แฮกเบื้องหลังไอเดียสิ่งประดิษฐ์ “ถังขยะอัจฉริยะ” จากนวัตกรผู้ชนะ e-Waste HACK BKK 2024 เวทีที่มุ่งสร้าง

การเพิ่มขึ้นของปริมาณขยะอิเล็กทรอนิกส์หรือ e-Waste เปรียบเสมือน “ระเบิดเวลา” ทางสิ่งแวดล้อมของโลก “เอเชียตะวันออกเฉียงใต้” ถือเป็นผู้ผลิต e-Waste รายใหญ่แห่งหนึ่งของโลกที่ปริมาณ 12.3 ล้านเมตริกตันในปี 2566 เพิ่มสูงขึ้นกว่า 60% ในปี 2553 โดยมีอินโดนีเซียเป็นอันดับ 1 และตามด้วยไทย ขณะที่การกำจัดให้ถูกต้องหรือนำกลับไปใช้ใหม่ด้วยกระบวนการ Upcycle อยู่ในระดับต่ำ ก่อให้เกิดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมโดยตรงต่อสุขภาพร่างกายของมนุษย์ ที่นำไปสู่ “การเสียชีวิตแบบผ่อนส่ง”

จากสถานการณ์ข้างต้น สะท้อนถึง “ภาวะวิกฤตทางสิ่งแวดล้อม” ที่ต้องดำเนินการแก้ไขโดยด่วน ทรู คอร์ปอเรชั่น และภาคีพันธมิตร จึงได้ร่วมมือจัดตั้งโครงการ e-Waste HACK BKK 2024 ชวนคนรุ่นใหม่มาระดมสมอง hack ไอเดีย สร้างมูลค่าเพิ่มจาก e-Waste ต่อยอดเป็นนวัตกรรมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานได้จริง ตามหลัก Circular Economy ยกระดับคุณภาพชีวิตของคนกรุงเทพฯ ให้ดีขึ้น ตอบโจทย์ความท้าทาย ทั้งด้านการศึกษา สิ่งแวดล้อม ความปลอดภัย และสาธารณสุข

นับเป็นระยะเวลาเกือบ 4 เดือน 3 รอบการแข่งขัน 179 ทีม การแข่งขัน e-Waste HACK BKK 2024 อันดุเดือดก็ได้ผู้ชนะเลิศในระดับอุดมศึกษา โดยผลงาน Intelligence Bin จากทีม “ปั๊กกะป๊อก” นักศึกษาปีที่ 3 คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น นำโดย เนยเนย – ธิดาลักษณ์ เมืองแพน อะตอม – ปิยังกูร สารภาค และบาส – โยธิน นันต๊ะเสน

แก้ไขที่ต้นตอปัญหา

เนยเนย – ธิดาลักษณ์ เมืองแพน เล่าว่า Intelligence Bin เกิดขึ้นจากความมุ่งมั่นในการแก้ไขปัญหาขยะที่ต้นตอ ซึ่งนั่นคือ พฤติกรรมการเทรวม ไม่เเยกประเภทขยะ โดยเฉพาะขยะเปียกที่นานวันเข้า จะกลายเป็นบ่อเกิดของเชื้อโรคต่างๆ ทำให้โอกาสในการนำขยะประเภทอื่นอย่าง ขวดพลาสติก กระป๋อง กระดาษ ไปรีไซเคิลต่อมีน้อย และยุ่งยากต่อระบบการจัดการ

ปัจจุบัน การจัดเก็บขยะมูลฝอยของกรุงเทพมหานครจะแบ่งออกเป็น 2 โซน ได้แก่ กรุงเทพฯ ชั้นใน และกรุงเทพชั้นนอก โดยเจ้าหน้าที่จะดำเนินการจัดเก็บตามจุดทิ้งขยะที่กำหนดตั้งแต่เวลา 18.00 น. ถึงเช้ามืด โดยแต่ละจุดใช้เวลาจัดเก็บประมาณ 12 นาทีโดยเฉลี่ย จากนั้นขยะจะถูกส่งต่อไปยังโรงแยกขยะใกล้เคียง ได้เแก่ อ่อนนุช สายไหม และหนองแขม ซึ่งจากการสำรวจพบว่า กว่า 32% ของขยะเหล่านี้จัดอยู่ในประเภทขยะมูลฝอย ได้แก่ ขยะทั่วไป ขยะอินทรีย์ และขยะอันตราย ซึ่งปลายทางจะถูกกำจัดโดยการฝังกลบหรือนำเข้าเตาเผา

จากแนวโน้มสถานการณ์ที่เข้าขั้นวิกฤต สมาชิกในทีมจึงระดมสมอง ค้นคว้าหาข้อมูล ตลอดจนเทคโนโลยีและวิธีการในการแก้ไขปัญหา จึงได้ตกผลึกออกมาเป็นวัตกรรมที่ชื่อว่า Intelligence Bin เป็น Modular Engine หรือเครื่องจักรกลแบบแยกส่วน ทำหน้าที่ในการคัดแยกขยะด้วยเทคโนโลยี AI และ IoT ด้วยโครงสร้างแบบแยกส่วน หรือ modular system นี้เอง ทำให้ Intelligence Bin สะดวกต่อการนำไปติดตั้งกับถังขยะของกรุงเทพมหานครอย่างง่ายดาย มีความอิสระกับตัวเครื่อง ใช้ได้หลากหลายขนาด ช่วยลดภาระค่าใช้จ่ายที่ซ้ำซ้อน

ทั้งนี้ นวัตกรรมดังกล่าวมีส่วนประกอบที่สำคัญหลักๆ 3 ส่วน ได้แก่ 1. กล้องที่ใช้ในการจับภาพ เพื่อส่งไปวิเคราะห์ต่อด้วยเทคโนโลยี AI ซึ่งมีความสามารถในการประมวลผล เรียนรู้ และต่อยอดจากข้อมูลที่ป้อนเข้าไป 2. ระบบสายพาน ซึ่งมีอุปกรณ์เซ็นเซอร์ติดตั้ง ทำงานควบคู่กับ AI โดยหลังจาก AI ประมวลผล จำแนกประเภทขยะแล้ว ก็จะสั่งการไปยังเซ็นเซอร์ เพื่อส่งต่อให้ระบบสายพานทำงานแยกชิ้นขยะต่อไป และ 3. ในส่วนของถังขยะเอง ยังมีการติดตั้งอินฟราเรดเซ็นเซอร์ เพื่อใช้ในการวัดปริมาณขยะ โดยจะแจ้งเตือนให้เจ้าหน้าที่เก็บขยะทราบผ่านพิกัดที่ปรากฏบนแอปพลิเคชัน เพื่ออำนวยความสะดวกต่อการวางแผนจัดเก็บของเจ้าหน้าที่ต่อไป สำหรับองค์ประกอบในส่วนที่ 2 และ 3 จะเป็นลักษณะการทำงานด้วยเทคโนโลยี IoT

ทั้งนี้ จากการคำนวณการทำงานของ Intelligence Bin ในเบื้องต้น พบว่ามีกำลังการแยกขยะได้วันละ 114 กก. ทำให้มีการคัดแยกขยะและจัดการอย่างถูกต้อง ลดเวลาการแยกขยะของเจ้าหน้าที่ฯ ได้มากกว่า 20 ชม. ต่อสัปดาห์

นวัตกรรมที่เกิดจากอินไซต์

อย่างไรก็ตาม นวัตกรรมเพียงลำพังอาจไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างสิ้นเชิง การเปลี่ยนเเปลงเชิงพฤติกรรมจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่ง โดยสมาชิกในทีม ยังได้เสนอแนวคิด “ทิ้งขยะ เก็บแต้ม เเจ้งเตือน”  โดยใช้กลยุทธ์ “Gamification และการสะสมแต้ม” โดยทุกครั้งที่มีการทิ้งขยะในจุดที่กำหนด ผู้ทิ้งขยะสามารถสแกนคิวอาร์โค้ด เพื่อสะสมแต้ม รวมถึงใช้เกมเข้ามาเป็นเครื่องมือจูงใจให้ผู้คนมาทิ้งขยะที่จุด Intelligence Bin ติดตั้ง

กลยุทธ์สะสมแต้มและ Gamification ถือเป็นอีกหนึ่งเครื่องมือที่ช่วยกระตุ้นให้คนกรุงเทพฯ ตระหนักรู้และให้ความสำคัญถึงการแยกขยะมากยิ่งขึ้น ลดปริมาณขยะที่จะไปสิ้นสุดที่บ่อกลบ ลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม สร้างมูลค่าเพิ่มให้กับขยะรีไซเคิล ตลอดจนส่งเสริมให้เกิดการจ้างงานและอุตสาหกรรมที่เกี่ยวเนื่องกับการรีไซเคิลและอัปไซเคิล”

ทั้งนี้ นวัตกรรม Intelligence Bin เป็นอุปกรณ์ที่นำชิ้นส่วนขยะอิเล็กทรอนิกส์กลับมาใช้ใหม่หรือ Upcycle ถึงเกือบ 80% ไม่ว่าจะเป็นกล้องที่ได้มาจากคอมพิวเตอร์พกพาเก่า ขณะที่ Proximity Sensor อุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมคัดแยกขยะ ทำมาจากขดลวดเหนี่ยวนำของเครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS) ขณะที่แผงวงจรไฟฟ้าเก่าสามารถนำมาประกอบใหม่เป็นเซ็นเซอร์อินฟราเรด (Infrared Sensor) เพื่อใช้ในการตรวจวัดปริมาณขยะ ในส่วนของ Stepper Motor หรือมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้สำหรับควบคุมการหมุนของโมดูลก็ทำมาจาก Power Supply ของคอมพิวเตอร์

จากไอเดียสู่ Prototype

เนยเนย เล่าว่า โดยพื้นฐาน สมาชิกในทีมต่างมีความสนใจในการลงแข่ง Hackathon อยู่แล้ว เพราะเป็นกิจกรรมที่ท้าทาย ถือเป็นโอกาสที่ได้ใช้ความรู้มาประยุกต์ใช้เพื่อแก้ไขปัญหาในสังคมอย่างแท้จริง ซึ่งภายหลังที่ได้รับโจทย์ “ร่วมกันเฟ้นหาไอเดีย พัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จาก e-Waste ที่สามารถสร้างมูลค่าและเกิดประโยชน์ให้คนกรุงเทพฯ 1 ใน 4 ด้าน ได้แก่ ความปลอดภัย สิ่งแวดล้อม การศึกษา และสาธารณสุข” จึงได้ระดมสมองและอภิปรายถึงปัญหาที่สำคัญของเมือง ตลอดจนความเป็นไปได้ในการพัฒนานวัตกรรมจากฐานความรู้ด้าน AI และ Programming และร่วมกันตัดสินใจนำเสนอผลงานด้วยนวัตกรรม Intelligence Bin เพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม โดยโฟกัสไปที่การจัดการขยะ เนื่องจากเล็งเห็นถึงสถานะของเมืองที่มีความเป็น “มหานคร” มีผู้คนนับสิบล้านคนทั้งอาศัยและใช้เดินทางผ่านไปยังปลายทางอื่นๆ

“เดิมที ทีมตั้งใจให้นวัตกรรม Intelligence Bin มีความอัจฉริยะอย่างแท้จริง กล่าวคือ สามารถแยกขยะได้ถึง 4 ประเภท ได้แก่ 1. ขยะอินทรีย์ 2. ขยะทั่วไป 3. ขวดแก้วหรือขวดพลาสติก และ 4. กระป๋องอลูมิเนียม แต่ด้วยระยะเวลาที่กระชั้นชิดเพียง 1 เดือนนิดๆ รวมถึงความซับซ้อนของระบบที่มากขึ้น ทำให้การผลิต prototype ในเบื้องต้น จะทำงานแบ่งขยะได้ 2 ประเภท นั่นคือ ขยะที่รีไซเคิลได้ และรีไซเคิลไม่ได้” อะตอม อธิบาย

Pre-Test ก่อนก้าวสู่โลกจริง

เมื่อ Intelligence Bin มีเทคโนโลยี AI เป็นองค์ประกอบที่สำคัญ ดังนั้น ข้อมูลสำหรับการเทรนจึงมีความจำเป็นและสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้ AI ทำงานอย่างชาญฉลาดและแม่นยำ ซึ่งในกรณี Intelligence Bin จะมีลักษณะเป็น “ข้อมูลภาพ” แต่อุปสรรคก็เกิดขึ้นระหว่างทาง เพราะค่าความละเอียดที่กล้องจาก e-Waste ที่ได้มานั้นอยู่ในระดับต่ำ ขณะที่ข้อมูลภาพที่ปรากฏในอินเทอร์เน็ต รวมถึงกล้องจากโทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่ๆ นั้นมีจับความละเอียดภาพในระดับล้านพิกเซล ทำให้เครื่อง Intelligence Bin ไม่สามารถจำแนกขยะได้ ทีมงานจึงต้องป้อนข้อมูลภาพใหม่ โดยใช้อุปกรณ์ถ่ายภาพที่มีความละเอียดเท่ากับที่กล้องจาก e-Waste เพื่อให้ AI สามารถประมวลผลได้ดียิ่งขึ้น

“ข้อมูลภาพมีความยากและซับซ้อนในตัวของมันเอง โดยเฉพาะมุมมองและมิติภาพของวัตถุหนึ่งๆ รวมถึงองค์ประกอบแวดล้อมของภาพ ที่จำเป็นต้องคิดอย่างรอบด้าน เพื่อให้ AI ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพที่สุด” เนยเนย ผู้รับผิดชอบหลักในส่วนซอฟต์แวร์กล่าว

ขณะที่อะตอม ผู้รับผิดชอบหลักในส่วนฮาร์ดแวร์ กล่าวเสริมว่า เงื่อนไขการนำ e-Waste มาอัปไซเคิล รวมถึงงบประมาณอันจำกัด ถือเป็นอีกหนึ่งความท้าทายอย่างมาก ดังนั้น การวางแผนอย่างครอบคลุมตลอดเส้นทางจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

“การได้เข้าร่วมกิจกรรม e-Waste HACK BKK 2024 ในครั้งนี้ เปรียบเหมือนเป็น Pre-Test ก่อนเข้าสู่โลกแห่งความเป็นจริง โดยเฉพาะการบ่มเพาะ Soft Skills ที่จำเป็นอย่างยิ่งยวดต่อคนทำงานสายเทคนิค ทั้งทักษะการสื่อสาร การนำเสนอ การจัดการ ความคิดสร้างสรรค์ การแก้ไขปัญหา การทำงานร่วมกับผู้อื่น นอกจากนี้ ยังได้มีโอกาสในการได้ลองคิดและทำในพื้นที่ใหม่ๆ อย่างการคิดกลยุทธ์การตลาด ซึ่งก็เป็นอีกรสชาติของการเรียนรู้นอกตำรา” บาส ผู้รับผิดชอบภาพรวมโปรเจกต์ กล่าวสรุป

แม้โครงการ e-Waste HACK BKK 2024 จะปิดฉากลงแล้ว ทว่า…เส้นทางแก้ไขปัญหาขยะล้นเมืองยังคงต้องเดินหน้าต่อไป โดยพัฒนาและต่อยอดจาก Intelligence Bin เพื่อให้ใช้งานได้จริง นอกจากนี้ ทุกคนในทีมปิ๊กกะป๊อก จะได้รับทุนการศึกษาต่อในระดับปริญญาโทเต็มจำนวน สาขาวิศวกรรมระบบไอโอทีและสารสนเทศ คณะวิศวกรรมศาสตร์  KMITL อีกด้วย