, 시스템(100))으로 구현되어, 물질 조각들의 이질적인 혼합물(예를 들어, MSW 내에 포함된 바와 같이)로부터 물질 조각들을 식별 및/또는 분류하는 데 사용되며, 그 후 소팅이 수행될 경우 그러한 분류된 물질 조각들을 소팅할 수도 있다.After the algorithms are established and the machine learning system has sufficiently learned (e.g., trained) the differences (e.g., visually discernible differences) for the material classes (e.g., within a user-defined statistical confidence level), Libraries for different material classes can be implemented into a material classification/sorting system (e.g., system 100) to identify and identify material pieces from a heterogeneous mixture of material pieces (e.g., as contained within an MSW). /or used to classify, and then sort such classified material pieces when sorting is performed.

머신 러닝 시스템을 구성, 최적화 및 활용하는 기술들은 관련 문헌에서 찾아볼 수 있는 바와 같이 당업자들에게 알려져 있다. 그러한 문헌의 예들로는 문헌 [Krizhevsky et al., "ImageNet Classification with Deep Convolutional Networks," Proceedings of the 25th International Conference on Neural Information Processing Systems, Dec. 3-6, 2012, Lake Tahoe, Nev.] 및 문헌 [LeCun et al., "Gradient-Based Learning Applied to Document Recognition," Proceedings of the IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), November 1998]과 같은 출판물들이 포함되며, 이 둘 모두는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.Techniques for configuring, optimizing and utilizing machine learning systems are known to those skilled in the art as can be found in the relevant literature. Examples of such literature include Krizhevsky et al., “ ImageNet Classification with Deep Convolutional Networks ,” Proceedings of the 25th International Conference on Neural Information Processing Systems, Dec. 3-6, 2012, Lake Tahoe, Nev.] and LeCun et al., " Gradient-Based Learning Applied to Document Recognition ," Proceedings of the IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), November 1998. The same publications are included, both of which are hereby incorporated by reference in their entirety.

일 예의 기술에서, 특정 물질 조각과 관련하여 비전 또는 센서 시스템에 의해 포착된 데이터는 (머신 러닝 시스템을 구현(으로 구성)하는 데이터 처리 시스템(예를 들어, 도 9의 데이터 처리 시스템(3400) 내에서) 데이터 값들의 어레이로서 배열로 처리될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 특정 물질 조각과 관련하여 디지털 카메라 또는 다른 유형의 센서 시스템에 의해 포착되고 데이터 값들의 어레이(예를 들어, 이미지 데이터 패킷들)로 처리된 스펙트럼 데이터일 수 있다. 각각의 데이터 값은 단일 숫자로 표시되거나 값들을 나타내는 일련의 숫자들로서 표시될 수 있다. 이러한 값들에는 뉴런 가중치 파라미터들(예를 들어, 신경망 사용)이 곱해질 수 있으며, 바이어스(bias)가 추가될 수 있다. 이 값은 뉴런 비선형성에 공급될 수 있다. 뉴런이 출력한 결과값은 이 출력에 후속 뉴런 가중치 값들과 선택적으로 추가된 바이어스를 곱한 후 다시 한 번 뉴런 비선형성에 공급하는 등 기존 값들과 동일하게 처리할 수 있다. 이러한 공정의 각각의 반복을 신경망의 "레이어"라고 한다. 최종 레이어의 최종 출력들은 물질 조각과 관련된 포착된 데이터에서 물질이 존재하거나 존재하지 않을 확률들로 해석될 수 있다. 이러한 공정의 예들은 앞서 언급한 참고자료들 "심층 컨볼루션 네트워크를 사용한 이미지넷 분류" 및 "문서 인식에 적용된 그라디언트 기반 학습"에 자세히 설명되어 있다.In one example technique, data captured by a vision or sensor system regarding a particular piece of material may be stored in a data processing system (e.g., data processing system 3400 of FIG. 9) that implements (consists of) a machine learning system. (e.g., data may be captured by a digital camera or other type of sensor system in association with a particular piece of material and processed as an array of data values (e.g., an image data packet) Each data value can be expressed as a single number or as a series of numbers representing the values. These values can be multiplied by neuron weight parameters (e.g., using a neural network). A bias can be added. This value can be fed to the neuron nonlinearity. The result output by the neuron is multiplied by the subsequent neuron weight values and the optionally added bias, and then Each iteration of this process is called a "layer" of the neural network. The final outputs of the final layer are obtained from captured data associated with a piece of material, such that the material is present or not. They can be interpreted as non-existent probabilities. Examples of these processes are described in detail in the previously mentioned references "ImageNet Classification Using Deep Convolutional Networks" and "Gradient-Based Learning Applied to Document Recognition".

신경망이 구현되는 본 개시의 특정 실시예들에 따르면, 최종 레이어("분류 레이어")로서, 뉴런의 최종 출력 세트는 물질 조각이 포착된 데이터와 연관될 가능성을 나타내도록 훈련된다. 작동 중에 물질 조각이 포착된 데이터와 연관될 가능성이 사용자가 지정한 임계값을 초과하면, 해당 물질 조각이 실제로 포착된 데이터와 연관된 것으로 결정된다. 이러한 기술들은 특정 포착된 데이터와 연관된 물질 유형의 존재 여부뿐만 아니라 특정 포착된 데이터의 하위 영역들이 하나의 유형의 물질 또는 다른 유형의 물질에 속하는지 여부를 결정하도록 확장할 수 있다. 이 공정을 세분화라고 하며, "완전 컨볼루션" 신경망들 또는 완전 컨볼루션은 아니지만 컨볼루션 부분을 포함하는(즉, 부분적 컨볼루션) 네트워크들과 같은 신경망들을 사용하는 기술들이 문헌에 나와 있다. 이를 통해 물질의 위치와 크기를 결정할 수 있다.According to certain embodiments of the present disclosure in which a neural network is implemented, as a final layer (“classification layer”), a final output set of neurons is trained to indicate the likelihood that a piece of material is associated with the captured data. During operation, if the probability that a piece of material is associated with captured data exceeds a user-specified threshold, it is determined that the piece of material is actually associated with captured data. These techniques can be extended to determine not only the presence or absence of a material type associated with specific captured data, but also whether sub-regions of specific captured data belong to one type of material or a different type of material. This process is called segmentation, and techniques exist in the literature using neural networks, such as "fully convolutional" neural networks or networks that are not fully convolutional but contain a convolutional part (i.e., partially convolutional). Through this, the location and size of the material can be determined.

본 개시는 머신 러닝 기법들에만 제한되지 않음을 이해해야 한다. 물질 분류/식별을 위한 다른 일반적인 기술들도 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 시스템은 다중 또는 하이퍼 스펙트럼 카메라들을 사용하는 광학 분광 기술들을 활용하여 물질의 스펙트럼 배출들(즉, 스펙트럼 이미징)을 검사함으로써 물질의 유형, 부류 또는 분획의 존재 유무를 나타낼 수 있는 신호를 제공할 수 있다. 물질 조각의 스펙트럼 이미지들은 템플릿 매칭 알고리즘에도 사용될 수 있으며, 스펙트럼 이미지들의 데이터베이스를 획득한 스펙트럼 이미지와 비교하여 해당 데이터베이스로부터 특정 유형들의 물질들이 있는지 여부를 찾는다. 포착한 스펙트럼 이미지의 히스토그램을 히스토그램들의 데이터베이스와 비교할 수도 있다. 마찬가지로, 낱말 꾸러미 모델(bag of words model)을 규모 불변 특징 변환("SIFT")과 같은 특징 추출 기법과 함께 사용하여 포착한 스펙트럼 이미지와 데이터베이스의 특징들 간에 추출된 특징들을 비교할 수 있다.It should be understood that this disclosure is not limited to machine learning techniques. Other common techniques for material classification/identification may also be used. For example, a sensor system may utilize optical spectroscopy techniques using multiple or hyperspectral cameras to examine the spectral emissions of a substance (i.e., spectral imaging), thereby producing a signal that can indicate the presence or absence of a type, class, or fraction of the substance. can be provided. Spectral images of a piece of material can also be used in a template matching algorithm, where a database of spectral images is compared with the obtained spectral image to find out whether certain types of materials are present. The histogram of the captured spectral image can also be compared with a database of histograms. Similarly, the bag of words model can be used with feature extraction techniques such as scale-invariant feature transformation (“SIFT”) to compare the extracted features between captured spectral images and features in a database.

따라서, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 본 개시의 특정 실시예들은 컨베이어 시스템으로부터 어떤 물질 조각들을 정의된 그룹들로 전환해야 하는지 결정하기 위해 물질들의 하나 이상의 서로 다른 유형들, 부류들 또는 분획들을 식별/분류하는 것을 제공한다. 특정 실시예들에 따르면, 머신 러닝 기법들은 물질들의 다양한 하나 이상의 서로 다른 유형들, 부류들 또는 분획들을 식별하기 위해 신경망을 훈련(즉, 구성)하는 데 활용된다. 스펙트럼 이미지들 또는 다른 유형들의 감지된 정보는 (예를 들어, 컨베이어 시스템 상에서 이동하는) 물질들로부터 포착되고, 이러한 물질들의 식별/분류에 기초하여, 본 명세서에 설명된 시스템들은 어떤 물질 조각이 컨베이어 시스템에 남아 있도록 허용되어야 하는지, 그리고 어떤 물질 조각이 컨베이어 시스템으로부터 전환/제거되어야 하는지(예를 들어, 수집 통으로 또는 다른 컨베이어 시스템으로 전환) 결정할 수 있다.Accordingly, as disclosed herein, certain embodiments of the present disclosure identify one or more different types, classes or fractions of materials to determine which pieces of material should be diverted from the conveyor system into defined groups. Provides classification. According to certain embodiments, machine learning techniques are utilized to train (i.e., configure) a neural network to identify various one or more different types, classes, or fractions of substances. Spectral images or other types of sensed information are captured from materials (e.g., moving on a conveyor system), and based on the identification/classification of these materials, the systems described herein can determine which piece of material is on the conveyor. It can be determined which pieces of material should be allowed to remain in the system and which pieces of material should be diverted/removed from the conveyor system (e.g., diverted to a collection bin or to another conveyor system).

본 개시의 특정 실시예에 따르면, 기존 설비(예를 들어, 시스템(100))를 위한 머신 러닝 시스템은 현재 신경망 파라미터들의 세트를 새로운 신경망 파라미터들의 세트로 대체하여 물질들의 새로운 유형, 부류 또는 분획의 특성들을 식별/분류하도록 동적으로 재구성될 수 있다.According to certain embodiments of the present disclosure, a machine learning system for an existing facility (e.g., system 100) replaces a current set of neural network parameters with a new set of neural network parameters to generate new types, classes, or fractions of substances. Can be dynamically reconfigured to identify/classify characteristics.

여기서 한 가지 언급할 점은, 본 개시의 특정 실시예들에 따르면, 물질 조각들의 검출/포착된 특징들/특성들(예를 들어, 스펙트럼 이미지들)은 반드시 단순히 특별히 식별 가능하거나 분별 가능한 물리적 특성들일 필요는 없으며; 수학적으로만 표현될 수 있거나 수학적으로 전혀 표현되지 않는 추상적인 공식들일 수 있지만; 그럼에도 머신 러닝 시스템은 훈련 스테이지 동안 제어 샘플들을 분류할 수 있는 패턴들을 찾기 위해 스펙트럼 데이터를 파싱하도록 구성될 수 있다는 점이다. 또한, 머신 러닝 시스템은 물질 조각의 포착된 정보(예를 들어, 스펙트럼 이미지들)의 하위 섹션들을 취하고 미리정의된 분류들 간의 상관 관계들을 찾으려고 시도할 수 있다.One point to note here is that, according to certain embodiments of the present disclosure, the detected/captured features/properties (e.g., spectral images) of pieces of material are not necessarily merely specifically identifiable or discernable physical properties. There is no need to spend; They may be abstract formulas that can only be expressed mathematically or not mathematically at all; Nonetheless, a machine learning system can be configured to parse spectral data to find patterns that can classify control samples during the training stage. Additionally, a machine learning system can take subsections of captured information (e.g., spectral images) of a piece of material and attempt to find correlations between predefined classes.

본 개시의 특정 실시예들에 따르면, 물질 조각들의 제어 샘플들이 비전 시스템 및/또는 센서 시스템(들)에 의해 통과되는 훈련 스테이지를 활용하는 대신, 머신 러닝 시스템의 훈련은 물질 조각들의 데이터/정보가 비전/센서 시스템에 의해 포착될 때, 사용자가 각각의 물질 조각을 식별하는 라벨 또는 주석을 입력하는 라벨링/주석 기술을 활용하여 수행될 수 있으며, 이는 이질적인 물질 조각들의 혼합물 내에서 물질 조각들을 분류할 때 머신 러닝 시스템에서 사용할 라이브러리를 생성하는 데 사용될 수 있다.According to certain embodiments of the present disclosure, instead of utilizing a training stage where control samples of material pieces are passed by the vision system and/or sensor system(s), training of the machine learning system may be performed using data/information of the material pieces. This can be accomplished utilizing labeling/annotation techniques where the user enters a label or annotation identifying each piece of material as it is captured by a vision/sensor system, which allows the material to be classified within a mixture of disparate pieces of material. It can be used to create libraries for use in machine learning systems.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 개시의 실시예들은 플라스틱들의 다양한 유형들, 부류들 또는 분획들을 고유하게 식별하는 방식으로 다수의 센서 기술들(예를 들어, 시각적("VIS"), XRF, NIR 및 MWIR의 임의의 조합)을 결합 또는 융합하여 플라스틱들을 유기 및 무기 화학 성분으로 소팅할 수 있도록 한다. 그러나 MSW에 포함된 이들 플라스틱 조각들은 크기들과 형상들이 서로 매우 다르기 때문에 이들 서로 다른 센서들에서 생성되는 신호들은 센서들 간에 큰 편차들이 있을 수 있다. 따라서, 머신 러닝과 다양한 센서 기술들의 융합과의 조합을 통해 이러한 큰 편차들에도 불구하고 이러한 신호들의 분류 정확도를 향상시킬 수 있다. 시스템에서 다수의 서로 다른 센서들을 구현하는 것은 시스템의 비용을 증가시키고, 또한 소팅 속도를 감소시킬 수 있기 때문에, 본 개시의 특정 실시예들은 경제성을 증가시키면서도 물질들을 충분히 소팅할 수 있도록 더 적은 수의 센서 시스템들(및 그에 따른 더 낮은 자본 및 운영 비용들)을 갖는 시스템(예를 들어, 시스템(100))을 구현할 수 있다.3-6, embodiments of the present disclosure utilize multiple sensor technologies (e.g., visual (“VIS”), , any combination of NIR and MWIR) can be combined or fused to allow sorting of plastics into organic and inorganic chemical components. However, because the sizes and shapes of these plastic pieces included in MSW are very different from each other, the signals generated by these different sensors can have large differences between sensors. Therefore, through a combination of machine learning and the convergence of various sensor technologies, the classification accuracy of these signals can be improved despite these large deviations. Because implementing multiple different sensors in a system can increase the cost of the system and also reduce the sorting speed, certain embodiments of the present disclosure require fewer sensors to sufficiently sort materials while increasing economics. A system (e.g., system 100) may be implemented with sensor systems (and therefore lower capital and operating costs).

도 4는 물질 조각들(예를 들어, 플라스틱 조각들)(401)이 각각의 물질 조각(401)으로부터 스펙트럼 데이터를 포착하는 센서 시스템(들)을 지나 컨베이어 시스템(403)에 의해 이송되는 시스템(예를 들어, 시스템(100))의 단순화된 개략도를 예시한다. 이 비제한적인 예에서, 센서 시스템(들)은 각각의 물질 조각(401)의 가시 이미지 데이터를 포착하는 카메라(410)(예를 들어, 비전 시스템(110)), XRF 시스템(411), NIR 시스템(412) 및 MWIR 시스템(413)이다. 그러나, 본 명세서에 개시된 임의의 다른 센서 시스템들이 임의의 조합으로 활용될 수 있음에 유의해야 한다.4 shows a system in which pieces of material (e.g., pieces of plastic) 401 are transported by a conveyor system 403 past sensor system(s) that capture spectral data from each piece of material 401 ( For example, a simplified schematic diagram of system 100 is illustrated. In this non-limiting example, the sensor system(s) may include a camera 410 (e.g., vision system 110), an system 412 and MWIR system 413. However, it should be noted that any of the different sensor systems disclosed herein may be utilized in any combination.

도 3 및 도 4를 참조하면, 물질들의 화학적 시그니처들은 하나 이상의 센서 시스템을 사용하여 공정 블록(301)에서 결정된다. 센서 시스템(들)으로부터 감지/검출/포착된 신호는 각각의 물질 조각에 대해 (예를 들어, 다차원 데이터 어레이에서) 결합되어 화학적 시그니처를 생성한다. XRF 센서 시스템은 플라스틱 조각들 내에 무기 원소들 또는 분자들의 존재 여부를 결정할 수 있는 반면, NIR 및 MWIR과 같은 하나 이상의 다른 센서 시스템들을 조합하면 플라스틱 조각들 내에 유기 원소들 또는 분자들의 존재 여부를 결정할 수 있다는 점을 상기해야 한다. 공정 블록(302)에서, 각각의 물질 조각의 가시 이미지가 포착된다. 공정 블록(303)에서, 각각의 물질 조각의 포착된 가시 이미지(즉, 연관된 이미지 데이터)는 결정된 화학적 시그니처(즉, 스펙트럼 이미지 데이터)와 연관된다. 도 5 및 도 6은 두 가지 서로 다른 유형들의 플라스틱 물질들―감자칩 봉지와 전자 제품 포장―에 대한 화학적 시그니처들 및 연관된 이미지 데이터의 비제한적인 예시적인 표현들을 예시한다. 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 서로 다른 유형들 또는 부류들의 플라스틱 조각들은 서로 다른(고유한) 화학적 시그니처들을 가질 것이며, 이는 본 개시의 실시예들 내에서 플라스틱 폐기물에 대한 분획들 및/또는 분류들(사용자가 정의할 수 있음)을 생성하기 위해 활용된다. 본 개시의 실시예들에 따르면, 특정 화학적 시그니처를 플라스틱 조각의 특정 유형 또는 부류와 연관시키기 위한 머신 러닝 시스템을 훈련시키기 위해, 도 4에 예시된 시스템을 통해 플라스틱 조각들의 특정 유형들 또는 부류들의 제어 그룹들이 실행될 수 있다.3 and 4, chemical signatures of substances are determined in process block 301 using one or more sensor systems. Signals sensed/detected/captured from the sensor system(s) are combined (e.g., in a multidimensional data array) for each piece of material to create a chemical signature. An XRF sensor system can determine the presence of inorganic elements or molecules within plastic pieces, while a combination of one or more other sensor systems such as NIR and MWIR can determine the presence of organic elements or molecules within plastic pieces. We must remember that there is. At process block 302, a visible image of each piece of material is captured. At process block 303, the captured visible image (i.e., associated image data) of each piece of material is associated with a determined chemical signature (i.e., spectral image data). 5 and 6 illustrate non-limiting example representations of chemical signatures and associated image data for two different types of plastic materials—potato chip bags and electronic product packaging. As can be easily seen, different types or classes of plastic pieces will have different (unique) chemical signatures, which may lead to fractions and/or classifications for plastic waste within embodiments of the present disclosure ( It is used to create (can be defined by the user). According to embodiments of the present disclosure, controlling specific types or classes of plastic pieces via the system illustrated in FIG. 4 to train a machine learning system to associate a particular chemical signature with a particular type or class of plastic pieces. Groups can be run.

예를 들어, 도 5에 예시된 예와 관련하여, 다수의 감자칩 봉지들(물리적 조건들 또는 배향들이 서로 다른 봉지들 또는 서로 다른 브랜드들의 칩들 및/또는 제조업체들과 연관된 봉지들을 포함할 수 있음)에서 포착된 이미지들이 머신 러닝 시스템을 훈련시키기 위해 처리될 수 있다.For example, with reference to the example illustrated in FIG. 5 , multiple bags of potato chips (which may include bags with different physical conditions or orientations or bags associated with different brands of chips and/or manufacturers) ) can be processed to train a machine learning system.

공정 블록(304)은 플라스틱 조각들을 하나 이상의 분획들로 분리하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 분획들을 생성하는 방식들에는 여러 가지가 있다. 하나의 방법은 주 원소를 기반으로 제1 티어를 생성한 다음 부 원소들을 기반으로 제2 및 심지어 제3 티어들을 생성하는 것이다. 예를 들어, 분획들은 먼저 폴리머 유형에 의해 결정된 다음 알루미늄과 아연과 같은 무기 원소들로 분기될 수 있다. 그런 다음 폴리머들의 혼합물들에 대해 다른 예시적인 분획들을 만든 다음 무기 원소 조성으로 분기할 수 있다. 주성분 분석, K-평균 클러스터링 및 비지도 및 준지도 학습과 같은 분획들을 결정하기 위해 이러한 유형의 클러스터링을 수행하는 계산 방법들도 있다. 분획들은 본 명세서에서 추가로 정의된다.Process block 304 may include separating the plastic pieces into one or more fractions. There are several ways to produce these fractions. One way is to create a first tier based on major elements and then create second and even third tiers based on minor elements. For example, fractions may be determined first by polymer type and then branched by inorganic elements such as aluminum and zinc. The mixtures of polymers can then be made into different exemplary fractions and then branched by inorganic elemental composition. There are also computational methods that perform this type of clustering to determine fractions, such as principal component analysis, K-means clustering, and unsupervised and semi-supervised learning. Fractions are further defined herein.

공정 블록(305)에서, 분획들이 결정된 후, 분획들에 관련된 플라스틱 조각들을 소팅하여(예를 들어, 수동으로) 각각의 분획에 대한 제어 그룹을 생성할 수 있다. 각각의 분획은 센서 시스템(들)으로 측정되었기 때문에 각각의 제어 그룹에는 조각들에 대한 화학 정보가 포함되어 있다. 비전 시스템(예를 들어, 비전 시스템(110))은 머신 러닝 시스템을 훈련시켜 이러한 분획들을 식별하는 데 사용될 수 있다. 이 방법을 사용하면, 플라스틱들의 화학 데이터가 시각적 특징들로 전송되어 머신 러닝 시스템이 분류를 학습할 수 있다. 또한, 시스템(100)이 시각적 이미지들을 기초로 분류를 수행하는 데 사용될 때, 화학 성분에 의해 플라스틱들을 분리한다. 이 방법은 두 객체들이 서로 다르게 보이고 화학 성분들이 서로 다를 때 작동한다. 두 객체들이 동일하거나 매우 유사해 보이지만 화학 성분들이 서로 다른 경우, 두 개 이상의 센서 시스템들을 사용하여 분류를 수행할 수 있다(예를 들어, VIS와 XRF 등).At process block 305, after the fractions are determined, the plastic pieces associated with the fractions can be sorted (e.g., manually) to create a control group for each fraction. Since each fraction was measured with sensor system(s), each control group contains chemical information for the fractions. A vision system (e.g., vision system 110) can be used to train a machine learning system to identify these fractions. Using this method, the chemical data of the plastics is transmitted as visual features that a machine learning system can learn to classify. Additionally, when system 100 is used to perform classification based on visual images, it separates plastics by chemical composition. This method works when the two objects look different and have different chemical compositions. When two objects appear identical or very similar but have different chemical compositions, classification can be performed using two or more sensor systems (e.g., VIS and XRF).

결정된 분획들은 임의의 원하는 다양한 특정 유기 및/또는 무기 원소들 또는 분자들을 포함할 수 있기 때문에, 공정(300)은 소팅 시스템 내에 구현된 머신 러닝 시스템을 훈련시켜, 하나 이상의 서로 다른 유형들 또는 부류들의 플라스틱 조각들을 포함하는 적어도 하나의 분획을 생성하도록 서로 다른 플라스틱 조각들의 이질적인 혼합물을 소팅하게끔 구성되도록 하는 데 활용될 수 있다. 예를 들어, 머신 러닝 시스템이 특정 유기 및/또는 무기 원소들 또는 분자들의 조합을 포함하는 임의의 플라스틱 조각을 식별하도록 훈련된 경우, 소팅이 완료되면 소팅된 분획에는 모두 동일하지 않은 플라스틱 조각들(즉, 각각의 플라스틱 칩 백은 미리결정된 분획에 의해 정의된 유기 및/또는 무기 원소들 또는 분자들로 구성되므로 서로 다른 칩들의 브랜드들에 관련된 복수의 플라스틱 칩 백들)이 포함될 수 있다.Because the determined fractions may contain any of a desired variety of specific organic and/or inorganic elements or molecules, process 300 trains a machine learning system implemented within the sorting system to determine the types of fractions of one or more different types or classes. It can be utilized to arrange for sorting a heterogeneous mixture of different plastic pieces to produce at least one fraction comprising the plastic pieces. For example, if a machine learning system is trained to identify random pieces of plastic that contain a specific combination of organic and/or inorganic elements or molecules, once sorting is complete, the sorted fractions will contain pieces of plastic that are not all identical ( That is, each plastic chip bag is composed of organic and/or inorganic elements or molecules defined by predetermined fractions and thus may contain a plurality of plastic chip bags related to different brands of chips.

도 7은 본 개시의 특정 실시예들에 따라 비전 시스템 및/또는 하나 이상의 센서 시스템들을 이용하여 물질 조각들을 분류/소팅하는 공정(3500)의 예시적인 실시예들을 묘사하는 순서도를 예시한다. 공정(3500)은 플라스틱 조각들의 이질적인 혼합물을 미리결정된 유형들, 부류들 및/또는 분획들의 임의의 조합으로 분류하기 위해 수행될 수 있다. 공정(3500)은 도 1의 시스템(100)을 포함하여, 본 명세서에 설명된 본 개시의 실시예들 중 임의의 실시예 내에서 동작하도록 구성될 수 있다. 공정(3500)의 동작은 시스템(예를 들어, 도 1의 컴퓨터 시스템(107), 비전 시스템(110) 및/또는 센서 시스템(120))을 제어하는 컴퓨터 시스템(예를 들어, 도 9의 컴퓨터 시스템(3400)) 내에서를 포함하여, 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다. 공정 블록(3501)에서, 물질 조각들은 컨베이어 시스템 상에 퇴적될 수 있다. 공정 블록(3502)에서, 각각의 물질 조각의 컨베이어 시스템 상의 위치는 물질 조각이 시스템(100)을 통과할 때 각각의 물질 조각의 추적을 위해 검출된다. 이는 비전 시스템(110)에 의해 수행될 수 있다(예를 들어, 컨베이어 시스템 포지션 검출기(예를 들어, 포지션 검출기(105))와 통신하는 동안 물질 조각을 기본 컨베이어 시스템 물질과 구별함으로써). 대안적으로, 물질 추적 디바이스(111)를 사용하여 조각들을 추적할 수 있다. 또는, (가시광선, UV, IR을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음)) 광원을 생성할 수 있고 조각들의 위치를 파악하는 데 사용될 수 있는 검출기를 갖는 임의의 시스템이 사용될 수 있다. 공정 블록(3503)에서, 물질 조각이 비전 시스템 및/또는 센서 시스템(들) 중 하나 이상에 근접하여 이동하면, 물질 조각의 감지된 정보/특성들이 포착/획득된다. 공정 블록(3504)에서, 이전에 개시된 것과 같은 비전 시스템(예를 들어, 컴퓨터 시스템(107) 내에 구현됨)은 포착된 정보의 사전 처리를 수행할 수 있으며, 이는 물질 조각들 각각의 정보를 검출(추출)하는데 활용할 수 있다(예를 들어, 배경(예를 들어, 컨베이어 벨트)으로부터; 다시 말해, 사전 처리는 물질 조각과 배경 사이의 차이를 식별하는 데 활용될 수 있다). 팽창, 임계값, 및 윤곽화와 같은 잘 알려진 이미지 처리 기법들이 물질 조각을 배경과 구별되는 것으로 식별하기 위해 활용될 수 있다. 공정 블록(3505)에서, 세분화가 수행될 수 있다. 예를 들어, 포착된 정보는 하나 이상의 물질 조각들과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 추가적으로, 특정 물질 조각은 그 이미지가 포착될 때 컨베이어 벨트의 이음새에 위치할 수 있다. 따라서, 이러한 경우 개별 물질 조각의 이미지를 이미지의 배경으로부터 분리하는 것이 바람직할 수 있다. 공정 블록(3505)의 예시적인 기술에서, 제1 단계는 이미지의 높은 대비를 적용하는 것이며; 이러한 방식으로, 배경 픽셀들은 실질적으로 모두 흑색 픽셀들로 감소되고, 물질 조각과 관련된 픽셀들 중 적어도 일부는 실질적으로 모두 백색 픽셀들로 밝아진다. 그런 다음 백색인 물질 조각의 이미지 픽셀들이 물질 조각의 전체 크기를 덮도록 확대된다. 이 단계가 끝나면 물질 조각의 위치는 흑색 배경에 모든 백색 픽셀들의 고대비 이미지가 된다. 그런 다음 윤곽화 알고리즘을 사용하여 물질 조각의 경계들을 검출할 수 있다. 경계 정보가 저장되고 경계 위치들이 원본 이미지로 전송된다. 그런 다음 원본 이미지에서 이전에 정의한 경계보다 큰 영역에 대해 세분화를 수행한다. 이러한 방식으로 물질 조각이 식별되고 배경으로부터 분리된다.FIG. 7 illustrates a flowchart depicting example embodiments of a process 3500 for sorting/sorting pieces of material using a vision system and/or one or more sensor systems in accordance with certain embodiments of the present disclosure. Process 3500 may be performed to classify the heterogeneous mixture of plastic pieces into any combination of predetermined types, classes, and/or fractions. Process 3500 may be configured to operate within any of the embodiments of the disclosure described herein, including system 100 of FIG. 1 . The operation of process 3500 may be performed by a computer system (e.g., the computer of FIG. 9) that controls the system (e.g., computer system 107, vision system 110, and/or sensor system 120 of FIG. 1). It may be performed by hardware and/or software, including within system 3400). At process block 3501, pieces of material may be deposited on a conveyor system. At process block 3502, the location of each piece of material on the conveyor system is detected for tracking of each piece of material as it passes through system 100. This may be performed by the vision system 110 (e.g., by distinguishing the piece of material from the underlying conveyor system material while communicating with a conveyor system position detector (e.g., position detector 105)). Alternatively, a material tracking device 111 can be used to track the pieces. Alternatively, any system that can produce a light source (including but not limited to visible light, UV, IR) and has a detector that can be used to locate the pieces can be used. At process block 3503, as the piece of material moves in proximity to one or more of the vision system and/or sensor system(s), sensed information/characteristics of the piece of material are captured/obtained. At process block 3504, a vision system (e.g., implemented within computer system 107), such as previously disclosed, may perform pre-processing of the captured information, which may detect information about each of the pieces of material. (e.g., from a background (e.g., a conveyor belt); in other words, preprocessing may be utilized to identify differences between a piece of material and the background). Well-known image processing techniques such as dilation, thresholding, and contouring can be utilized to identify a piece of material as distinct from the background. At process block 3505, segmentation may be performed. For example, the captured information may include information related to one or more pieces of material. Additionally, certain pieces of material may be located at the seam of the conveyor belt when the image is captured. Therefore, in such cases it may be desirable to separate the images of individual pieces of material from the background of the image. In the example technique of process block 3505, the first step is to apply high contrast to the image; In this way, the background pixels are reduced to substantially all black pixels, and at least some of the pixels associated with the piece of material are brightened to substantially all white pixels. The image pixels of the white piece of material are then enlarged to cover the entire size of the piece of material. After this step, the location of the piece of material becomes a high-contrast image of all white pixels on a black background. A contouring algorithm can then be used to detect the boundaries of the material pieces. The boundary information is stored and the boundary positions are transferred to the original image. Segmentation is then performed on areas larger than the previously defined boundaries in the original image. In this way, pieces of material are identified and separated from the background.

선택 사항인 공정 블록(3506)에서, 물질 조각들은 물질 조각들 각각을 추적하고, 그리고/또는 물질 조각들 크기 및/또는 형상을 결정하기 위해 물질 조각 추적 디바이스 및/또는 센서 시스템의 근접 내에서 컨베이어 시스템을 따라 이송될 수 있으며, 이는 소팅 시스템 내에 XRF 시스템 또는 일부 다른 분광학 센서가 구현되는 경우 유용할 수 있다. 공정 블록(3507)에서, 후 처리가 수행될 수 있다. 후 처리는 머신 러닝 시스템에서 사용할 수 있도록 준비하기 위해 포착된 정보/데이터의 크기를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 여기에는 물질 조각들을 분류하는 머신 러닝 시스템의 능력을 향상시키는 방식으로 특정 특성들(예를 들어, 이미지 대비 향상, 이미지 배경 변경 또는 필터들의 적용)을 수정하는 것이 포함될 수 있다. 공정 블록(3509)에서, 데이터의 크기가 조정될 수 있다. 신경망들과 같은 특정 머신 러닝 시스템들에 대한 데이터 입력 요건들에 맞추기 위해 특정 상황들에서 데이터 크기 조정이 필요할 수 있다. 예를 들어, 신경망들은 전형적인 디지털 카메라들에 의해 포착된 이미지들의 크기들보다 훨씬 작은 이미지 크기들(예를 들어, 225 x 255 픽셀들 또는 299 x 299 픽셀들)을 요구할 수 있다. 또한, 입력 데이터 크기가 작을수록 분류를 수행하는 데 필요한 처리 시간이 줄어든다. 따라서, 데이터 크기들이 작을수록 궁극적으로 시스템(100)의 처리량을 증가시키고 그 가치를 높일 수 있다.In optional process block 3506, the pieces of material are conveyed within the vicinity of a piece of material tracking device and/or sensor system to track each of the pieces of material and/or determine the size and/or shape of the pieces of material. It can be transported along the system, which may be useful if an XRF system or some other spectroscopic sensor is implemented within the sorting system. In process block 3507, post-processing may be performed. Post-processing may include resizing the captured information/data to prepare it for use in a machine learning system. This may also include modifying certain characteristics (e.g., enhancing image contrast, changing the image background, or applying filters) in a way that improves the machine learning system's ability to classify material pieces. At process block 3509, the size of the data may be adjusted. Data sizing may be necessary in certain situations to fit the data input requirements for specific machine learning systems, such as neural networks. For example, neural networks may require image sizes that are much smaller than the sizes of images captured by typical digital cameras (eg, 225 x 255 pixels or 299 x 299 pixels). Additionally, the smaller the input data size, the less processing time is required to perform classification. Therefore, smaller data sizes can ultimately increase the throughput of the system 100 and increase its value.

공정 블록들(3510 및 3511)에서, 각각의 물질 조각은 감지/검출된 특징들에 기초하여 식별/분류된다. 예를 들어, 공정 블록(3510)은 하나 이상의 머신 러닝 알고리즘들을 사용하는 신경망으로 구성될 수 있으며, 이 신경망은 추출된 특징들을 이전에 생성된(예를 들어, 훈련 스테이지에서 생성된) 지식 기반에 저장된 특징들과 비교하고, 그러한 비교에 기초하여 가장 일치도가 높은 분류를 물질 조각들 각각에 할당한다. 머신 러닝 시스템의 알고리즘들은 자동으로 학습된 필터들을 사용하여 포착된 정보/데이터를 계층적 방식으로 처리할 수 있다. 그런 다음 필터 응답들은 최종 단계에서 확률이 얻어질 때까지 알고리즘들의 다음 레벨들에서 성공적으로 결합된다. 공정 블록(3511)에서, 이러한 확률들은 개개의 물질 조각들이 소팅되어야 하는 N 개의 소팅 리셉터클들 중 어느 소팅 리셉터클로 소팅되어야 하는지를 결정하기 위해 N 개의 분류들 각각에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, N 분류들 각각은 하나의 소팅 리셉터클에 할당될 수 있고, 고려 중인 물질 조각은 미리정의된 임계값보다 큰 가장 높은 확률을 반환하는 분류에 대응하는 해당 리셉터클에 소팅될 수 있다. 본 개시의 실시예들 내에서, 그러한 미리정의된 임계값들은 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 확률들 중 어느 것도 미리결정된 임계값보다 크지 않은 경우, 특정 물질 조각은 이상치 리셉터클(예를 들어, 소팅 리셉터클(140))로 소팅될 수 있다.In process blocks 3510 and 3511, each piece of material is identified/classified based on sensed/detected characteristics. For example, process block 3510 may consist of a neural network using one or more machine learning algorithms, which combines the extracted features into a previously generated (e.g., generated in a training stage) knowledge base. The stored features are compared, and based on that comparison, the classification with the highest match is assigned to each piece of material. Algorithms in a machine learning system can process captured information/data in a hierarchical manner using automatically learned filters. The filter responses are then successfully combined in the next levels of the algorithms until the probabilities are obtained in the final step. At process block 3511, these probabilities may be used for each of the N sorts to determine which of the N sorting receptacles the individual pieces of material should be sorted into. For example, each of the N classes may be assigned to one sorting receptacle, and the piece of material under consideration may be sorted into that receptacle corresponding to the class that returns the highest probability greater than a predefined threshold. Within embodiments of the present disclosure, such predefined thresholds may be preset by the user. If none of the probabilities are greater than a predetermined threshold, a particular piece of material may be sorted into an outlier receptacle (e.g., sorting receptacle 140).

다음으로, 공정 블록(3512)에서, 물질 조각의 분류 또는 분류들에 대응하는 소팅 디바이스가 활성화된다. 물질 조각의 이미지가 포착된 시간과 소팅 디바이스가 활성화되는 시간 사이에, 물질 조각은 비전 시스템 및/또는 센서 시스템(들)의 근접성으로부터 컨베이어 시스템의 하류 위치로 이동하였다(예를 들어, 컨베이어 시스템의 이송 속도에 따라). 본 개시의 실시예들에서, 소팅 디바이스의 활성화는 물질 조각이 물질 조각의 분류에 매핑된 소팅 디바이스를 통과할 때, 소팅 디바이스가 활성화되고, 물질 조각이 컨베이어 시스템으로부터 연관된 분류 리셉터클로 전환/배출되도록 타이밍이 정해진다. 본 개시의 실시예들 내에서, 소팅 디바이스의 활성화는 물질 조각이 소팅 디바이스 앞을 통과하는 시기를 검출하고 소팅 디바이스의 활성화를 가능하게 하는 신호를 송신하는 개개의 포지션 검출기에 의해 타이밍이 정해질 수 있다. 공정 블록(3513)에서, 활성화된 소팅 디바이스에 대응하는 소팅 리셉터클은 전환/배출된 물질 조각을 수용한다.Next, at process block 3512, a sorting device corresponding to the classification or classifications of the piece of material is activated. Between the time the image of the piece of material is captured and the time the sorting device is activated, the piece of material has moved from the proximity of the vision system and/or sensor system(s) to a location downstream of the conveyor system (e.g. depending on feed speed). In embodiments of the present disclosure, activation of the sorting device is such that when a piece of material passes through a sorting device mapped to a sort of material, the sorting device is activated and the piece of material is diverted/discharged from the conveyor system to the associated sorting receptacle. The timing is set. Within embodiments of the present disclosure, activation of the sorting device may be timed by an individual position detector that detects when a piece of material passes in front of the sorting device and transmits a signal enabling activation of the sorting device. there is. At process block 3513, a sorting receptacle corresponding to an activated sorting device receives the diverted/ejected material pieces.

도 8은 본 개시의 특정 실시예들에 따라 물질 조각들을 소팅하는 공정(800)의 예시적인 실시예들을 묘사하는 순서도를 예시한다. 공정(800)은 도 1의 시스템(100)을 포함하여, 본 명세서에 설명된 본 개시의 임의의 실시예들 중 임의의 실시예 내에서 동작하도록 구성될 수 있다. 공정(800)은 공정(3500)과 함께 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 특정 실시예들에 따라, 공정 블록들(803 및 804)은 물질 조각들을 분류 및/또는 소팅하기 위해 머신 러닝 시스템과 함께 구현되는 비전 시스템(110)의 활동들을 머신 러닝 시스템과 함께 구현되지 않는 센서 시스템(예를 들어, 센서 시스템(120))과 결합하기 위해 공정 블록(3500)(예를 들어, 공정 블록들(3503 내지 3510)과 직렬 또는 병렬로 작동함)에 통합될 수 있다.8 illustrates a flowchart depicting example embodiments of a process 800 for sorting pieces of material in accordance with certain embodiments of the present disclosure. Process 800 may be configured to operate within any of the embodiments of the disclosure described herein, including system 100 of FIG. 1 . Process 800 may be configured to operate in conjunction with process 3500. For example, according to certain embodiments of the present disclosure, process blocks 803 and 804 may perform machine learning activities of a vision system 110 implemented with a machine learning system to classify and/or sort material pieces. to process block 3500 (e.g., operating in series or parallel with process blocks 3503-3510) for coupling with a sensor system (e.g., sensor system 120) that is not implemented with the system. can be integrated.

공정(800)의 동작은 시스템(예를 들어, 도 1의 컴퓨터 시스템(107))을 제어하는 컴퓨터 시스템(예를 들어, 도 9의 컴퓨터 시스템(3400)) 내를 포함하여, 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다. 공정 블록(801)에서, 물질 조각들은 컨베이어 시스템 상에 퇴적될 수 있다. 다음으로, 선택사항인 공정 블록(802)에서, 물질 조각들은 각각의 물질 조각들을 추적하고, 그리고/또는 물질 조각들의 크기 및/또는 형상을 결정하기 위해 물질 조각 추적 디바이스 및/또는 광학 이미징 시스템과 근접한 컨베이어 시스템을 따라 이송될 수 있다. 공정 블록(803)에서, 물질 조각이 센서 시스템에 근접하여 이동한 경우, 물질 조각은 EM 에너지(파동들) 또는 센서 시스템에 의해 활용되는 특정 유형의 센서 기술에 적합한 일부 다른 유형의 자극을 통해 정보를 취득하거나 자극을 받을 수 있다. 공정 블록(804)에서, 물질 조각의 물리적 특성들은 센서 시스템에 의해 감지/검출되고 포착된다. 공정 블록(805)에서, 물질 조각들의 적어도 일부에 대해, 물질의 유형이 (적어도 부분적으로) 포착된 특성들에 기초하여 식별/분류되며, 이는 비전 시스템(110)과 함께 머신 러닝 시스템에 의한 분류와 결합될 수 있다.Operation of process 800 may include within a computer system (e.g., computer system 3400 of FIG. 9) that controls the system (e.g., computer system 107 of FIG. 1), using hardware and/or Can be performed by software. At process block 801, pieces of material may be deposited on a conveyor system. Next, in optional process block 802, the pieces of material are combined with a piece of material tracking device and/or an optical imaging system to track each piece of material and/or determine the size and/or shape of the pieces of material. It can be transported along a nearby conveyor system. At process block 803, once the piece of material has moved into close proximity to the sensor system, the piece of material may receive information via EM energy (waves) or some other type of stimulus appropriate for the particular type of sensor technology utilized by the sensor system. You can acquire or be stimulated. In process block 804, the physical properties of the piece of material are sensed/detected and captured by a sensor system. At process block 805, for at least some of the pieces of material, the type of material is identified/classified based (at least in part) on the captured characteristics, such that the classification by a machine learning system in conjunction with the vision system 110 can be combined with

다음으로, 물질 조각들의 소팅이 수행되어야 하는 경우, 공정 블록(806)에서, 물질 조각의 분류, 또는 분류들에 대응하는 소팅 디바이스가 활성화된다. 물질 조각이 감지된 시간과 소팅 디바이스가 활성화되는 시간 사이에, 물질 조각은 컨베이어 시스템의 이송 속도에 따라 센서 시스템의 근접으로부터 컨베이어 시스템의 하류 위치로 이동한다. 본 개시의 특정 실시예들에서, 소팅 디바이스의 활성화는 물질 조각이 물질 조각의 분류에 매핑된 소팅 디바이스를 통과할 때, 소팅 디바이스가 활성화되고, 물질 조각이 컨베이어 시스템으로부터 연관된 분류 리셉터클로 전환/배출되도록 타이밍이 정해진다. 본 개시의 특정 실시예들 내에서, 소팅 디바이스의 활성화는 물질 조각이 소팅 디바이스 앞을 통과하는 시기를 검출하고 소팅 디바이스의 활성화를 가능하게 하는 신호를 송신하는 개개의 포지션 검출기에 의해 타이밍이 결정될 수 있다. 공정 블록(807)에서, 활성화된 소팅 디바이스에 대응하는 소팅 리셉터클은 전환/배출된 물질 조각을 수용한다.Next, if sorting of the pieces of material is to be performed, at process block 806 a sorting device corresponding to the classification, or classifications, of the pieces of material is activated. Between the time a piece of material is detected and the time the sorting device is activated, the piece of material moves from the proximity of the sensor system to a location downstream of the conveyor system, depending on the conveyor system's transport speed. In certain embodiments of the present disclosure, activation of the sorting device is such that when a piece of material passes through a sorting device mapped to a sorting of the piece of material, the sorting device is activated and diverts/discharges the piece of material from the conveyor system to the associated sorting receptacle. Timing is determined as much as possible. Within certain embodiments of the present disclosure, activation of the sorting device may be timed by an individual position detector that detects when a piece of material passes in front of the sorting device and transmits a signal enabling activation of the sorting device. there is. At process block 807, a sorting receptacle corresponding to an activated sorting device receives the diverted/discharged material pieces.

본 개시의 특정 실시예들에 따르면, 시스템(100)의 복수의 적어도 일부가 다수의 반복들 또는 소팅 레이어들을 수행하기 위해 연속적으로 함께 연결될 수 있다. 예를 들어, 2 개 이상의 시스템들(100)이 그러한 방식으로 연결될 때, 컨베이어 시스템은 단일 컨베이어 벨트 또는 다수의 컨베이어 벨트들로 구현될 수 있으며, 물질 조각들을 소팅기(예를 들어, 제1 자동화 제어 시스템(108) 및 연관된 하나 이상의 소팅 디바이스들(126...129))에 의해 이질적인 물질들의 혼합물의 제1 세트의 물질 조각들을 소팅하도록 구성된 제1 비전 시스템(및 특정 실시예들에 따르면 센서 시스템)을 지나 하나 이상의 리셉터클들(예를 들어, 소팅 통들(136...139))의 제1 세트로 전달하고, 그 후 물질 조각들을 제2 소팅기에 의해 이질적인 물질들의 혼합물의 제2 세트의 물질 조각들을 소팅하도록 구성된 제2 비전 시스템(및 특정 실시예에 따르면 다른 센서 시스템)을 지나 하나 이상의 소팅 통들 내로 전달한다. 이러한 다단계 소팅에 대한 추가 논의는 미국 공개 특허 출원 번호 제2022/0016675호에 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.According to certain embodiments of the present disclosure, at least a plurality of portions of system 100 may be connected together in series to perform multiple iterations or sorting layers. For example, when two or more systems 100 are connected in such a way, the conveyor system may be implemented with a single conveyor belt or multiple conveyor belts, sorting the pieces of material (e.g., a first automated A first vision system (and according to certain embodiments a sensor) configured to sort the first set of material pieces of the mixture of heterogeneous materials by means of a control system 108 and associated one or more sorting devices 126...129 system) into a first set of one or more receptacles (e.g., sorting bins 136...139), and then the material pieces are sorted into a second set of a mixture of heterogeneous materials by a second sorter. The pieces of material pass through a second vision system (and, according to certain embodiments, another sensor system) configured to sort and then pass into one or more sorting bins. Additional discussion of this multi-level sorting is in US Published Patent Application No. 2022/0016675, which is incorporated herein by reference.

이러한 연속 시스템들(100)은 그러한 방식으로 함께 연결된 임의의 수의 이러한 시스템들을 포함할 수 있다. 본 개시의 특정 실시예들에 따르면, 각각의 연속 시스템은 이전 시스템(들)과 서로 다른 분류 또는 유형의 물질을 소팅해 내도록 구성될 수 있다.These continuous systems 100 may include any number of such systems connected together in such a manner. According to certain embodiments of the present disclosure, each successive system may be configured to sort a different class or type of material than the previous system(s).

본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 물질들의 서로 다른 유형들, 부류들 또는 분획들은 머신 러닝 시스템과 함께 사용하기 위해 각각 서로 다른 유형들의 센서들에 의해 분류될 수 있고, 스크랩 또는 폐기물의 흐름에서 물질 조각들을 분류하기 위해 결합될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, different types, classes or fractions of materials can each be classified by different types of sensors for use with a machine learning system, and materials in a stream of scrap or waste. Pieces can be combined to sort them.

본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 2 개 이상의 센서들로부터의 데이터(예를 들어, 스펙트럼 데이터)는 단일 또는 다수의 머신 러닝 시스템들을 사용하여 결합되어 물질 조각들의 분류를 수행할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, data (e.g., spectral data) from two or more sensors may be combined using single or multiple machine learning systems to perform classification of material pieces.

본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 다수의 센서 시스템들이 단일 컨베이어 시스템에 장착될 수 있으며, 각각의 센서 시스템은 서로 다른 머신 러닝 시스템을 활용한다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 다수의 센서 시스템들이 서로 다른 컨베이어 시스템들에 장착될 수 있으며, 각각의 센서 시스템은 서로 다른 머신 러닝 시스템을 활용할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, multiple sensor systems may be mounted on a single conveyor system, with each sensor system utilizing a different machine learning system. According to various embodiments of the present disclosure, multiple sensor systems may be mounted on different conveyor systems, and each sensor system may utilize a different machine learning system.

본 개시의 특정 실시예들은 소팅 후 특정 요소 또는 물질의 미리결정된 중량 또는 체적 비율보다 적은 함량을 갖는 물질들의 질량을 생성하도록 구성될 수 있다.Certain embodiments of the present disclosure may be configured to produce a mass of materials having less than a predetermined weight or volume percentage of a particular element or material after sorting.

본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 서로 다른 유형들의 센서 시스템들의 임의의 조합이 본 개시에 개시된 바와 같이 물질들을 식별/분류하고, 가능하다면 소팅하는 데 활용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 각 이미징 또는 분광 센서는 해당 센서 시스템에 특정한 머신 러닝 시스템에 의해 처리될 수 있도록 물질 조각에서 감지된 정보/특성으로부터 데이터를 생성하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 임의의 센서 시스템은 머신 러닝 시스템에 의한 처리 없이, 또는 머신 러닝 시스템에 의한 처리와 함께, 또는 이 둘의 조합으로 사용될 수 있다.According to various embodiments of this disclosure, any combination of different types of sensor systems may be utilized to identify/classify, and possibly sort, materials as disclosed in this disclosure. For example, each imaging or spectroscopic sensor disclosed herein can be used to generate data from information/properties sensed in a piece of material for processing by a machine learning system specific to that sensor system. Alternatively, any sensor system may be used without processing by a machine learning system, with processing by a machine learning system, or a combination of the two.

본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 물질들의 서로 다른 유형들, 부류들 및/또는 분획들은 머신 러닝 시스템과 함께 사용하기 위해 각각 서로 다른 유형들의 센서 시스템들에 의해 분류될 수 있으며, 폐기물 흐름에서 물질 조각들을 분류하기 위해 결합될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, different types, classes and/or fractions of materials can each be classified by different types of sensor systems for use with a machine learning system, in a waste stream. Pieces of material can be combined to sort them.

이제 도 9를 참조하여, 본 개시의 실시예들의 양태들이 구현될 수 있는 데이터 처리("컴퓨터") 시스템(3400)을 예시하는 블록도가 묘사되어 있다. ("컴퓨터", "시스템", "컴퓨터 시스템" 및 "데이터 처리 시스템"이라는 용어들은 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용될 수 있다). 컴퓨터 시스템(107), 자동화 제어 시스템(108), 센서 시스템(들)(120)의 양태들 및/또는 비전 시스템(110)은 컴퓨터 시스템(3400)과 유사하게 구성될 수 있다. 컴퓨터 시스템(3400)은 로컬 버스(3405)(예를 들어, 주변 장치 구성요소 상호연결("PCI") 로컬 버스 아키텍처)를 이용할 수 있다. 가속 그래픽스 포트("AGP") 및 산업 표준 아키텍처("ISA") 등과 같은 임의의 적합한 버스 아키텍처가 이용될 수 있다. 하나 이상의 프로세서들(3415), 휘발성 메모리(3420) 및 비휘발성 메모리(3435)는 로컬 버스(3405)에 (예를 들어, PCI 브리지(도시되지 않음)를 통해) 연결될 수 있다. 통합 메모리 제어기 및 캐시 메모리는 하나 이상의 프로세서들(3415)에 결합될 수 있다. 하나 이상의 프로세서들(3415)은 하나 이상의 중앙 프로세서 유닛들 및/또는 하나 이상의 그래픽스 프로세서 유닛들(3401) 및/또는 하나 이상의 텐서 처리 유닛들을 포함할 수 있다. 로컬 버스(3405)에 대한 추가 연결들은 직접 구성요소 상호연결 또는 애드-인 보드들을 통해 이루어질 수 있다. 묘사된 예에서, 통신(예를 들어, 네트워크(LAN)) 어댑터(3425), I/O(예를 들어, 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스("SCSI") 호스트 버스) 어댑터(3430) 및 확장 버스 인터페이스(도시되지 않음)는 직접 구성요소 연결을 통해 로컬 버스(3405)에 연결될 수 있다. 오디오 어댑터(도시되지 않음), 그래픽스 어댑터(도시되지 않음) 및 디스플레이 어댑터(3416)(디스플레이(3440)에 결합됨)는 (예를 들어, 확장 슬롯들에 삽입된 애드-인 보드들에 의해) 로컬 버스(3405)에 연결될 수 있다.Referring now to FIG. 9, a block diagram is depicted illustrating a data processing (“computer”) system 3400 in which aspects of embodiments of the present disclosure may be implemented. (The terms “computer,” “system,” “computer system,” and “data processing system” may be used interchangeably herein). Aspects of computer system 107, automation control system 108, sensor system(s) 120, and/or vision system 110 may be configured similarly to computer system 3400. Computer system 3400 may utilize a local bus 3405 (e.g., a Peripheral Component Interconnect (“PCI”) local bus architecture). Any suitable bus architecture may be used, such as Accelerated Graphics Port (“AGP”) and Industry Standard Architecture (“ISA”). One or more processors 3415, volatile memory 3420, and non-volatile memory 3435 may be coupled to local bus 3405 (e.g., via a PCI bridge (not shown)). An integrated memory controller and cache memory may be coupled to one or more processors 3415. One or more processors 3415 may include one or more central processor units and/or one or more graphics processor units 3401 and/or one or more tensor processing units. Additional connections to local bus 3405 may be made through direct component interconnection or add-in boards. In the depicted example, a communications (e.g., network (LAN)) adapter 3425, an I/O (e.g., Small Computer System Interface (“SCSI”) host bus) adapter 3430, and an expansion bus interface ( (not shown) may be connected to local bus 3405 via direct component connections. An audio adapter (not shown), a graphics adapter (not shown), and a display adapter 3416 (coupled to display 3440) (e.g., by add-in boards inserted into expansion slots) It may be connected to a local bus 3405.

사용자 인터페이스 어댑터(3412)는 키보드(3413) 및 마우스(3414), 모뎀(도시되지 않음) 및 추가 메모리(도시되지 않음)를 위한 연결을 제공할 수 있다. I/O 입출력 어댑터(3430)는 하드 디스크 드라이브(3431), 테이프 드라이브(3432) 및 CD-ROM 드라이브(도시되지 않음)에 대한 연결을 제공할 수 있다.User interface adapter 3412 may provide connections for a keyboard 3413 and mouse 3414, a modem (not shown), and additional memory (not shown). I/O input/output adapter 3430 may provide connections to a hard disk drive 3431, a tape drive 3432, and a CD-ROM drive (not shown).

운영 체제는 하나 이상의 프로세서들(3415)에서 실행될 수 있고, 컴퓨터 시스템(3400) 내의 다양한 구성요소들을 조정하고 제어하는 데 사용될 수 있다. 도 9에서, 운영 체제는 구매 가능한 운영 체제일 수 있다. 객체 지향 프로그래밍 시스템(예를 들어, 자바, 파이썬 등)은 운영 체제와 함께 실행될 수 있고, 프로그램들 또는 시스템(3400)에서 실행되는 프로그램들(예를 들어, 자바, 파이썬 등)으로부터 운영 체제에 대한 호출을 제공할 수 있다. 운영 체제, 객체 지향 운영 체제 및 프로그램들에 대한 명령들은 하드 디스크 드라이브(3431)와 같은 비휘발성 메모리(3435) 저장 디바이스들에 위치할 수 있고, 프로세서(3415)에 의해 실행되도록 휘발성 메모리(3420)에 로딩될 수 있다.An operating system may run on one or more processors 3415 and may be used to coordinate and control various components within computer system 3400. 9, the operating system may be a commercially available operating system. An object-oriented programming system (e.g., Java, Python, etc.) may run with an operating system, and may provide information about the operating system from programs or programs running on system 3400 (e.g., Java, Python, etc.). A call can be provided. Instructions for the operating system, object-oriented operating system, and programs may be located in non-volatile memory 3435 storage devices, such as hard disk drive 3431, and may be stored in volatile memory 3420 for execution by processor 3415. can be loaded.

당업자들은 도 9의 하드웨어가 구현예에 따라 달라질 수 있음을 인식할 것이다. 플래시 ROM(또는 등가의 비휘발성 메모리) 또는 광 디스크 드라이브들 등과 같은 다른 내부 하드웨어 또는 주변 디바이스들이 도 9에 묘사된 하드웨어에 부가적으로 또는 그 대신에 사용될 수 있다. 또한, 본 개시의 임의의 공정들 중 임의의 공정은 멀티프로세서 컴퓨터 시스템에 적용되거나, 또는 복수의 그러한 시스템들(3400)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 머신 러닝 시스템의 훈련은 제1 컴퓨터 시스템(3400)에 의해 수행될 수 있고, 소팅을 위한 시스템(100)의 동작은 제2 컴퓨터 시스템(3400)에 의해 수행될 수 있다.Those skilled in the art will recognize that the hardware in FIG. 9 may vary depending on implementation. Other internal hardware or peripheral devices, such as flash ROM (or equivalent non-volatile memory) or optical disk drives, may be used in addition to or instead of the hardware depicted in FIG. 9. Additionally, any of the processes of this disclosure may be applied to a multiprocessor computer system, or may be performed by a plurality of such systems 3400. For example, training of the machine learning system may be performed by the first computer system 3400, and operation of the system 100 for sorting may be performed by the second computer system 3400.

다른 예로서, 컴퓨터 시스템(3400)은 컴퓨터 시스템(3400)이 일부 유형의 네트워크 통신 인터페이스를 포함하는지 여부에 관계없이, 일부 유형의 네트워크 통신 인터페이스에 의존하지 않고 부팅 가능하도록 구성되는 독립형 시스템일 수 있다. 추가의 예로서, 컴퓨터 시스템(3400)은 운영 체제 파일들 또는 사용자 생성 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리를 제공하는 ROM 및/또는 플래시 ROM으로 구성된 내장형 제어기일 수 있다.As another example, computer system 3400 may be a standalone system that is configured to be bootable without relying on some type of network communication interface, regardless of whether computer system 3400 includes some type of network communication interface. . As a further example, computer system 3400 may be an embedded controller comprised of ROM and/or flash ROM that provides non-volatile memory to store operating system files or user-generated data.

도 9에 묘사된 예 및 전술한 예들은 구조적 제한들을 암시하기 위한 것이 아니다. 또한, 본 개시의 양태들의 컴퓨터 프로그램 형태는 컴퓨터 시스템에 의해 사용되는 임의의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(즉, 플로피 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 테이프, ROM, RAM 등)에 상주할 수 있다.The example depicted in FIG. 9 and the foregoing examples are not intended to imply structural limitations. Additionally, computer program form of aspects of the present disclosure may reside on any computer-readable storage medium (i.e., floppy disk, compact disk, hard disk, tape, ROM, RAM, etc.) used by a computer system.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 본 개시의 실시예들은 물질 조각들을 식별, 추적, 분류 및/또는 소팅하기 위해 설명된 다양한 기능들을 수행하도록 구현될 수 있다. 이러한 기능들은 하드웨어 및/또는 소프트웨어 내에서, 예를 들어 앞서 언급한 컴퓨터 시스템(107), 비전 시스템(110), 센서 시스템(들)(120)의 양태들 및/또는 자동화 제어 시스템(108)과 같은 하나 이상의 데이터 처리 시스템들(예를 들어, 도 9의 데이터 처리 시스템(3400)) 내에서 구현될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 명세서에 설명된 기능들은 임의의 특정 하드웨어/소프트웨어 플랫폼으로의 구현을 위해 제한되어서는 안 된다.As described herein, embodiments of the present disclosure may be implemented to perform various functions described for identifying, tracking, sorting, and/or sorting pieces of material. These functions may be implemented within hardware and/or software, such as aspects of the computer system 107, vision system 110, sensor system(s) 120, and/or automated control system 108, as previously mentioned. It may be implemented within one or more of the same data processing systems (e.g., data processing system 3400 of FIG. 9). Nonetheless, the functions described herein should not be limited for implementation on any particular hardware/software platform.

당업자가 인식할 수 있는 바와 같이, 본 개시의 양태들은 시스템, 공정, 방법 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구체화될 수 있다. 따라서, 본 개시의 다양한 양태들은 전적으로 하드웨어 실시예, 전적으로 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로 코드 등 포함), 또는 소프트웨어 및 하드웨어 양태들을 결합한 실시예들의 형태를 취할 수 있으며, 이는 일반적으로 본 명세서에서 "회로", "회로망", "모듈" 또는 "시스템"으로 지칭될 수 있다. 또한, 본 개시의 양태들은 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드가 구현된 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(들)에 구현된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다. (그러나, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체(들)의 임의의 조합이 활용될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 판독 가능 신호 매체 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다).As those skilled in the art will appreciate, aspects of the present disclosure may be embodied as a system, process, method, and/or computer program product. Accordingly, various aspects of the disclosure may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment (including firmware, resident software, microcode, etc.), or embodiments combining software and hardware aspects, which are generally described herein. may be referred to as a “circuit”, “network”, “module” or “system”. Additionally, aspects of the present disclosure may take the form of a computer program product embodied in one or more computer-readable storage medium(s) having computer-readable program code implemented thereon. (However, any combination of one or more computer-readable medium(s) may be utilized. The computer-readable medium may be a computer-readable signal medium or a computer-readable storage medium).

컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 예를 들어, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 생물학적, 원자 또는 반도체 시스템, 장치, 제어기 또는 디바이스 또는 전술한 것들의 임의의 적절한 조합일 수 있으며, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 그 자체로 일시적인 신호가 아니다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 보다 구체적인 예들(완전하지 않은 목록)에는 하나 이상의 와이어들을 갖는 전기 연결, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리("RAM")(예를 들어, 도 9의 RAM(3420)), 읽기 전용 메모리("ROM")(예를 들어, 도 9의 ROM(3435)), 지울 수 있는 프로그램 가능 읽기 전용 메모리("EPROM" 또는 플래시 메모리), 광섬유, 휴대용 콤팩트 디스크 읽기 전용 메모리("CD-ROM"), 광 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스(예를 들어, 도 9의 하드 드라이브(3431)) 또는 전술한 것들의 임의의 적절한 조합이 포함된다. 본 문헌의 맥락에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치, 제어기 또는 디바이스에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 유형적 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 신호 매체에 구현된 프로그램 코드는 무선, 유선, 광섬유 케이블, RF 등을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 적절한 매체 또는 전술한 것들의 적절한 조합을 사용하여 전송될 수 있다.A computer-readable storage medium may be, for example, an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, biological, atomic or semiconductor system, apparatus, controller or device, or any suitable combination of the foregoing. is not a temporary signal in itself. More specific examples of computer-readable storage media (a non-exhaustive list) include electrical connections having one or more wires, portable computer diskettes, hard disks, random access memory (“RAM”) (e.g., RAM 3420 of FIG. 9 )), read-only memory (“ROM”) (e.g., ROM 3435 in Figure 9), erasable programmable read-only memory (“EPROM” or flash memory), optical fiber, portable compact disk read-only memory. (“CD-ROM”), optical storage devices, magnetic storage devices (e.g., hard drive 3431 of FIG. 9), or any suitable combination of the foregoing. In the context of this document, a computer-readable storage medium may be any tangible medium capable of containing or storing a program for use by or in connection with an instruction execution system, apparatus, controller or device. Program code embodied in a computer-readable signal medium may be transmitted using any suitable medium, including but not limited to wireless, wired, fiber optic cable, RF, etc., or any suitable combination of the foregoing.

컴퓨터 판독 가능 신호 매체는 예를 들어 기저대역 또는 반송파의 일부로서 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드가 구현된 전파된 데이터 신호를 포함할 수 있다. 이러한 전파된 신호는 전자기, 광학 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 임의의 다양한 형태들을 취할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 신호 매체는, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 아니며 명령 실행 시스템, 장치, 제어기 또는 디바이스에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 통신, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다.A computer-readable signal medium may include a propagated data signal embodying computer-readable program code, for example as part of a baseband or carrier wave. This propagated signal may take any of a variety of forms, including but not limited to electromagnetic, optical, or any suitable combination thereof. A computer-readable signal medium may be any computer-readable medium that is not a computer-readable storage medium and is capable of communicating, propagating or transmitting a program for use by or in connection with an instruction execution system, apparatus, controller or device. .

도면들의 순서도 및 블록도들은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 시스템들, 방법들, 공정들 및 프로그램 제품들의 가능한 구현예들의 아키텍처, 기능성 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 순서도들 또는 블록도들의 각 블록은 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 이는 지정된 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능 프로그램 명령들을 포함한다. 또한 일부 구현예들에서는 블록들에 표시된 기능들이 도면들에 표시된 순서와 다르게 나타날 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 두 블록들이 실제로는 실질적으로 동시에 실행될 수도 있고, 때때로 관련된 기능성에 따라 블록들이 역순으로 실행될 수도 있다.The flowchart and block diagrams in the drawings illustrate the architecture, functionality and operation of possible implementations of systems, methods, processes and program products in accordance with various embodiments of the present disclosure. In this regard, each block in the flowcharts or block diagrams may represent a module, segment, or portion of code, which includes one or more executable program instructions to implement specified logical function(s). Additionally, it should be noted that in some implementations, functions shown in blocks may appear in a different order than the order shown in the drawings. For example, two blocks shown in succession may actually be executed substantially simultaneously, and sometimes the blocks may be executed in reverse order depending on the functionality involved.

본 명세서의 실행에서, 순서도 기법은 일련의 순차적인 행위들로 설명될 수 있다. 행위들의 순서와 행위들을 수행하는 주체는 본 교시내용들의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 자유롭게 변경될 수 있다. 행위들은 여러 가지 방식들로 추가, 삭제 또는 변경될 수 있다. 마찬가지로 행위들은 순서를 바꾸거나 반복할 수 있다. 추가로, 공정들, 방법들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명될 수 있지만, 그러한 공정들, 방법들, 알고리즘들 또는 이들의 임의의 조합은 대안적인 순서들로 수행되도록 작동될 수 있다. 또한, 공정, 방법 또는 알고리즘 내의 일부 행위들은 적어도 한 시점 동안 동시에 수행될 수 있으며(예를 들어, 병렬로 수행되는 행위들), 전체, 일부 또는 이들의 임의의 조합으로 수행될 수도 있다.In practice herein, flowchart techniques may be described as a series of sequential actions. The order of actions and the subject performing the actions may be freely changed without departing from the scope of the teachings. Actions can be added, deleted, or changed in several ways. Likewise, actions can be reordered or repeated. Additionally, although processes, methods, algorithms, etc. may be described in a sequential order, such processes, methods, algorithms, or any combination thereof, may be operable to be performed in alternative orders. Additionally, some actions within a process, method, or algorithm may be performed simultaneously (e.g., actions performed in parallel) for at least one point in time, and may be performed in whole, in part, or in any combination thereof.

다양한 유형들의 프로세서들(예를 들어, GPU(3401), CPU(3415))에 의해 실행되도록 소프트웨어로 구현된 모듈들은, 예를 들어, 객체, 절차 또는 함수로서 구성될 수 있는 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 명령들의 물리적 또는 논리적 블록들을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 식별된 모듈의 실행 파일들은 물리적으로 함께 위치할 필요는 없지만, 논리적으로 함께 결합될 때 모듈을 포함하고 모듈의 명시된 목적을 달성하는 서로 다른 위치들에 저장된 이질적인 명령들을 포함할 수 있다. 실제로 실행 가능 코드의 모듈은 단일 명령이거나 많은 명령들일 수도 있으며, 여러 서로 다른 코드 세그먼트들, 서로 다른 프로그램들 및 여러 메모리 디바이스들에 분산되어 있을 수도 있다. 마찬가지로, 운영 데이터(예를 들어, 본 명세서에 설명된 물질 분류 라이브러리들)는 모듈들 내에서 식별되고 본 명세서에 예시될 수 있으며, 임의의 적절한 형태로 구체화되고 임의의 적절한 유형의 데이터 구조 내에서 구성될 수 있다. 운영 데이터는 단일 데이터 세트로 수집될 수도 있고, 또는 서로 다른 저장 디바이스들을 포함하여 서로 다른 위치들에 분산될 수도 있다. 데이터는 시스템 또는 네트워크에서 전자 신호들을 제공할 수 있다.Modules implemented in software to be executed by various types of processors (e.g., GPU 3401, CPU 3415) may be configured as, for example, objects, procedures, or functions. It may include physical or logical blocks of one or more computer instructions. Nonetheless, the executables of an identified module need not be physically located together, but may contain disparate instructions stored in different locations that, when logically combined together, encompass the module and achieve the module's stated purpose. . In reality, a module of executable code may be a single instruction or many instructions, distributed over several different code segments, different programs, and multiple memory devices. Likewise, operational data (e.g., material classification libraries described herein) may be identified within modules and illustrated herein, embodied in any suitable form and within any suitable type of data structure. It can be configured. Operational data may be collected as a single data set, or it may be distributed across different locations, including different storage devices. Data can provide electronic signals in a system or network.

이러한 프로그램 명령들은 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능 데이터 처리 장치(예를 들어, 제어기)의 하나 이상의 프로세서들 및/또는 제어기(들)에 제공되어 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능 데이터 처리 장치의 프로세서들(예를 들어, GPU(3401), CPU(3415))를 통해 실행되는 명령들이 순서도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 지정된 기능들/행위들을 구현하기 위한 회로망 또는 수단을 생성하도록 기계를 생성할 수 있다.These program instructions may be provided to one or more processors and/or controller(s) of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing device (e.g., a controller) to operate on the processors of the computer or other programmable data processing device. Creates a machine such that instructions executed via (e.g., GPU 3401, CPU 3415) create a flowchart and/or block diagram block or circuitry or means for implementing the functions/acts specified in the blocks. can do.

또한, 블록도들 및/또는 순서도 예시들의 각각의 블록 및 블록도들 및/또는 순서도 예시들의 블록들의 조합들은 지정된 기능들 또는 행위들을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템들(예를 들어, 하나 이상의 그래픽스 처리 유닛들(예를 들어, GPU(3401))을 포함할 수 있음) 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령들의 조합들에 의해 구현될 수 있음에 유의할 것이다. 예를 들어, 모듈은 맞춤형 VLSI 회로들 또는 게이트 어레이들, 로직 칩들, 트랜지스터들, 제어기들 또는 기타 개별 구성요소들과 같은 기성 반도체들을 포함한 하드웨어 회로로 구현될 수 있다. 모듈은 또한 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이들, 프로그래밍 가능 어레이 로직, 프로그래밍 가능 논리 디바이스들 등과 같은 프로그래밍 가능 하드웨어 디바이스들로 구현될 수도 있다.Additionally, each block of the block diagrams and/or flowchart examples and combinations of blocks of the block diagrams and/or flowchart examples may be used to describe special-purpose hardware-based systems (e.g., one or more graphics Note that it may be implemented by processing units (which may include processing units (e.g., GPU 3401)) or combinations of special purpose hardware and computer instructions. For example, a module may be implemented with hardware circuitry including custom VLSI circuits or off-the-shelf semiconductors such as gate arrays, logic chips, transistors, controllers or other discrete components. A module may also be implemented with programmable hardware devices such as field programmable gate arrays, programmable array logic, programmable logic devices, etc.

본 개시의 양태들에 대한 동작들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드, 즉 명령들은 자바, 스몰토크, 파이썬, C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어, "C" 프로그래밍 언어 또는 이와 유사한 프로그래밍 언어들과 같은 통상적인 절차적 프로그래밍 언어들 또는 본 명세서에 개시된 임의의 머신 러닝 소프트웨어를 포함하는 하나 이상의 프로그래밍 언어들의 임의의 조합으로 작성될 수 있다. 프로그램 코드는 사용자의 컴퓨터 시스템에서 전적으로, 사용자의 컴퓨터 시스템에서 부분적으로, 독립형 소프트웨어 패키지로서, 사용자의 컴퓨터 시스템(예를 들어, 소팅에 활용되는 컴퓨터 시스템)에서 부분적으로, 그리고 원격 컴퓨터 시스템(예를 들어, 센서 시스템 훈련에 활용되는 컴퓨터 시스템)에서 부분적으로, 또는 원격 컴퓨터 시스템 또는 서버에서 전적으로 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서 원격 컴퓨터 시스템은 근거리 통신망("LAN") 또는 광역 통신망("WAN")을 포함한 임의의 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터 시스템에 연결되거나 외부 컴퓨터 시스템(예를 들어, 인터넷 서비스 제공업체를 사용하여 인터넷을 통해)에 연결될 수 있다.Computer program code, i.e., instructions, for performing the operations of the aspects of the present disclosure may be written in an object-oriented programming language such as Java, Smalltalk, Python, C++, etc., a conventional procedure such as the "C" programming language, or similar programming languages. It may be written in any combination of one or more programming languages, including any of the programming languages or any of the machine learning software disclosed herein. The program code may reside entirely on your computer system, partially on your computer system, as a stand-alone software package, partially on your computer system (e.g., the computer system utilized for sorting), and on remote computer systems (e.g. For example, it may run partially on a computer system utilized to train a sensor system, or entirely on a remote computer system or server. In the latter scenario, the remote computer system is connected to the user's computer system through any type of network, including a local area network ("LAN") or wide area network ("WAN"), or to an external computer system (e.g., providing Internet service). You can connect to the Internet (via the Internet using your provider).

이러한 프로그램 명령들은 컴퓨터 시스템, 기타 프로그래밍 가능 데이터 처리 장치, 제어기 또는 기타 디바이스들이 특정 방식으로 작동하도록 지시할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수도 있으며, 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 명령들은 순서도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 명시된 기능/행위를 구현하는 명령들을 포함하는 제조물을 생성한다.These program instructions may be stored on a computer-readable storage medium that can instruct a computer system, other programmable data processing device, controller, or other device to operate in a particular manner, and the instructions stored on the computer-readable medium may include flowcharts and/or Alternatively, the block also creates an artifact containing the block or instructions that implement the function/behavior specified in the blocks.

프로그램 명령들은 또한 컴퓨터, 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치, 제어기 또는 다른 디바이스들에 로드되어 컴퓨터, 다른 프로그램 가능 장치 또는 다른 디바이스들에서 일련의 동작 단계들이 수행되도록 하여 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 장치에서 실행되는 명령들이 순서도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 지정된 기능들/행위들을 구현하기 위한 공정들을 제공하도록 컴퓨터 구현 공정들을 생성할 수 있다.Program instructions are also instructions that are loaded into a computer, other programmable data processing device, controller, or other devices and executed on the computer or other programmable device by causing a series of operational steps to be performed on the computer, other programmable device, or other devices. Computer-implemented processes may be created to provide a flowchart and/or block diagram block or processes for implementing the functions/acts specified in the blocks.

하나 이상의 데이터베이스들은 다양한 구현예들을 위한 데이터를 저장하고 이에 대한 액세스를 제공하기 위해 호스트에 포함될 수 있다. 당업자는 또한 보안상의 이유들로, 본 개시의 임의의 데이터베이스들, 시스템들 또는 구성요소들은 단일 위치 또는 다수의 위치들에서 데이터베이스들 또는 구성요소들의 임의의 조합을 포함할 수 있으며, 각각의 데이터베이스 또는 시스템은 방화벽들, 액세스 코드들, 암호화, 암호화 해제 등과 같은 다양한 적합한 보안 기능들 중 임의의 것을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 데이터베이스는 관계형, 계층형, 객체 지향 및/또는 이와 같은 임의의 유형의 데이터베이스일 수 있다. 데이터베이스들을 구현하는 데 사용할 수 있는 일반적인 데이터베이스 제품들에는 아이비엠(IBM)의 DB2, 오라클 코포레이션(Oracle Corporation)으로부터 입수 가능한 임의의 데이터베이스 제품들, 마이크로소프트 코포레이션(Microsoft Corporation)의 마이크로소프트 액세스(Microsoft Access) 또는 임의의 다른 데이터베이스 제품이 포함된다. 데이터베이스는 데이터 테이블들 또는 조회 테이블들을 포함하여 임의의 적절한 방식으로 구성할 수 있다. One or more databases may be included in the host to store and provide access to data for various implementations. Those skilled in the art will also understand that, for security reasons, any of the databases, systems or components of this disclosure may include any combination of databases or components at a single location or multiple locations, and each database or It will be appreciated that the system may include any of a variety of suitable security features such as firewalls, access codes, encryption, decryption, etc. The database may be relational, hierarchical, object-oriented, and/or any other type of database such. Common database products that can be used to implement databases include DB2 from IBM, any database product available from Oracle Corporation, and Microsoft Access from Microsoft Corporation. or any other database product. The database may be organized in any suitable manner, including data tables or lookup tables.

특정 데이터의 연관(예를 들어, 본 명세서에 설명된 소팅 시스템에 의해 처리되는 물질 조각들 각각에 대한)은 당업계에 공지되고 실행되는 임의의 데이터 연계 기법을 통해 달성될 수 있다. 예를 들어, 연관은 수동 또는 자동으로 수행될 수 있다. 자동 연관 기법들에는, 예를 들어, 데이터베이스 검색, 데이터베이스 병합, GREP, AGREP, SQL 등이 포함될 수 있다. 연관 단계는 예를 들어 제조업체 및 소매업체 데이터 테이블들 각각의 키 필드를 사용하는 데이터베이스 병합 기능으로 수행할 수 있다. 키 필드는 키 필드에 의해 정의된 개체들의 상위 수준 부류에 따라 데이터베이스를 분할한다. 예를 들어, 특정 부류가 제1 데이터 테이블과 제2 데이터 테이블 모두에서 키 필드로서 지정될 수 있으며, 그 후 두 데이터 테이블들은 키 필드의 부류 데이터에 기초하여 병합될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 병합된 각 데이터 테이블들 각각의 키 필드에 대응하는 데이터는 바람직하게는 동일하다. 그러나, 키 필드들에 동일하지는 않지만 유사한 데이터를 갖는 데이터 테이블들은, 예를 들어, AGREP을 사용하여 병합될 수도 있다.Association of specific data (e.g., for each piece of material processed by the sorting system described herein) may be accomplished through any data association technique known and practiced in the art. For example, association can be performed manually or automatically. Auto-association techniques may include, for example, database search, database merge, GREP, AGREP, SQL, etc. The association step can be performed, for example, with a database merge function using key fields from each of the manufacturer and retailer data tables. Key fields partition the database according to the high-level classes of entities defined by the key fields. For example, a particular class can be designated as a key field in both a first data table and a second data table, and then the two data tables can be merged based on the class data in the key field. In these embodiments, the data corresponding to the key field of each of the merged data tables is preferably the same. However, data tables with similar but not identical data in key fields may be merged using, for example, AGREP.

본 개시의 양태들은, 제1 물질 조각의 제1 시각 이미지를 포착하여 제1 물질 조각과 관련된 제1 이미지 데이터 패킷을 생성하는 단계; 제2 물질 조각의 제2 시각적 이미지를 포착하여 제2 물질 조각과 관련된 제2 이미지 데이터 패킷을 생성하는 단계―제1 물질 조각은 제1 화학적 시그니처를 가지며, 제2 물질 조각은 제1 화학적 시그니처와 서로 다른 제2 화학적 시그니처를 가짐―; 서로 다른 화학적 시그니처들을 갖는 물질 조각들 사이를 시각적으로 식별하는 것을 이전에 학습한 머신 러닝 시스템으로 제1 및 제2 이미지 데이터 패킷들을 처리하는 단계; 및 서로 다른 화학적 시그니처들을 갖는 물질 조각들 사이에서 학습된 시각적 식별의 함수로서 제1 및 제2 물질 조각들을 머신 러닝 시스템으로 두 개의 서로 다른 분류들로 분류하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 방법은 분류들의 함수로서 제1 물질 조각을 제2 물질 조각으로부터 소팅하는 것을 더 포함할 수 있다. 물질 조각들은 플라스틱 조각들일 수 있다. 제1 화학적 시그니처는 제1 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 복수의 서로 다른 센서 시스템들에 의해 측정된 스펙트럼 데이터일 수 있고, 제2 화학적 시그니처는 제2 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 복수의 서로 다른 센서 시스템들에 의해 측정된 스펙트럼 데이터일 수 있다. 스펙트럼 데이터는 비-가시 스펙트럼과 관련될 수 있다. 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 근적외선("NIR"), 중파장 적외선("MWIR") 및 x-선 형광("XRF") 시스템들로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 적외선("IR"), 푸리에 변환 IR("FTIR"), 전방 적외선("FLIR"), 초근적외선("VNIR"), 근적외선("NIR"), 단파장 적외선("SWIR"), 장파장 적외선("LWIR"), 중파장 적외선("MWIR" 또는 "MIR"), X-선 투과("XRT"), 감마선, 자외선("UV"), X-선 형광("XRF"), 레이저 유도 분해 분광법("LIBS"), 라만 분광법, 안티 스토크스 라만 분광법, 감마 분광법, 초분광 분광법 (예를 들어, 가시 파장들을 넘어서는 임의의 범위), 음향 분광법, NMR 분광법, 마이크로파 분광법, 테라헤르츠 분광법, 시차 주사 열량 측정법("DSC"), 열 중량 분석("TGA"), 모세관 및 회전 유변학, 광학 및 주사 전자 현미경("SEM") 및 크로마토그래피로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 제1 화학적 시그니처는 제1 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 측정값들을 포함할 수 있고, 제2 화학적 시그니처는 제2 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 측정값들을 포함할 수 있다. 플라스틱 조각들은 유형 #1 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 유형 #2 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 유형 #3 폴리염화비닐("PVC"), 유형 #4 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 유형 #5 폴리프로필렌("PP"), 유형 #6 폴리스티렌("PS") 및 유형 #7 기타 폴리머의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 제1 물질 조각은 폴리염화비닐일 수 있다. 두 가지 서로 다른 분류들은 서로 다른 분획들일 수 있다.Aspects of the present disclosure include capturing a first visual image of a first piece of material and generating a first image data packet associated with the first piece of material; Capturing a second visual image of the second piece of material to generate a second image data packet associated with the second piece of material, wherein the first piece of material has a first chemical signature, the second piece of material has a first chemical signature and have a different second chemical signature; Processing the first and second image data packets with a machine learning system previously trained to visually distinguish between pieces of material having different chemical signatures; and classifying the first and second material pieces into two different classes with a machine learning system as a function of a learned visual discrimination between the material pieces having different chemical signatures. The method may further include sorting the first piece of material from the second piece of material as a function of classifications. The pieces of material may be pieces of plastic. The first chemical signature may be spectral data measured by a plurality of different sensor systems from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic, and the second chemical signature may be of the same type as the second piece of plastic. It may be spectral data measured by a plurality of different sensor systems from at least one sample of a piece of plastic. Spectral data may relate to the non-visible spectrum. The plurality of different sensor systems may be selected from the group consisting of near-infrared (“NIR”), mid-wave infrared (“MWIR”), and x-ray fluorescence (“XRF”) systems. A plurality of different sensor systems can be used for infrared (“IR”), Fourier transform IR (“FTIR”), forward infrared (“FLIR”), very near infrared (“VNIR”), near infrared (“NIR”), and shortwave infrared (“FTIR”). SWIR"), long-wave infrared ("LWIR"), mid-wave infrared ("MWIR" or "MIR"), X-ray transmission ("XRT"), gamma ray, ultraviolet ("UV"), and "XRF"), laser induced breakdown spectroscopy ("LIBS"), Raman spectroscopy, anti-Stokes Raman spectroscopy, gamma spectroscopy, hyperspectral spectroscopy (e.g. any range beyond visible wavelengths), acoustic spectroscopy, NMR spectroscopy, microwave Can be selected from the group consisting of spectroscopy, terahertz spectroscopy, differential scanning calorimetry ("DSC"), thermogravimetric analysis ("TGA"), capillary and rotational rheology, optical and scanning electron microscopy ("SEM"), and chromatography. there is. The first chemical signature may include measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic, and the second chemical signature may include measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic. It may include measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of the plastic piece. Plastic pieces include Type #1 polyethylene terephthalate (“PET”), Type #2 high-density polyethylene (“HDPE”), Type #3 polyvinyl chloride (“PVC”), Type #4 low-density polyethylene (“LDPE”), Type #1 #5 polypropylene (“PP”), type #6 polystyrene (“PS”) and type #7 other polymers. The first piece of material may be polyvinyl chloride. The two different classes may be different fractions.

본 개시의 양태들은, 제1 물질 조각의 제1 시각 이미지를 포착하여 제1 물질 조각과 관련된 제1 이미지 데이터 패킷을 생성하고, 제2 물질 조각의 제2 시각적 이미지를 포착하여 제2 물질 조각과 관련된 제2 이미지 데이터 패킷을 생성하도록 구성된 카메라―제1 물질 조각은 제1 화학적 시그니처를 가지며, 제2 물질 조각은 제1 화학적 시그니처와 서로 다른 제2 화학적 시그니처를 가짐―; 서로 다른 화학적 시그니처들을 갖는 물질 조각들 사이를 시각적으로 식별하는 것을 이전에 학습한 머신 러닝 시스템으로 제1 및 제2 이미지 데이터 패킷들을 처리하도록 구성된 데이터 처리 시스템―머신 러닝 시스템은 서로 다른 화학적 시그니처들을 갖는 물질 조각들 사이에서 학습된 시각적 식별의 함수로서 제1 및 제2 물질 조각들을 두 개의 서로 다른 분획들로 분류함―; 및 분획들의 함수로서 제2 물질 조각들로부터 제1 물질 조각을 소팅하도록 구성된 소팅 디바이스를 포함하는 시스템을 제공한다. 물질 조각들은 플라스틱 조각들일 수 있다. 제1 화학적 시그니처는 제1 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 복수의 서로 다른 센서 시스템들에 의해 측정된 비-가시 스펙트럼과 관련된 스펙트럼 데이터일 수 있고, 제2 화학적 시그니처는 제2 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 복수의 서로 다른 센서 시스템들에 의해 측정된 비-가시 스펙트럼과 관련된 스펙트럼 데이터일 수 있다. 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 근적외선("NIR"), 중파장 적외선("MWIR") 및 x-선 형광("XRF") 시스템들의 그룹으로부터 일 수 있다. 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 적외선("IR"), 푸리에 변환 IR("FTIR"), 전방 적외선("FLIR"), 초근적외선("VNIR"), 근적외선("NIR"), 단파장 적외선("SWIR"), 장파장 적외선("LWIR"), 중파장 적외선("MWIR" 또는 "MIR"), X-선 투과("XRT"), 감마선, 자외선("UV"), X-선 형광("XRF"), 레이저 유도 분해 분광법("LIBS"), 라만 분광법, 안티 스토크스 라만 분광법, 감마 분광법, 초분광 분광법 (예를 들어, 가시 파장들을 넘어서는 임의의 범위), 음향 분광법, NMR 분광법, 마이크로파 분광법, 테라헤르츠 분광법, 시차 주사 열량 측정법("DSC"), 열 중량 분석("TGA"), 모세관 및 회전 유변학, 광학 및 주사 전자 현미경("SEM") 및 크로마토그래피의 그룹으로부터 일 수 있다. 제1 화학적 시그니처는 제1 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 측정값들을 포함할 수 있고, 제2 화학적 시그니처는 제2 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 측정값들을 포함할 수 있으며, 플라스틱 조각들은 유형 #1 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 유형 #2 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 유형 #3 폴리염화비닐("PVC"), 유형 #4 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 유형 #5 폴리프로필렌("PP"), 유형 #6 폴리스티렌("PS") 및 유형 #7 기타 폴리머의 그룹으로부터 선택된다.Aspects of the disclosure include capturing a first visual image of a first piece of material to generate a first image data packet associated with the first piece of material, capturing a second visual image of the second piece of material and a camera configured to generate a second associated image data packet, wherein the first piece of material has a first chemical signature and the second piece of material has a second chemical signature that is different from the first chemical signature; A data processing system configured to process the first and second image data packets with a machine learning system that has previously learned to visually distinguish between pieces of material having different chemical signatures, wherein the machine learning system has different chemical signatures. Sorting the first and second pieces of material into two different fractions as a function of learned visual discrimination between the pieces of material; and a sorting device configured to sort the first piece of material from the second piece of material as a function of the fractions. The pieces of material may be pieces of plastic. The first chemical signature may be spectral data related to a non-visible spectrum measured by a plurality of different sensor systems from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic, and the second chemical signature may be a 2 may be spectral data relating to a non-visible spectrum measured by a plurality of different sensor systems from at least one sample of the same type of plastic piece. The plurality of different sensor systems may be from the group of near infrared (“NIR”), mid-wave infrared (“MWIR”) and x-ray fluorescence (“XRF”) systems. A plurality of different sensor systems can be used for infrared (“IR”), Fourier transform IR (“FTIR”), forward infrared (“FLIR”), very near infrared (“VNIR”), near infrared (“NIR”), and shortwave infrared (“FTIR”). SWIR"), long-wave infrared ("LWIR"), mid-wave infrared ("MWIR" or "MIR"), X-ray transmission ("XRT"), gamma ray, ultraviolet ("UV"), and "XRF"), laser induced breakdown spectroscopy ("LIBS"), Raman spectroscopy, anti-Stokes Raman spectroscopy, gamma spectroscopy, hyperspectral spectroscopy (e.g. any range beyond visible wavelengths), acoustic spectroscopy, NMR spectroscopy, microwave Spectroscopy, terahertz spectroscopy, differential scanning calorimetry (“DSC”), thermogravimetric analysis (“TGA”), capillary and rotational rheology, optical and scanning electron microscopy (“SEM”) and chromatography. The first chemical signature may include measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic, and the second chemical signature may include measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic. It may include measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of plastic pieces, wherein the plastic pieces include Type #1 polyethylene terephthalate (“PET”), Type #2 high density polyethylene (“HDPE”), Type #3 polyvinyl chloride (“PVC”), Type #4 low-density polyethylene (“LDPE”), Type #5 polypropylene (“PP”), Type #6 polystyrene (“PS”), and Type #7 other polymers. is selected from the group.

본 개시의 양태들은 복수의 서로 다른 센서 시스템들을 사용하여 서로 다른 플라스틱 조각들의 혼합물 중 각각의 화학적 시그니처를 결정하는 단계; 플라스틱 조각들 각각에 대한 시각 이미지들을 포착하는 단계; 시각 이미지들을 각각의 플라스틱 조각에 대한 화학적 시그니처와 디지털 방식으로 연관시키는 단계; 플라스틱 조각들의 소팅을 위한 특정 분획을 결정하는 단계; 시각적 이미지들을 사용하여 혼합물 내의 플라스틱 조각들 중 특정 분획에 속하는 화학적 시그니처를 갖는 플라스틱 조각을 식별하는 단계; 및 특정 분획들에 속하는 플라스틱 조각들을 시각적으로 식별하는 머신 러닝 시스템을 훈련시키는 단계를 포함하고, 훈련은 식별된 플라스틱 조각들로부터 생성된 제어 그룹으로 수행되는 방법을 제공한다. 제어 그룹은 식별된 각 플라스틱 조각들 각각의 포착된 시각적 이미지 데이터로 구성될 수 있다. 분획은 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 특정 조합으로 구성될 수 있다. 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 근적외선("NIR"), 중파장 적외선("MWIR") 및 x-선 형광("XRF") 시스템들의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 서로 다른 플라스틱 조각들의 혼합물은 유형 #1 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 유형 #2 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 유형 #3 폴리염화비닐("PVC"), 유형 #4 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 유형 #5 폴리프로필렌("PP"), 유형 #6 폴리스티렌("PS") 및 유형 #7 기타 폴리머의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 적외선("IR"), 푸리에 변환 IR("FTIR"), 전방 적외선("FLIR"), 초근적외선("VNIR"), 근적외선("NIR"), 단파장 적외선("SWIR"), 장파장 적외선("LWIR"), 중파장 적외선("MWIR" 또는 "MIR"), X-선 투과("XRT"), 감마선, 자외선("UV"), X-선 형광("XRF"), 레이저 유도 분해 분광법("LIBS"), 라만 분광법, 안티 스토크스 라만 분광법, 감마 분광법, 초분광 분광법 (예를 들어, 가시 파장들을 넘어서는 임의의 범위), 음향 분광법, NMR 분광법, 마이크로파 분광법, 테라헤르츠 분광법, 시차 주사 열량 측정법("DSC"), 열 중량 분석("TGA"), 모세관 및 회전 유변학, 광학 및 주사 전자 현미경("SEM") 및 크로마토그래피의 그룹으로부터 선택될 수 있다.Aspects of the present disclosure include determining the chemical signature of each of a mixture of different plastic pieces using a plurality of different sensor systems; Capturing visual images for each piece of plastic; Digitally correlating the visual images with the chemical signature for each piece of plastic; determining a specific fraction for sorting the plastic pieces; Using visual images to identify a piece of plastic with a chemical signature belonging to a particular fraction of the pieces of plastic in the mixture; and training a machine learning system to visually identify plastic pieces belonging to specific fractions, wherein training is performed with control groups created from the identified plastic pieces. The control group may consist of captured visual image data for each identified piece of plastic. A fraction may consist of a specific combination of organic and inorganic elements or molecules. The plurality of different sensor systems may be selected from the group of near infrared (“NIR”), mid-wave infrared (“MWIR”) and x-ray fluorescence (“XRF”) systems. A mixture of different plastic pieces is Type #1 polyethylene terephthalate (“PET”), Type #2 high-density polyethylene (“HDPE”), Type #3 polyvinyl chloride (“PVC”), and Type #4 low-density polyethylene (“LDPE”). "), Type #5 polypropylene ("PP"), Type #6 polystyrene ("PS"), and Type #7 other polymers. A plurality of different sensor systems can be used for infrared (“IR”), Fourier transform IR (“FTIR”), forward infrared (“FLIR”), very near infrared (“VNIR”), near infrared (“NIR”), and shortwave infrared (“FTIR”). SWIR"), long-wave infrared ("LWIR"), mid-wave infrared ("MWIR" or "MIR"), X-ray transmission ("XRT"), gamma ray, ultraviolet ("UV"), and "XRF"), laser induced breakdown spectroscopy ("LIBS"), Raman spectroscopy, anti-Stokes Raman spectroscopy, gamma spectroscopy, hyperspectral spectroscopy (e.g. any range beyond visible wavelengths), acoustic spectroscopy, NMR spectroscopy, microwave may be selected from the group of spectroscopy, terahertz spectroscopy, differential scanning calorimetry (“DSC”), thermogravimetric analysis (“TGA”), capillary and rotational rheology, optical and scanning electron microscopy (“SEM”) and chromatography. .

본 명세서에서는 일부 기능을 수행"하도록 구성된" 디바이스 또는 디바이스를 "구성"하는 것을 참조한다. 여기에는 미리정의된 논리 블록들을 선택하고 이들을 논리적으로 연관하여 모니터링 또는 제어 기능들을 포함하는 특정 논리 기능들을 제공하는 것이 포함될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 개조 제어 디바이스의 컴퓨터 소프트웨어 기반 로직을 프로그래밍하거나, 개별 하드웨어 구성요소들을 배선하거나, 전술한 것 중 임의의 것 또는 전부를 조합하는 것도 포함할 수 있다.In this specification, reference is made to a device being "configured" to perform some function or to "configuring" a device. It should be understood that this may include selecting predefined logical blocks and logically associating them to provide specific logical functions, including monitoring or control functions. It may also include programming the computer software-based logic of the retrofit control device, wiring individual hardware components, or combining any or all of the foregoing.

본 명세서의 설명에서, 프로그래밍, 소프트웨어 모듈들, 사용자 선택들, 네트워크 트랜잭션들, 데이터베이스 쿼리들, 데이터베이스 구조들, 하드웨어 모듈들, 하드웨어 회로들, 하드웨어 칩들, 제어기들 등의 예들과 같은 수많은 구체적인 상세들이 제공되어, 본 개시의 실시예들에 대한 완전한 이해를 제공한다. 그러나, 관련 기술의 당업자는 본 개시가 특정 상세들 중 하나 이상 없이 또는 다른 방법들, 구성요소들, 물질들 등을 사용하여 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 다른 예들에서, 잘 알려진 구조들, 물질들 또는 동작들은 본 개시의 양태들을 모호하게 하지 않기 위해 상세하게 도시되지 않거나 설명되지 않을 수 있다. In the description herein, numerous specific details such as examples of programming, software modules, user selections, network transactions, database queries, database structures, hardware modules, hardware circuits, hardware chips, controllers, etc. are provided. provided to provide a thorough understanding of embodiments of the present disclosure. However, one skilled in the relevant arts will recognize that the present disclosure may be practiced without one or more of the specific details or using other methods, components, materials, etc. In other instances, well-known structures, materials, or acts may not be shown or described in detail so as not to obscure aspects of the disclosure.

당업자들은 시스템(100) 구성요소들의 다양한 설정들 및 파라미터들(신경망 파라미터들 포함)이 분류 및 소팅되는 물질들의 유형들, 원하는 분류 및 소팅 결과들, 사용되는 장비의 유형, 이전 분류들의 경험적 결과들, 이용 가능한 데이터 및 기타 요인들에 기초하여 시간이 경과함에 따라 맞춤화되고, 최적화되고, 그리고 재구성될 수 있음을 이해해야 한다.Those skilled in the art will appreciate that the various settings and parameters (including neural network parameters) of the components of system 100 include the types of materials being classified and sorted, the desired classification and sorting results, the type of equipment used, and the empirical results of previous classifications. , it can be customized, optimized, and reconfigured over time based on available data and other factors.

본 명세서 전체에서 "일 실시예", "실시예들" 또는 이와 유사한 언어에 대한 언급은 실시예들과 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 개시의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에서 구문들 "하나의 실시예에서", "일 실시예에서", "실시예들", "특정 실시예들", "다양한 실시예들" 및 이와 유사한 언어의 출현들은 모두 동일한 실시예를 지칭할 수 있지만, 반드시 그렇지는 않다. 또한, 본 개시의 설명된 특징들, 구조들, 양태들 및/또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 이에 따라, 특징들이 처음에 특정 조합들에서 작용하는 것으로 청구되더라도, 청구된 조합으로부터 하나 이상의 특징들이 경우에 따라 조합으로부터 생략될 수 있으며, 청구된 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변형으로 지시될 수 있다.Reference throughout this specification to “one embodiment,” “embodiments,” or similar language indicates that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the disclosure. it means. Accordingly, the occurrences of the phrases “in one embodiment,” “in one embodiment,” “embodiments,” “particular embodiments,” “various embodiments,” and similar language throughout this specification are Although they may refer to the same embodiment, this is not necessarily the case. Additionally, the described features, structures, aspects and/or characteristics of the disclosure may be combined in any suitable way in one or more embodiments. Accordingly, although features are initially claimed to operate in specific combinations, one or more features from the claimed combination may in some cases be omitted from the combination, and the claimed combination may be indicated as a sub-combination or variation of a sub-combination. there is.

특정 실시예들과 관련하여 이점들, 장점들 및 문제들에 대한 해결책들이 본 명세서에 설명되어 있다. 그러나, 이점들, 장점들, 문제들에 대한 해결책들 및 이점, 장점 또는 해결책을 발생시키거나 더욱 두드러지게 할 수 있는 임의의 요소(들)는 청구항들 중 임의의 청구항 또는 모든 청구항들의 중요하거나, 필수적이거나 또는 본질적인 특징들 또는 요소들로서 해석되어서는 안 된다. 또한, 명시적으로 필수적이거나 중요한 것으로 설명되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 어떠한 구성요소도 본 개시의 실시에 필요하지 않다.Advantages, advantages, and solutions to problems are described herein with respect to specific embodiments. However, the advantages, advantages, solutions to problems and any element(s) that may give rise to or make more pronounced the advantage, advantage or solution are important to any or all of the claims; They should not be construed as essential or essential features or elements. Additionally, no element described herein is required to practice the present disclosure unless explicitly described as essential or critical.

본 명세서에는 많은 상세들이 포함되어 있지만, 이들은 본 개시의 범위 또는 청구될 수 있는 것의 범위의 제한들로서 해석되어서는 안 되며, 오히려 본 개시의 특정 구현예들에 특정한 특징들에 대한 설명들로 해석되어야 한다. 본 명세서의 주제들은 본 개시, 본 개시의 실시예들 또는 주제들에 따라 개시된 기타 사항을 제한하기 위한 것이 아닐 수 있다.Although many details are included in this specification, they should not be construed as limitations on the scope of the disclosure or of what may be claimed, but rather as descriptions of features specific to particular implementations of the disclosure. . The subject matter herein may not be intended to limit the disclosure, embodiments of the disclosure, or other matter disclosed in accordance with the subject matter.

본 명세서에서, "또는"이라는 용어는 포괄적인 것으로 의도될 수 있으며, 여기서 "A 또는 B"는 A 또는 B를 포함하며 또한 A와 B를 모두 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 실체들의 목록의 맥락에서 사용될 때 실체들이 단독으로 또는 조합하여 존재하는 것을 가리킨다. 따라서, 예를 들어 "A, B, C 및/또는 D"라는 문구에는 A, B, C 및 D가 개별적으로 포함될 뿐만 아니라 A, B, C 및 D의 모든 조합들 및 하위 조합들도 포함된다.As used herein, the term “or” is intended to be inclusive, where “A or B” includes either A or B and also includes both A and B. As used herein, the term “and/or” when used in the context of a list of entities refers to the entities existing alone or in combination. Thus, for example, the phrase “A, B, C, and/or D” includes not only A, B, C, and D individually, but also all combinations and subcombinations of A, B, C, and D. .

본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적일 뿐이며, 본 개시를 한정하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 단수 형태들은 문맥에서 달리 명시되지 않는 한 복수 형태들도 포함하는 것으로 간주될 수 있다.The terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not intended to limit the disclosure. As used herein, singular forms may be taken to include plural forms as well, unless the context clearly dictates otherwise.

이하의 청구항들에서 모든 수단들 또는 단계 플러스 기능 요소들의 대응하는 구조들, 물질들, 행위들 및 등가물들은 구체적으로 청구된 다른 청구된 요소들과 결합하여 기능을 수행하기 위한 임의의 구조, 물질 또는 행위를 포함하도록 의도될 수 있다.In the claims below, all means or steps plus corresponding structures, materials, acts and equivalents of functional elements are defined as any structure, material or element for performing the function in combination with other specifically claimed elements. May be intended to include actions.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "제어기", "프로세서", "메모리", "신경망", "인터페이스", "소팅기", "디바이스", "푸싱 메커니즘", "푸셔 디바이스들", "이미징 센서", "통", "리셉터클", "시스템", "회로망"과 같은 용어들은 각각 당업자들이 인식하고 이해할 수 있는 비일반적 디바이스 요소들을 가리키며, 본 명세서에서는 35 U.S.C. 112(f)를 호출할 목적의 임시 단어들 또는 임시 용어들로서 사용되지 않다.As used herein, “controller”, “processor”, “memory”, “neural network”, “interface”, “sorter”, “device”, “pushing mechanism”, “pusher devices”, “imaging” Terms such as "sensor", "barrel", "receptacle", "system", and "circuitry" each refer to non-generic device elements that can be recognized and understood by those skilled in the art, and are used herein as defined in 35 U.S.C. Not to be used as temporary words or temporary terms for purposes of invoking 112(f).

식별된 특성 또는 상황들과 관련하여 사용되는 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '실질적으로'는 식별된 특성 또는 상황을 측정 가능하게 손상시키지 않을 정도로 충분히 작은 편차 정도를 가리킨다. 허용되는 정확한 편차 정도는 일부 경우들에 있어서는 특정 상황에 따라 달라질 수 있다.As used herein in relation to an identified characteristic or circumstance, 'substantially' refers to a degree of deviation small enough not to measurably impair the identified characteristic or circumstance. The exact degree of deviation permitted may in some cases vary depending on the specific circumstances.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 복수의 물품들, 구조적 요소들, 구성 요소들, 예시적 분획들 및/또는 물질들은 편의를 위해 공통 목록으로 제시될 수 있다. 그러나, 이러한 목록들은 목록의 각각의 부재가 개별적으로 별개의 고유한 부재로서 식별되는 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 그러한 목록의 개별 부재는 반대되는 표시들 없이 공통 그룹에 표시되었다는 이유만으로 동일한 목록의 다른 부재와 사실상 동등한 것으로 해석되어서는 안 된다.As used herein, plural articles, structural elements, components, exemplary fractions and/or substances may be presented in a common list for convenience. However, these lists should be construed as if each member on the list were individually identified as a separate and unique member. Accordingly, individual members in such lists should not be construed as being effectively equivalent to other members in the same list simply because they appear in a common group without indications to the contrary.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어들(예를 들어, 주기율표 내의 폴리머들 또는 화학 원소들에 사용되는 약어들)은 현재 개시된 주제가 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 언급된 모든 출판물들, 특허 출원들, 특허들 및 기타 참고 문헌들은 특정 구절이 인용되지 않는 한 그 전체가 참조에 의해 통합된다. 상충되는 경우, 정의들을 포함한 본 명세서가 우선한다. 또한, 물질들, 방법들 및 예들(예를 들어, 나열된 분획들, 플라스틱들)은 예시일 뿐이며 이를 제한하기 위한 것이 아니다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein (e.g., abbreviations used for polymers or chemical elements in the periodic table) generally refer to those skilled in the art to which the presently disclosed subject matter pertains. It has the same meaning as understood. All publications, patent applications, patents and other references mentioned herein are incorporated by reference in their entirety unless specific passages are cited. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control. Additionally, the materials, methods, and examples (e.g., listed fractions, plastics) are illustrative only and are not intended to be limiting.

본 명세서에 설명되지 않은 범위 내에서, 특정 물질들, 처리 행위들 및 회로들에 관한 많은 상세들은 통상적이며 컴퓨팅, 전자기기들 및 소프트웨어 기술 분야들의 교과서들 및 기타 출처들에서 찾을 수 있다.To the extent not described herein, much detail regarding specific materials, processes and circuits is conventional and can be found in textbooks and other sources in the fields of computing, electronics and software technologies.

달리 명시되지 않는 한, 명세서 및 청구항들에 사용된 성분들, 반응 조건들 등의 양들을 나타내는 모든 숫자들은 모든 경우들에서 "약"이라는 용어에 의해 수정되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 상반되는 표시가 없는 한, 본 명세서 및 첨부된 청구항들에 명시된 수치 파라미터들은 현재 개시된 주제에 의해 얻으려는 바람직한 특성들에 따라 달라질 수 있는 근사값들이다.Unless otherwise specified, all numbers representing quantities of ingredients, reaction conditions, etc. used in the specification and claims are to be understood in all instances as modified by the term “about.” Accordingly, unless otherwise indicated, the numerical parameters set forth in this specification and the appended claims are approximations that may vary depending on the desired properties sought to be achieved by the presently disclosed subject matter.

Claims (23)

방법으로서,
제1 물질 조각의 제1 시각적 이미지를 포착하여 상기 제1 물질 조각과 관련된 제1 이미지 데이터 패킷을 생성하는 단계;
제2 물질 조각의 제2 시각적 이미지를 포착하여 상기 제2 물질 조각과 관련된 제2 이미지 데이터 패킷을 생성하는 단계 ― 상기 제1 물질 조각은 제1 화학적 시그니처를 가지며, 상기 제2 물질 조각은 상기 제1 화학적 시그니처와는 서로 다른 제2 화학적 시그니처를 가짐 ―;
상기 서로 다른 화학적 시그니처들을 갖는 물질 조각들 사이를 시각적으로 식별하는 것을 이전에 학습한 머신 러닝 시스템으로 상기 제1 및 제2 이미지 데이터 패킷들을 처리하는 단계; 및
상기 서로 다른 화학적 시그니처들을 갖는 물질 조각들 사이에서의 상기 학습된 시각적 식별의 함수로서 상기 제1 및 제2 물질 조각들을 상기 머신 러닝 시스템에 의해 두 가지 서로 다른 분류들로 분류하는 단계
를 포함하는, 방법.
As a method,
Capturing a first visual image of a first piece of material to generate a first image data packet associated with the first piece of material;
Capturing a second visual image of a second piece of material to generate a second image data packet associated with the second piece of material, wherein the first piece of material has a first chemical signature, and the second piece of material has the first chemical signature. 1 has a second chemical signature that is different from the chemical signature;
processing the first and second image data packets with a machine learning system previously trained to visually distinguish between pieces of material having different chemical signatures; and
Classifying the first and second pieces of material into two different classes by the machine learning system as a function of the learned visual discrimination between pieces of material with different chemical signatures.
Method, including.
제1 항에 있어서,
상기 분류들의 함수로서 상기 제2 물질 조각으로부터 상기 제1 물질 조각을 소팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
According to claim 1,
Sorting the first piece of material from the second piece of material as a function of the classifications.
제2 항에 있어서,
상기 물질 조각들은 플라스틱 조각들인, 방법.
According to clause 2,
The method of claim 1, wherein the pieces of material are pieces of plastic.
제3 항에 있어서,
상기 제1 화학적 시그니처는 상기 제1 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 복수의 서로 다른 센서 시스템들에 의해 측정된 스펙트럼 데이터를 포함하고, 상기 제2 화학적 시그니처는 상기 제2 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 상기 복수의 서로 다른 센서 시스템들에 의해 측정된 스펙트럼 데이터를 포함하는, 방법.
According to clause 3,
The first chemical signature includes spectral data measured by a plurality of different sensor systems from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic, and the second chemical signature includes spectral data measured by a plurality of different sensor systems. A method comprising spectral data measured by the plurality of different sensor systems from at least one sample of a piece of plastic of the same type as the piece.
제4 항에 있어서,
상기 스펙트럼 데이터는 비-가시 스펙트럼에 관한 것인, 방법.
According to clause 4,
The method of claim 1, wherein the spectral data relates to the non-visible spectrum.
제4 항에 있어서,
상기 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 근적외선("NIR"), 중파장 적외선("MWIR") 및 x-선 형광("XRF") 시스템들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 방법.
According to clause 4,
The method of claim 1, wherein the plurality of different sensor systems are selected from the group consisting of near-infrared (“NIR”), mid-wave infrared (“MWIR”), and x-ray fluorescence (“XRF”) systems.
제4 항에 있어서,
상기 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 적외선("IR"), 푸리에 변환 IR("FTIR"), 전방 적외선("FLIR"), 초근적외선("VNIR"), 근적외선("NIR"), 단파장 적외선("SWIR"), 장파장 적외선("LWIR"), 중파장 적외선("MWIR" 또는 "MIR"), X-선 투과("XRT"), 감마선, 자외선("UV"), X-선 형광("XRF"), 레이저 유도 분해 분광법("LIBS"), 라만 분광법, 안티 스토크스 라만 분광법, 감마 분광법, 초분광 분광법 (예를 들어, 가시 파장들을 넘어서는 임의의 범위), 음향 분광법, NMR 분광법, 마이크로파 분광법, 테라헤르츠 분광법, 시차 주사 열량 측정법("DSC"), 열 중량 분석("TGA"), 모세관 및 회전 유변학, 광학 및 주사 전자 현미경("SEM") 및 크로마토그래피로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 방법.
According to clause 4,
The plurality of different sensor systems may include infrared (“IR”), Fourier transform IR (“FTIR”), forward infrared (“FLIR”), very near infrared (“VNIR”), near infrared (“NIR”), and shortwave infrared (“FTIR”). “SWIR”), long-wave infrared (“LWIR”), mid-wave infrared (“MWIR” or “MIR”), X-ray transmission (“XRT”), gamma ray, ultraviolet (“UV”), and “XRF”), laser induced breakdown spectroscopy (“LIBS”), Raman spectroscopy, anti-Stokes Raman spectroscopy, gamma spectroscopy, hyperspectral spectroscopy (e.g. any range beyond visible wavelengths), acoustic spectroscopy, NMR spectroscopy, selected from the group consisting of microwave spectroscopy, terahertz spectroscopy, differential scanning calorimetry (“DSC”), thermogravimetric analysis (“TGA”), capillary and rotational rheology, optical and scanning electron microscopy (“SEM”), and chromatography. , method.
제3 항에 있어서,
상기 제1 화학적 시그니처는 상기 제1 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 측정값들을 포함하고, 상기 제2 화학적 시그니처는 상기 제2 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 측정값들을 포함하는, 방법.
According to clause 3,
The first chemical signature includes measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic, and the second chemical signature is the same as the second piece of plastic. A method comprising measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of a tangible piece of plastic.
제3 항에 있어서,
상기 플라스틱 조각들은 유형 #1 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 유형 #2 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 유형 #3 폴리염화비닐("PVC"), 유형 #4 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 유형 #5 폴리프로필렌("PP"), 유형 #6 폴리스티렌("PS") 및 유형 #7 기타 폴리머들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 방법.
According to clause 3,
The plastic pieces include Type #1 polyethylene terephthalate (“PET”), Type #2 high-density polyethylene (“HDPE”), Type #3 polyvinyl chloride (“PVC”), Type #4 low-density polyethylene (“LDPE”), selected from the group consisting of Type #5 polypropylene (“PP”), Type #6 polystyrene (“PS”), and Type #7 other polymers.
제3 항에 있어서,
상기 제1 물질 조각은 폴리염화비닐을 포함하는, 방법.
According to clause 3,
The method of claim 1, wherein the first piece of material comprises polyvinyl chloride.
제1 항에 있어서,
상기 두 개의 서로 다른 분류들은 서로 다른 분획들인, 방법.
According to claim 1,
The method of claim 1, wherein the two different fractions are different fractions.
시스템으로서,
제1 물질 조각의 제1 시각적 이미지를 포착하여 상기 제1 물질 조각과 관련된 제1 이미지 데이터 패킷을 생성하고, 제2 물질 조각의 제2 시각적 이미지를 포착하여 상기 제2 물질 조각과 관련된 제2 이미지 데이터 패킷을 생성하도록 구성된 카메라 ― 상기 제1 물질 조각은 제1 화학적 시그니처를 가지며, 상기 제2 물질 조각은 상기 제1 화학적 시그니처와는 서로 다른 제2 화학적 시그니처를 가짐 ―;
상기 서로 다른 화학적 시그니처들을 갖는 물질 조각들 사이를 시각적으로 식별하는 것을 이전에 학습한 머신 러닝 시스템으로 상기 제1 및 제2 이미지 데이터 패킷들을 처리하도록 구성된 데이터 처리 시스템 ― 상기 머신 러닝 시스템은 상기 서로 다른 화학적 시그니처들을 갖는 물질 조각들 사이에서의 상기 학습된 시각적 식별의 함수로서 상기 제1 및 제2 물질 조각들을 두 가지 서로 다른 분획들로 분류함 ―; 및
상기 분획들의 함수로서 상기 제2 물질 조각으로부터 상기 제1 물질 조각을 소팅하도록 구성된 소팅 장치
를 포함하는, 시스템.
As a system,
Capturing a first visual image of a first piece of material to generate a first image data packet associated with the first piece of material, and capturing a second visual image of a second piece of material to generate a second image associated with the second piece of material a camera configured to generate a data packet, wherein the first piece of material has a first chemical signature and the second piece of material has a second chemical signature that is different from the first chemical signature;
A data processing system configured to process the first and second image data packets with a machine learning system that has previously learned to visually distinguish between pieces of material having different chemical signatures, the machine learning system comprising: classifying the first and second pieces of material into two different fractions as a function of the learned visual discrimination between pieces of material having chemical signatures; and
A sorting device configured to sort the first piece of material from the second piece of material as a function of the fractions.
system, including.
제12 항에 있어서,
상기 물질 조각들은 플라스틱 조각들인, 시스템.
According to claim 12,
The system according to claim 1, wherein the pieces of material are pieces of plastic.
제13 항에 있어서,
상기 제1 화학적 시그니처는 상기 제1 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 복수의 서로 다른 센서 시스템들에 의해 측정된 비-가시 스펙트럼에 관한 스펙트럼 데이터를 포함하고, 상기 제2 화학적 시그니처는 상기 제2 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 상기 복수의 서로 다른 센서 시스템들에 의해 측정된 비-가시 스펙트럼에 관한 스펙트럼 데이터를 포함하는, 시스템.
According to claim 13,
The first chemical signature includes spectral data relating to a non-visible spectrum measured by a plurality of different sensor systems from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic, and The system of claim 1, wherein the signature includes spectral data relating to a non-visible spectrum measured by the plurality of different sensor systems from at least one sample of the same type of plastic piece as the second piece of plastic.
제14 항에 있어서,
상기 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 근적외선("NIR"), 중파장 적외선("MWIR") 및 x-선 형광("XRF") 시스템들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 시스템.
According to claim 14,
The system of claim 1, wherein the plurality of different sensor systems are selected from the group consisting of near-infrared (“NIR”), mid-wave infrared (“MWIR”), and x-ray fluorescence (“XRF”) systems.
제14 항에 있어서,
상기 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 적외선("IR"), 푸리에 변환 IR("FTIR"), 전방 적외선("FLIR"), 초근적외선("VNIR"), 근적외선("NIR"), 단파장 적외선("SWIR"), 장파장 적외선("LWIR"), 중파장 적외선("MWIR" 또는 "MIR"), X-선 투과("XRT"), 감마선, 자외선("UV"), X-선 형광("XRF"), 레이저 유도 분해 분광법("LIBS"), 라만 분광법, 안티 스토크스 라만 분광법, 감마 분광법, 초분광 분광법 (예를 들어, 가시 파장들을 넘어서는 임의의 범위), 음향 분광법, NMR 분광법, 마이크로파 분광법, 테라헤르츠 분광법, 시차 주사 열량 측정법("DSC"), 열 중량 분석("TGA"), 모세관 및 회전 유변학, 광학 및 주사 전자 현미경("SEM") 및 크로마토그래피로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 시스템.
According to claim 14,
The plurality of different sensor systems may include infrared (“IR”), Fourier transform IR (“FTIR”), forward infrared (“FLIR”), very near infrared (“VNIR”), near infrared (“NIR”), and shortwave infrared (“FTIR”). “SWIR”), long-wave infrared (“LWIR”), mid-wave infrared (“MWIR” or “MIR”), X-ray transmission (“XRT”), gamma ray, ultraviolet (“UV”), and “XRF”), laser induced breakdown spectroscopy (“LIBS”), Raman spectroscopy, anti-Stokes Raman spectroscopy, gamma spectroscopy, hyperspectral spectroscopy (e.g. any range beyond visible wavelengths), acoustic spectroscopy, NMR spectroscopy, selected from the group consisting of microwave spectroscopy, terahertz spectroscopy, differential scanning calorimetry (“DSC”), thermogravimetric analysis (“TGA”), capillary and rotational rheology, optical and scanning electron microscopy (“SEM”), and chromatography. , system.
제13 항에 있어서,
상기 제1 화학적 시그니처는 상기 제1 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 측정값들을 포함하고, 상기 제2 화학적 시그니처는 상기 제2 플라스틱 조각과 동일한 유형의 플라스틱 조각의 적어도 하나의 샘플로부터 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 측정값들을 포함하며, 상기 플라스틱 조각들은 유형 #1 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 유형 #2 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 유형 #3 폴리염화비닐("PVC"), 유형 #4 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 유형 #5 폴리프로필렌("PP"), 유형 #6 폴리스티렌("PS") 및 유형 #7 기타 폴리머들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 시스템.
According to claim 13,
The first chemical signature includes measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of the same type of plastic piece as the first piece of plastic, and the second chemical signature is the same as the second piece of plastic. It includes measurements of organic and inorganic elements or molecules from at least one sample of a piece of plastic of type #1 polyethylene terephthalate (“PET”), type #2 high-density polyethylene (“HDPE”). , Type #3 polyvinyl chloride (“PVC”), Type #4 low-density polyethylene (“LDPE”), Type #5 polypropylene (“PP”), Type #6 polystyrene (“PS”), and Type #7 other polymers. A system selected from a group consisting of:
방법으로서,
복수의 서로 다른 센서 시스템들을 사용하여 서로 다른 플라스틱 조각들의 혼합물 각각에 대한 화학적 시그니처를 결정하는 단계;
상기 플라스틱 조각들 각각에 대한 시각적 이미지들을 포착하는 단계;
상기 시각적 이미지들을 각각의 플라스틱 조각에 대한 화학적 시그니처와 디지털 방식으로 연관시키는 단계;
플라스틱 조각들의 소팅을 위한 특정 분획을 결정하는 단계;
상기 시각적 이미지들을 사용하여 상기 혼합물 내의 플라스틱 조각들 중 상기 특정 분획에 속하는 화학적 시그니처를 가진 플라스틱 조각을 식별하는 단계; 및
상기 특정 분획들에 속하는 플라스틱 조각들을 시각적으로 식별하기 위해 머신 러닝 시스템을 훈련시키는 단계
를 포함하고,
상기 훈련은 상기 식별된 플라스틱 조각들로부터 생성된 제어 그룹으로 수행되는, 방법.
As a method,
determining a chemical signature for each mixture of different plastic pieces using a plurality of different sensor systems;
capturing visual images for each of the plastic pieces;
digitally correlating the visual images with a chemical signature for each piece of plastic;
determining a specific fraction for sorting the plastic pieces;
using the visual images to identify plastic pieces with a chemical signature belonging to the specific fraction of plastic pieces in the mixture; and
Training a machine learning system to visually identify plastic pieces belonging to the specific fractions.
Including,
The method of claim 1, wherein the training is performed with a control group created from the identified pieces of plastic.
제18 항에 있어서,
상기 제어 그룹은 상기 식별된 플라스틱 조각들 각각의 포착된 시각적 이미지 데이터로 구성되는, 방법.
According to clause 18,
The method of claim 1, wherein the control group consists of captured visual image data of each of the identified pieces of plastic.
제18 항에 있어서,
상기 분획은 유기 및 무기 원소들 또는 분자들의 특정 조합으로 구성되는, 방법.
According to clause 18,
The method of claim 1, wherein the fraction consists of a specific combination of organic and inorganic elements or molecules.
제18 항에 있어서,
상기 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 근적외선("NIR"), 중파장 적외선("MWIR") 및 x-선 형광("XRF") 시스템들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 방법.
According to clause 18,
The method of claim 1, wherein the plurality of different sensor systems are selected from the group consisting of near-infrared (“NIR”), mid-wave infrared (“MWIR”), and x-ray fluorescence (“XRF”) systems.
제21 항에 있어서,
서로 다른 플라스틱 조각들의 혼합물은 유형 #1 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 유형 #2 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 유형 #3 폴리염화비닐("PVC"), 유형 #4 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 유형 #5 폴리프로필렌("PP"), 유형 #6 폴리스티렌("PS") 및 유형 #7 기타 폴리머들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 방법.
According to claim 21,
A mixture of different plastic pieces is Type #1 polyethylene terephthalate (“PET”), Type #2 high-density polyethylene (“HDPE”), Type #3 polyvinyl chloride (“PVC”), and Type #4 low-density polyethylene (“LDPE”). "), Type #5 polypropylene ("PP"), Type #6 polystyrene ("PS"), and Type #7 other polymers.
제18 항에 있어서,
상기 복수의 서로 다른 센서 시스템들은 적외선("IR"), 푸리에 변환 IR("FTIR"), 전방 적외선("FLIR"), 초근적외선("VNIR"), 근적외선("NIR"), 단파장 적외선("SWIR"), 장파장 적외선("LWIR"), 중파장 적외선("MWIR" 또는 "MIR"), X-선 투과("XRT"), 감마선, 자외선("UV"), X-선 형광("XRF"), 레이저 유도 분해 분광법("LIBS"), 라만 분광법, 안티 스토크스 라만 분광법, 감마 분광법, 초분광 분광법 (예를 들어, 가시 파장들을 넘어서는 임의의 범위), 음향 분광법, NMR 분광법, 마이크로파 분광법, 테라헤르츠 분광법, 시차 주사 열량 측정법("DSC"), 열 중량 분석("TGA"), 모세관 및 회전 유변학, 광학 및 주사 전자 현미경("SEM") 및 크로마토그래피로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 방법.
According to clause 18,
The plurality of different sensor systems may include infrared (“IR”), Fourier transform IR (“FTIR”), forward infrared (“FLIR”), very near infrared (“VNIR”), near infrared (“NIR”), and shortwave infrared (“FTIR”). “SWIR”), long-wave infrared (“LWIR”), mid-wave infrared (“MWIR” or “MIR”), X-ray transmission (“XRT”), gamma ray, ultraviolet (“UV”), and “XRF”), laser induced breakdown spectroscopy (“LIBS”), Raman spectroscopy, anti-Stokes Raman spectroscopy, gamma spectroscopy, hyperspectral spectroscopy (e.g. any range beyond visible wavelengths), acoustic spectroscopy, NMR spectroscopy, selected from the group consisting of microwave spectroscopy, terahertz spectroscopy, differential scanning calorimetry (“DSC”), thermogravimetric analysis (“TGA”), capillary and rotational rheology, optical and scanning electron microscopy (“SEM”), and chromatography. , method.
KR1020237030490A 2021-02-08 2022-02-08 sorting of plastics KR20230159398A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163146892P 2021-02-08 2021-02-08
US63/146,892 2021-02-08
US202163173301P 2021-04-09 2021-04-09
US63/173,301 2021-04-09
PCT/US2022/015665 WO2022170262A1 (en) 2021-02-08 2022-02-08 Sorting of plastics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230159398A true KR20230159398A (en) 2023-11-21

Family

ID=82741868

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237030491A KR20230159399A (en) 2021-02-08 2022-02-08 Sorting of dark and black plastics
KR1020237030490A KR20230159398A (en) 2021-02-08 2022-02-08 sorting of plastics

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237030491A KR20230159399A (en) 2021-02-08 2022-02-08 Sorting of dark and black plastics

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP4288220A1 (en)
JP (2) JP2024510084A (en)
KR (2) KR20230159399A (en)
WO (2) WO2022170262A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230062938A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 X Development Llc Sensor fusion approach for plastics identification
CN115616204A (en) * 2022-12-21 2023-01-17 金发科技股份有限公司 Method and system for identifying polyethylene terephthalate reclaimed materials
CN115835448B (en) * 2022-12-28 2024-03-19 无锡车联天下信息技术有限公司 Method and device for adjusting light, endoscope equipment and medium
KR102635727B1 (en) * 2023-05-02 2024-02-08 권순주 Apparatus, system, and method for recyclable material classification based on artificial intelligence
CN116523911B (en) * 2023-07-03 2023-09-12 湖南融城环保科技有限公司 Building rubbish recycled aggregate production monitored control system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0305738D0 (en) * 2003-03-13 2003-04-16 Next Tec Ltd Recycling of plastics material
GB0322043D0 (en) * 2003-09-20 2003-10-22 Qinetiq Ltd Apparatus for,and method of,classifying objects in waste stream
WO2018200866A1 (en) * 2017-04-26 2018-11-01 UHV Technologies, Inc. Material sorting using a vision system
GB2572183A (en) * 2018-03-21 2019-09-25 Sutton Philip Recycling method and taggant for a recyclable product

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022170262A1 (en) 2022-08-11
KR20230159399A (en) 2023-11-21
TW202301192A (en) 2023-01-01
JP2024508684A (en) 2024-02-28
WO2022170273A1 (en) 2022-08-11
EP4288219A1 (en) 2023-12-13
JP2024510084A (en) 2024-03-06
EP4288220A1 (en) 2023-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11969764B2 (en) Sorting of plastics
US20210346916A1 (en) Material handling using machine learning system
US11975365B2 (en) Computer program product for classifying materials
KR20230159398A (en) sorting of plastics
US20220355342A1 (en) Sorting of contaminants
US20220203407A1 (en) Sorting based on chemical composition
TWI839679B (en) Sorting of plastics
WO2023076186A1 (en) Metal separation in a scrap yard
US20240109103A1 (en) Sorting of dark colored and black plastics
CA3233146A1 (en) Multiple stage sorting
CN117529372A (en) Sorting dark and black plastics
US20230053268A1 (en) Classification and sorting with single-board computers
US20230173543A1 (en) Mobile sorter
Dokl et al. A waste separation system based on sensor technology and deep learning: A simple approach applied to a case study of plastic packaging waste
TWI829131B (en) Method and system for sorting materials, and computer program product stored on computer readable storage medium
WO2023003669A9 (en) Material classification system
KR20230147634A (en) Selection based on chemical composition
WO2023003670A1 (en) Material handling system
WO2022251373A1 (en) Sorting of contaminants
WO2023137423A1 (en) Scrap data analysis
US20230044783A1 (en) Metal separation in a scrap yard
US20220371057A1 (en) Removing airbag modules from automotive scrap
CN116917055A (en) Sorting based on chemical compositions
KR20230150801A (en) Removal of airbag modules from automotive scrap