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来认识一下 17 岁的莫罗蒂·阿德博耶加 (Moroti Adegboyega)，他希望通过使其具有磁性来清理塑料
他奇怪的“黑色粘液”和他建造的机器人可能会指明一种更智能的方法来清洁受污染的水。
来源:ZME科学大多数塑料清理机都会尝试收集垃圾。但莫罗蒂·阿德博耶加 (Moroti Adegboyega) 却想到了换垃圾。
这位 17 岁的加拿大学生建造了一个自主机器人，它可以利用人工智能寻找塑料，在其上涂上磁性液体，然后用磁铁将其从水中拉出。该原型仍然很粗糙，其最著名的测试是在一个小型的受控池中进行的。但这个想法足以让他击败来自 40 多个国家的全国获奖者，赢得 2026 年斯德哥尔摩青少年水奖。
更重要的是，他的实验解决了塑料清理中最困难的问题之一：如何去除越来越小的塑料碎片，而不不加区别地铲起周围的其他所有东西？
塑料喜欢水
塑料已经变得非常容易进入水中，而且非常难以从水中取出。
根据联合国环境规划署的数据，每年有超过 1100 万吨塑料进入海洋。经合组织估计，到 2019 年，水环境中已积累了 1.4 亿吨，其中大部分滞留在河流和湖泊中。如果没有更强有力的政策，到 2060 年，该存量可能会增加两倍以上。
最重要的是尽可能减少这种污染。但清理已经造成的损害也很重要。
大瓶子和袋子是相对容易的部分。阳光、波浪和磨损逐渐将塑料分解成更小的碎片。一旦这些碎片变成微塑料（小于约五毫米），更大的问题就开始了。
您可以尝试过滤它们。这在一定程度上是可行的，但更精细的过滤需要更多的基础设施，并且可能会堵塞。开放式水收集系统还面临一个根本问题：水中充满了会被过滤器捕获的非垃圾物质。
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Adegboyega 想知道是否还有其他方法。
粘在塑料上的奇怪液体
Moroti Adegboyega 现年 17 岁，住在纽芬兰和拉布拉多省的圣约翰斯，他已经建造了一种听起来像科幻小说的机器：一个自主机器人，它使用人工智能和一种奇怪的磁性液体来捕捉水中的塑料。
他的发明名为 Ecoferroquatics，为他赢得了 2026 年斯德哥尔摩青少年水奖，这是世界领先的国际青少年水竞赛。阿德博耶加的故事中最有趣的部分是他如何将两个世界结合在一起。
他从铁磁流体开始。
铁磁流体本质上是一种含有微小磁性颗粒的液体。将强磁铁靠近，液体会发生剧烈反应，形成黑色的尖刺形状，这使得铁磁流体成为物理演示中的最爱。
研究人员已经尝试使用油基铁磁流体从水中分离微塑料。基本思想是利用塑料与油性防水物质的相互作用。然后，磁铁矿（高磁性的氧化铁）可以使油性涂层可磁性恢复。
有趣的是，Adegboyega 并不是第一个尝试这个想法的人。
Adegboyega 接受了这个想法，想知道如果磁力清理方法可以在水中移动会怎么样？
大多数这些实验都是分批处理水的。如果磁力清理方法可以在水中移动会怎么样？
可以的小机器人
然后是不寻常的部分。
几年前，爱尔兰学生 Fionn Ferreira 研究了使用石油和磁铁矿提取微塑料，并在 2018 年科学博览会研究中报告称，常见塑料类型的平均去除率约为 88%。后来的同行评审工作强化了基本概念。 2021 年的一项实验室研究报告称，在优化的合成条件下，去除率达到 99%，尽管在实际洗衣废水中的去除率下降至 64%。 2025 年一项使用棕榈油基铁磁流体的研究报告称，实际废水样品中的去除率超过 90%。
“我认为我可以制定一个更积极的解决方案，”Adegboyega 告诉记者 Ron Fanfair。 “我对机器人和自动漫游车进行了一些研究，并决定这就是我要建造的东西。我想让铁磁流体技术不仅仅是一个实验室概念，而是有一天可以实现的真实技术。”
这台重 1.42 公斤的机器携带相机、Raspberry Pi 计算机、ESP32 微控制器和电机。 Adegboyega 采用数字化方式设计了车身，并使用注入碳纤维的 PETG 塑料进行了 3D 打印。该原型机没有使用传统的螺旋桨，而是使用桨在水中移动。
机器人会做三件事：看到塑料、到达塑料、移除塑料。
首先，计算机视觉模型分析来自机载摄像头的图像。阿德博耶加使用他自己组装和注释的数据集来训练它，因为他找不到适合他希望机器看到的内容的数据集。该软件会估计一块塑料在相机视野中的位置，并告诉机器人如何转向它。
前面是一个旋转磁鼓，上面涂有 Adegboyega 的铁磁流体，该磁流体由磁铁矿纳米颗粒、油酸和植物油制成。当塑料接触液体时，油性混合物会润湿其表面。然后磁鼓可以将涂覆的塑料向上携带，刮刀将其推入收集箱。
总体而言，机器人清除了 51.85% 的塑料，不同测试之间的差异相当大，平均每分钟收集 1.73 件。
还不是解决方案，但一个好的开始
较小的塑料更难被相机检测到，一些颗粒会沉入其无法触及的范围，而真正的水道会引入波浪、眩光、植物、泥土和生物碎片。阿德博耶加还指出了另一个尚未解决的问题：确保铁磁流体受到控制并且不会造成新的环境问题。
尽管如此，机器人在较小的颗粒尺寸上表现出了令人着迷的优势。在 Adegboyega 的测试中，对于微塑料尺寸组，它的表现比粗筛好 39.48%，这表明磁力分离可以到达简单机械筛选漏掉的颗粒。
我们距离将这样的机器人送到野外并用它们来清理塑料碎片还有很长的路要走。不幸的是，这在经济上可能永远不可行。但这是一种很有前途的方法，只要拥有更多的资源和科学专业知识，就可以做出宝贵的贡献。
莫罗蒂向其他想要解决实际问题但感觉自己不具备所需经验和知识的年轻人传达了一条信息。
“每个人都有自己的优势。当你看到问题时，你可以发挥自己的优势并在构建过程中学习。”