时间: 2024-06-20 07:11:34 | 作者: 平口垃圾袋
近年来，跟着社会经济的发展和物质消费水平的大幅提高，我国垃圾产生量增长迅猛，这不仅造成资源的浪费，也使环境问题日渐突出，人民群众对此反映强烈。
国家统计局调查显示，从2002年到2021年，城市生活垃圾清运量呈持续上升态势，且上升幅度不断增大，到2020年，城市生活垃圾清运量达到了23500万吨。巨大的城市生活垃圾清运量为垃圾的分类和处理带来了巨大的困难。人民网就曾对垃圾分类问题表示担忧：“如果垃圾处理不善，那我们要付出的是环境污染、健康损害、疾病蔓延等代价，不仅我们自己没办法承受，子孙后代也将受到更大的影响。”垃圾分类及处理问题越来越成为社会热点、甚至痛点。
我校数学与统计学院数学与应用专业2019级本科生田峻麟敏锐地捕捉到了这一社会问题，带领团队着力打造一个高效合理的智能垃圾分类回收装置，能兼顾实现社区垃圾分类中的信息化装置与系统范围，使其能够完全满足：垃圾分类政策科普宣传、垃圾分类智能识别与引导应用、分类收集与运输智能监控管理三项主要功能。
据田峻麟介绍，其项目的智能垃圾分类设备由硬件设备和软件系统两部分构成，硬件设备为垃圾分类收集箱体，可以在一定程度上完成颜色识别、红外线感应语音播报、无感免接触操作、垃圾桶容量智能监控的功能。软件系统由互联网大数据平台服务（互联网数据处理系统），垃圾回收系统（物联网设备），用户终端平台(微信小程序，APP)组成。
该项目产品充分将垃圾分类与智能化相结合，能做到在分类投放、分类收集、分类运输、分类处理四个环节，通过智能信息技术赋能垃圾分类真正落地见实效。
在垃圾桶的设计上，根据主流的垃圾分类情况，其产品设计了红、绿、蓝、黑四个颜色不同的垃圾桶组成整个垃圾回收装置，每个垃圾桶带有一个按钮与一个人体传感器。当用户靠近某一个垃圾桶时，回收装置自带的垃圾袋颜色传感器会按照每个用户提的垃圾袋的颜色自动打开相对应的垃圾桶盖，市面上常规的四色垃圾袋皆可被识别；如果人们并未使用颜色鲜明的四色垃圾袋，还能自己选择对应的垃圾桶，使用按钮或脚踩装置打开桶盖、投放垃圾。
在垃圾的处理方面，团队别出心裁地在四个垃圾桶盖内侧设计了一个红外传感器，用于检测垃圾箱内剩余容量。基于AI分析技术，垃圾回收装置将自动识别垃圾桶剩余容积，同时将信息搭载于微信小程序，用户可查看合适的扔垃圾时间。当垃圾堆积到达箱内顶部时，激光对射光电开关传感器由于垃圾遮挡而产生信号并向环卫中心云端发送该垃圾箱信息，此时垃圾箱拒绝开盖并提示已满，直到被清理干净。
电力供应方面，智能垃圾箱的核心动力大多数来源于于太阳能，通过太阳能电池板接受能量并储存在蓄电池内，给识别系统及分离系统供电，从而带动系统的正常工作，节约世界资源，省电节能。同时也能采用电力供电，通过和街道供电线路连接，实现垃圾箱系统供电环节，当没有场地供电限制时此方案能够保障在太阳能电量不足时（如遭遇连续的阴雨天气）及时供电，使智能垃圾箱实时运转。
针对光线会对垃圾回收系统识别垃圾袋颜色产生影响的问题，团队采取在整个装置上方加装遮阳棚并改进图像识别算法的方式解决，“加装遮阳棚可以有很大成效避免图像识别受光线的影响，改进图像识别算法则是尝试着加入机器学习机制的方式，逐步提升图像识别的准确率。”
此外，针对垃圾回收过程中有几率发生的危险，该装置利用语音模块加装了MQ-9可燃气体传感器以及SW-18010P震动传感器，当垃圾箱内着火或垃圾箱被人恶意破坏时，垃圾箱会进行语音播报并提醒工作人员及时处理。
值得一提的是，在防控新冠疫情阶段，团队还在主桶旁边添加了一个副桶，专门用来回收口罩、抗原检测盒等医疗垃圾，并且该桶会自动定时进行桶内消毒，保证了在垃圾运送过程中不可能会发生再次传染。
智能垃圾回收装置的有效利用，前提是居民在投放垃圾前配合做好分类、分装工作。
据《北京青年报》报道，万科公益基金会与北京零点有数数据科技股份有限公司已连续三年合作进行“城市社区居民生活废弃物管理信心指数研究”，总体已涵盖24个城市、近300个小区、近10000样本，其中2020年的研究覆盖了全国15座城市。2020年报告数据显示，总体上居民生活废弃物管理的意识、分类行为与正确率以及废弃物管理信心都比去年有所提升，废弃物管理整体向好发展；生活垃圾强制分类政策作用积极，居民垃圾分类主体意识较强，但仍待向行为转化；同时，目前国内城市社区生活废弃物管理中依然存在一些薄弱与待改进的环节，基层分类管理有待深入，需要多方参与，向更精细、更高阶、更多元的方向迈进。
到目前为止，我国已有46个生活垃圾分类试点城市出台垃圾分类相关政策法规，上海、深圳等城市已通过立法推进生活垃圾强制分类，对不按要求做分类的，依法予以处罚，取得了显著效果。但是整体看来我国居民垃圾分类意识和分类知识还有待持续提升。
谈及该问题时，田峻麟解释道：“我认为这个问题是两方面的，一种原因是社会的努力与居民素质的提高，另一方面就是政策的支持。我们这一个项目的标题‘智引’，就是针对垃圾分类薄弱、或者是绝对没垃圾分类意识的这一类人群的一种装置。”
为更好地指导居民提前进行垃圾分类、提升投放垃圾的准确率，田峻麟团队给垃圾回收装置装了一个小型音响，按照每个用户按按钮情况与识别垃圾袋颜色情况播报相应分类包括的常见垃圾有哪些，并计划未来在垃圾回收的全过程通过配套软件小程序进行有关公益广告与垃圾分类政策的播报，通过上游的宣传达到下游群众的意识提高，以点带面形成示范效应。
此外，对于正确使用相应颜色垃圾袋的用户，该装置也能进行扫码或人脸识别，每一个月或一个季度为投放合规的用户免费赠送便于垃圾桶识别的四色垃圾袋，年底对于表现优秀的家庭赠送诸如米面油等物品。
事实上，市面上具有上述功能的各类智能垃圾桶不胜枚举。据天眼查显示，我国目前有超过1700+家智能垃圾桶相关企业，主要分布在批发和零售行业，占比44%，但同时具备上述功能且识别能力强大的智能垃圾桶却不多见。田峻麟指出：“我们的产品相比市面上其他智能垃圾桶最大的优点便是可以准确识别垃圾袋的颜色”，市面上的智能垃圾桶并没这个功能或者其识别能力并不准确，该识别技术已被团队申请到专利。
正是基于这些周密、智能、人性化的设计，在经过与全省186支队伍的激烈角逐后，田峻麟团队的“‘智引’智能垃圾分类引导装置与系统”项目在“互联网+”大学生创新创业大赛甘肃省分赛道的决赛中斩获产业命题赛道金奖。
作为参赛团队的负责人，田峻麟在回顾项目进程之时感慨颇多，当提到项目的灵感来源，他说要从生活中寻找创意与灵感，并时刻准备好，早在本次大赛举办之前，田峻麟就已经在尝试构建该项目装置的基础模型。
而在真正组队开展项目后，每位成员最初都希望产品趋于完美，能够契合每一个场景的需求、达到每一个用户的需要，可以在运行中不出现任何故障、在投放市场后没有一点差评。但是在与企业沟通之后才发现他们最初的想法很多是不切合实际的:要么成本过高，要么技术上我们没办法实现，“这时我们就需要平衡各种利弊，不仅要追求效果尽可能完美，还需要仔细考虑真实的情况。”
团队不仅在项目的研发和落地上下了苦功夫，并且在项目申报书的制作和排版上也同样费尽心力，据其介绍这也是整个大赛中很重要的一环。
申报书既要展现项目的闪光点和团队特色，还要有精致准确的文字和排版。大家专业背景不同而又各具创意，想要达成共识并不是一件容易的事，期间经历了很多次的冲突、协调、妥协，最终达成一致，“在提交申报书的前几个晚上，我们就申报书的配色和排版问题能一直商量到三四点。”在新冠疫情严重的阶段，线上开会沟通交流就是家常便饭，“如果面对面开会可能一次就能解决的问题，线上就得开好多次，甚至好多次都解决不了，这对项目进展的效率和质量都有一些影响，但小组成员还是克服困难，团结一心，最终形成了‘一加一大于二’的合力。”
