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纺织废料的“破译密码”,看东华“00后”学子如何教AI认清旧衣裳
   https://www.fobmy.com 2025-04-29 22:03:55 来源:上观新闻
核心提示:  在东华大学机械工程学院的实验室里,一群“00后”大学生用科技创新,为我国每年超2000万吨废旧纺织品找到了“重生之路”。由他们研发的“织觉智鉴”智能化分拣系统,通过独创的光谱识别技术,让每一块废旧面料都

  在东华大学机械工程学院的实验室里,一群“00后”大学生用科技创新,为我国每年超2000万吨废旧纺织品找到了“重生之路”。由他们研发的“织觉智鉴”智能化分拣系统,通过独创的光谱识别技术,让每一块废旧面料都拥有了独一无二的“光谱身份证”,从而实现高效循环利用。

  “光谱纹路”识别废纺布料

  团队队长杨瑞介绍,从行业数据来看,我国每年产生超2000万吨废旧纺织品,但资源化利用率不足20%,大量衣物被填埋或焚烧,既浪费资源又加剧环境负担。但是在废旧纺织品回收行业,人工分拣效率低、误差率高,而自动化技术又难以识别复杂面料成分。即便在欧美国家,虽然回收体系相对成熟,但同样受限于分拣技术瓶颈,混合面料的高效识别仍是全球难题。

  由他们团队研发出的“织觉智鉴”智能化分拣系统,现如今已建立覆盖357种面料的化学数据库,完成549种面料的2000余组样本验证,并成功申请2项国家发明专利、3项软件著作权,研究成果产出ei论文一篇。“每一块面料都有自己的‘光谱身份证’,我们想做的,是让科技成为资源循环的翻译官。”团队队长杨瑞在项目总结会上表示,团队希望成为该领域的“破局者”。

  可喜的成果来之不易,是8名“技术控”迎难而上,在实验室里熬过无数个灯火通明的夜晚才换来的。刘宇凡曾在日记本中写下这样一句话:“院士看重的不仅是数据,更是我们这群‘笨小孩’不肯撤退的轴劲儿。”。据他回忆,在技术攻坚阶段,中国工程院院士孙以泽曾到实验室里走访,在查看了动态分拣系统的运行演示,又翻看了厚达半米的实验记录本后,指着屏幕上跳动的光谱曲线感慨“青年一代能在这样‘冷门’的领域沉下心、扎住根,本身就是一种担当。”正是这番话,成了团队坚持下去的精神燃料。

  “死磕精神”读懂旧衣密码

  六个月的时间,他们经历了研究陷入瓶颈的痛苦、经费短缺的焦虑、论文被拒的挫败,也曾在技术路线的分歧中激烈争吵,但始终未曾放弃。起初,团队连基础数据库的搭建都举步维艰,不同面料的染色剂、纤维混合比例千变万化,光谱信号犹如雾里看花。为了采集第一手数据,大家跑遍长三角的纺织企业、旧衣回收站,甚至从旧校服上剪下布料做实验;仪器不够灵敏,就手动调整光源角度;算法误判率高,队员张思源索性住进实验室,3个月迭代了40版识别模型。

  为了模拟真实分拣场景,团队在实验室搭建了一条微型流水线,从光谱扫描、视觉成像到ai决策、气泵分拣,每个环节都需严丝合缝。在颜色识别测试中,模型对复杂印花颜色发生误判的情况时有发生,负责视觉算法的队员孙华楠盯着屏幕苦笑:“它是不是‘学累了’?”这句玩笑却让团队意识到,ai需要更人性化的学习逻辑。于是,他们引入迁移学习技术,让系统模仿人类“举一反三”,最终在复杂印花面料颜色的识别中实现了98.7%的准确率。

  面料材料识别则是队员张思源从速溶咖啡包装袋汲取来的灵感,“大概是凌晨三点,模型再次测算数据依然是75%,实在是不知道该怎么办。”张思源告诉记者,当时正巧瞥到桌上散落的几包速溶咖啡,包装袋上的二维码让他灵光一现,“为何不将光谱数据处理为独属于面料的‘二维码’?”于是,顺着这个思路,团队开发出“光谱数据图像化预处理算法”,通过将数据图像化,从而实现了样本库数据的识别准确度从75.6%跃升至99.8%,看着新跑出的数据,大家激动又兴奋。

  这场持续200多天的科研长跑,让这群青年学子收获了专业内和学业外的双重成长,专业内,他们不仅攻克了迁移学习模型优化、光谱数据图像化等技术难关,更在微型流水线调试中摸清了产学研转化的“暗礁与航道”;学业外,旧衣回收站的调研让他们直面产业痛点,来自老师的勉励更坚定了成员的科研信念。“那摞被翻至卷边的实验记录本,每一页的褶皱都是大家踉跄前进的见证。”队长杨瑞说,“我们学会了用技术语言回应社会需求,这比任何奖项都珍贵。”

  未来,这支“00后”团队将目光投向更立体的技术版图,他们计划构建“光谱+触觉+视觉”的多维感知网,通过红外光谱与高光谱成像技术以及智能传感器的深度耦合,破解混纺面料成分识别的“最后一道盲区”。

 

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