電子機器廃棄物は、2026年の規制上の重要課題となっている。例えば、欧州の新しい廃棄物輸送規則、カリフォルニア州での取り外し不可能なバッテリーを搭載した製品のリサイクル料金の拡大、マレーシアでの電子機器廃棄物の輸入禁止などにより、電子機器が細断されたり輸出される前に、より多くの価値を回収するという圧力が高まっている。
国連グローバル電子廃棄物モニターの2024年の最新報告書によると、世界では2030年までに年間8,200万トンの電子廃棄物が発生すると予想されています。報告書は、現在の電子廃棄物管理で回収できるのは、廃棄された電子機器に含まれる回収可能な金属価値の3分の1未満であると推定しています。
リサイクル業者にとって、この失われた価値の多くは、回路基板が精錬所やシュレッダーに届く前に起こった結果です。基板には、銅、アルミニウム、タンタル、貴金属などの貴重な原材料だけでなく、メモリ チップ、プロセッサ、磁石、コンデンサなどのコンポーネントが混在しています。従来のリサイクルでは、多くの場合、あらゆるものがバルクストリームに混合され、再利用できるはずのコンポーネントが破壊されます。
サンフランシスコに拠点を置く新興企業 Tuurny は、残りの材料が細断される前に、再利用可能なチップを回路から取り外して分離する自動システムを開発しています。同社は4月に、RAM集積回路を識別して抽出するためのNantulと呼ばれるロボットシステムを設計したと発表し、各マシンが1時間あたり300個の完全なRAMコンポーネントを回収できると主張した。
Turny の創設者である Sina Ghashghaei 氏は、同社は月に 1,500 トンの TV を処理する英国の TV リサイクル業者 Areera との 6 桁規模の契約を通じて、数十台のマシンによる最初の現場展開を準備していると述べた。導入は 2027 年初頭に計画されています。
Turny の最初の目標は、交換コンポーネントの調達が困難なレガシー システムで使用されている RAM コンポーネントやその他のチップを回収することです。ガーシュガイ氏は、同社が長年のチップサプライヤー数社と交渉中で、回路から製錬所や精錬所にリサイクルされたアルミニウムと銅を供給する契約の可能性を追求していると述べた。同氏は関与した企業の特定を拒否した。
RAM を自動回復するロボット
従来の電子機器のリサイクルは、多くの場合、ボードを細断し、その後混合された出力を分別することから始まります。ターニー社はその逆を行うことを目指しています。まずコンポーネントを特定して取り外し、モデルまたは材料ごとに分類し、次に回収されたアイテムを新しいチップとして再利用するためにテストラボに転送するか、さらなる処理のために製油所や精錬所に転送します。
Nantul は 3 つのロボット システムを 1 つにまとめたものです。 1 つ目は、部品除去ロボットに連続的に供給するアームで、3D プリンターまたはコンピューター数値制御 (CNC) マシンに似た 2 台のデスクトップ マシンと組み合わせられます。ニューラル ネットワークはコンポーネントを識別して分類し、インターネットでメーカーの熱プロファイル仕様を検索します。 Nantul はこれらの仕様を使用して、吸引、制御された熱、コンピューター ビジョン、ロボット制御を組み合わせて使用し、損傷を最小限に抑えながら切りくずを除去します。次に、再生品はモデル番号によって素材固有のグループに分類されます。
「私たちは、以前には存在しなかった古い原料から新しいサプライチェーンを構築しています」とガーシュガイ氏は述べ、手動による回収は費用がかかり、規模を拡大するのが難しいと付け加えた。
Turny の回復システムには、特定の RAM コンポーネントを識別して回復のために評価するコンピュータ ビジョン システムが含まれています。トーニー
テキサスA&M大学（カレッジステーション）の機械工学准教授で、ロボット分解システムと電子機器のリサイクルを研究するミンフイ・ジェン氏は、特により管理された電子廃棄物の流れからRAMを回収するという狭くて高価な目標に焦点を当てているため、Turnyのアプローチは技術的に実現可能であるように見えると述べた。
「RAM は再利用価値が比較的高く、他の多くの電子部品よりも標準化されているため、出発点としては適しています」と Zheng 氏は言います。しかし、より困難な課題は、「熱的、機械的、または電気的損傷を与えずに」チップを除去し、その後も確実に動作することを確認することです。
使用される回路基板は、レイアウト、マーキング、使用年数、汚染、はんだ付け状態、または以前の損傷によって異なる場合があります。ロボットは、正しいコンポーネントを識別し、取り外し戦略を選択し、局所的に熱を加え、部品をきれいにピックアップし、下流の検査と再販に備えて部品に関する十分な情報を保持する必要があります。
電子機器廃棄物のリサイクル戦略
Ghashghaei 氏は、Turny は既製の部品、カスタム コントロール、Nvidia Jetson Nano ハードウェアを使用して小型のモジュール式マシンを構築していると述べています。同社は、大規模施設で使用される主要な産業用機器を大幅に下回る価格帯にするためにハードウェアの複雑さを軽減することでコストを抑えようとしています。彼によれば、エンジニアリングの観点から見た最大の課題は、自律型コンピュータ ビジョンとロボット制御の開発でした。
昨年、この 4 名からなるスタートアップ企業は、コンピューター ビジョンとカスタムの大規模言語モデル (LLM) を使用して技術者を指導する、AI を活用した PCB 修理アシスタントをサポートする NASA の助成金を受け取りました。
ガーシュガイ氏は、重要な鉱物やレアアースの生産能力に対する米国での関心が高まる中、廃棄された電子機器の方がより大きな市場であるとの結論に達し、ターニー社が基板修理から電子廃棄物処理に切り替えたと述べた。この動きにより、ターニーはまた、通信システム、航空宇宙、防衛、およびチップが生産を終了した後も機器が長期間使用され続ける業界向けのレガシーチップに関するサプライチェーンの懸念に対処できる立場になる。主流。
実際、ロボットによる電子機器の分解を商業的に実現する上での主な課題は、コストを合理的に保ちながら、さまざまな種類の電子廃棄物を処理するのに十分な適合性を確保することだと、Zheng 氏は述べています。
「電子製品はそれぞれ異なり、使用済みの基板には損傷、汚れ、またはその他の配置がなされている可能性があります。ロボットは、適切な部品を見つけて慎重に取り外し、リアルタイムで損傷を回避できなければなりません。これにより、ロボットの認識、意思決定、計画、および操作に大きな課題が生じます」と Zheng 氏は言います。 「経済的には、回収された部品は、ロボット、センシング、テスト、メンテナンス、労力、プロセスのスケールアップにかかるコストを正当化できるほど価値のあるものである必要があります。」
製錬所や製油所にとって、問題は、Torney が予測可能な原料の流れを商業的な量で提供できるかどうかかもしれません。ガーシュガイ氏は、トゥルニー社の拡大努力は、より多くのロボットを製造するのに十分な部品を入手しようとするサプライチェーンの制約に遭遇する可能性があることを認めた。
鄭氏は、ターニーのアプローチは有望だがまだ時期尚早だと述べた。 「今のところ、RAM などの貴重なコンポーネントを対象とした回復戦略としては、これがより現実的です」と Zheng 氏は言います。 「重要な問題は、ロボットによる分解技術が、妥当な価格で大規模に確実に機能するかどうかです。」
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