人工智能在垃圾分類中的應用

徐銳 陳敏誼 劉美紅 鄭麗莎 楊雯

【摘要】 廣東省的生活垃圾分類已逐漸普及，并利用人工智能技術實現(xiàn)智能化、規(guī)范化管理，人工智能對保證垃圾分類，提高處理效率起到重要作用。本文采用問卷法、文獻法、實地走訪調(diào)查法對人工智能在垃圾分類中的應用現(xiàn)狀及存在的問題進行研究分析。

【關鍵詞】 廣東;人工智能;垃圾分類

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2022.01.035

Application Status Analysis and Strategy Research of Artificial Intelligence in Garbage Sorting

XU Rui，CHEN Min-yi，LIU Mei-hong，ZHENG Li-sha，YANG Wen

（Guangdong Teachers College of Foreign Language and Arts，Guangzhou 510640，China）

Abstract： With the popularization of garbage sorting in China，the garbage sorting in Guangdong Province has been popularized，and the use of artificial intelligence technology to realize intelligent management plays an important role in ensuring garbage sorting and improving treatment efficiency. In this paper，the application status and existing problems of artificial intelligence in garbage sorting are studied and analyzed by means of questionnaire，literature and field visit.

Key words： Guangdong;artificial intelligence;garbage sorting

1 廣東省城市生活垃圾分類情況

我國目前垃圾產(chǎn)量的年增長速度維持在5%左右，垃圾產(chǎn)量位居全球之首。但是從垃圾處理的角度來看，我國現(xiàn)代化垃圾處理技術相比發(fā)達國家還是有很大差距，不僅智能化垃圾處理技術覆蓋面很小，而且智能化程度低，人工垃圾分類及處理仍然是主流，這成了制約我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。廣東省作為GDP大省，城市化發(fā)展迅速，伴隨城市化進程而來的是越來越多的城市生活垃圾總量。目前廣州市的城市生活垃圾產(chǎn)生量逐年增加，2019年度同比增幅達到20%。

廣東省城市垃圾分類至今已探索了近二十年，1980年開始主要以宣傳垃圾分類概念為主;2000年正式開展垃圾分類推廣工作，此階段將城市生活垃圾分為回收、有害、不可回收三類;2019年，垃圾分類治理工作進一步推進，《住房和城鄉(xiāng)建設部等部門關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》中明確提出：“2019年起在全國地級及以上城市全面啟動生活垃圾分類工作;到2020年，46個重點城市基本建成生活垃圾分類處理系統(tǒng);2025年底前全國地級及以上城市將基本建成垃圾分類處理系統(tǒng)?！痹诖吮尘跋?，廣東省的垃圾分類工作不斷深化，廣州、深圳的垃圾分類工作走在了全國前列。

2 廣東省城市生活垃圾分類基本情況調(diào)研

為了深入調(diào)研廣東省垃圾分類的現(xiàn)行狀況，本文采用抽樣問卷調(diào)查、訪談調(diào)查及觀察法三種調(diào)查方法，選取具有代表性的廣州、深圳、東莞、佛山8個城市，發(fā)放了300份問卷，有效回收232份。根據(jù)問卷調(diào)查結果得知，城市居民的垃圾分類意識有所增強，其中91.46%的被訪者認為“垃圾分類非常有必要”，但是仍然存在較大的問題。

從調(diào)查問卷結果中還可以看出：“完全了解垃圾分類”的比例為9.76%;“比較了解垃圾分類”的比例為89.02%;“經(jīng)常進行垃圾分類”的比例為19.51%;“只對能夠區(qū)分的進行垃圾分類的”為74.39%;“從來不進行垃圾分類的”為6.1%。

據(jù)上述調(diào)查結果顯示：目前垃圾分類的標準不明確、監(jiān)管不完善、垃圾分類設備不夠智能化、居民的垃圾分類基礎知識薄弱、自主分類意識有待強化、垃圾投放不到位，這些都是垃圾分類前進道路上的最大阻礙。通過實地走訪發(fā)現(xiàn)，垃圾分類的前端智能化不夠，主要依靠環(huán)衛(wèi)工人對一些沒有按規(guī)定進行分類的垃圾進行手動分類;居民對于廚余垃圾的分類比較明確，小區(qū)設置了定時定點投放區(qū)，社區(qū)的宣傳工作有明顯的加強，但是人工智能終端設施不夠完善、監(jiān)管缺乏以及形式主義等都是現(xiàn)存的問題。

3 人工智能垃圾分類設備類型以及應用情況

通過實地調(diào)研和線上問卷調(diào)查獲取相關數(shù)據(jù)，了解到目前人工智能垃圾分類應用主要是以下三種：智能垃圾分類回收箱、智能垃圾回收車、垃圾分類APP。

3.1 智能垃圾分類回收箱

依托物聯(lián)設備、智能監(jiān)控設備、傳感器等設備，借助大數(shù)據(jù)分析、智能算法分析、云計算等技術手段，將數(shù)據(jù)歸集的信息進行智能化的分析和管理，判斷投入垃圾桶的垃圾是否合格并對垃圾桶狀態(tài)變化進行檢測，能夠實現(xiàn)滿桶提醒機制。

通過走訪深圳市德信環(huán)境工程有限公司，我們了解到該公司第六代人工智能垃圾分類系統(tǒng)具有獎勵機制，居民通過刷臉或者賬號登錄，機器會自動識別垃圾投放是否正確并給予積分，居民可以用積分兌換獎品，提升分類的積極性。該公司第七代垃圾箱進行了智能升級，居民可以按照相應的垃圾類別進行選擇，垃圾箱會自動識別并打開相應的蓋子。該設備不僅在深圳進行分布，而且在珠海、茂名、廣州、東莞等地也開始推廣。還有一些垃圾分類回收箱是運用智能圖像識別技術，通過智能圖像識別出亂扔垃圾的情況后，設備進行語音提示，同時智能終端控制系統(tǒng)室工作人員就呼叫保潔員及時趕到現(xiàn)場處置。

此外，還有移動網(wǎng)絡智能垃圾分類柜，可用微信掃描二維碼注冊賬號。該設備安裝有感應照明、監(jiān)控系統(tǒng)、溫度傳感器等智能設備，通過大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)垃圾數(shù)據(jù)可視化，全面監(jiān)測垃圾分類實施情況[1]，還有積分兌換禮品的獎勵機制。

3.2 智能垃圾回收車

智能垃圾回收車——ULD01，是一款無人回收車，其融合了車規(guī)級產(chǎn)品化能力，搭載L4級自動駕駛技術，集AI物體識別、強泛化能力決策規(guī)劃模塊、車規(guī)級線控系統(tǒng)、獨立防碰撞系統(tǒng)等，實現(xiàn)自動躲避障礙物、自動識別及清運垃圾、智能規(guī)劃線路等能力，引領“AI+物聯(lián)網(wǎng)”移動化場景應用。但在實際生活中投入使用較少。廣州黃埔區(qū)曾運用過全國首創(chuàng)垃圾智能分類車，利用大數(shù)據(jù)分析垃圾成分，精準分類準確率達90%，但是因為技術成本高基本都沒有再使用[2]。

3.3 智能垃圾分類APP

本文調(diào)查發(fā)現(xiàn)，為了給市民進行垃圾分類提供便利性，手機應用市場的垃圾分類APP紛紛出現(xiàn)，主要可歸納為以下三種：模擬分類回收游戲、科普查詢和預約回收APP。阿里、騰訊以及百度等網(wǎng)絡巨頭也開啟了“查垃圾大戰(zhàn)”。早在2019年6月份，騰訊手機管家上線了“垃圾分類大師專業(yè)版”小程序;微信團隊推出了4款垃圾分類相關的小程序;百度APP已全面上線“百度AI垃圾分類”智能小程序;支付寶則上線了“垃圾分類指南”“垃圾分類查詢”“垃圾分類隨手拍”“垃圾分類答題”等8款小程序，可以隨時隨地進行垃圾分類查詢，種類齊全，查詢快捷方便。

這些垃圾分類APP最主要的功能就是可以幫用戶快速識別出垃圾類別，也有分類科普知識，有些還有答題功能，幫助居民記憶。在實際應用中也有很多局限，比如圖像識別準確率堪憂，垃圾分類標準不明等。

通過這幾類智能設備的應用情況可以看出，垃圾分類智能化還是比較弱，垃圾分類與科技的融合有待加強。

4 智能垃圾分類設備在應用中的問題

4.1 生活垃圾源頭分類效果不佳

城市生活垃圾的處理流程十分煩瑣，在垃圾處理流程的源頭需要城市居民能夠正確地進行分類并投放。很多小區(qū)都設置了垃圾的定點投放以及誤時投放，但是誤時投放是最容易出錯的，因此人民群眾共同完成垃圾的分類管理是非常重要的[3]。由于不同城市的分類標準不同，導致居民在實際投放中存在著誤投或者投放不正確，甚至會對垃圾的后續(xù)運輸和處理產(chǎn)生重大影響。此外，垃圾的分類和處理并沒有覆蓋城市的所有地區(qū)，主要還是以學校、企業(yè)、政府機構、中高端社區(qū)和購物中心為試點。低端小區(qū)甚至城中村沒有形成完整的垃圾分類處理體系，垃圾分類覆蓋率和智能化推廣程度都不高。

4.2 智能垃圾分類設備成本高

智能垃圾分類設備的技術研發(fā)開支大，同時材料費、制作費以及后期的運行維護等成本較高，大部分小區(qū)難以采購并投入使用，現(xiàn)實中的垃圾分類設施和人工智能的結合尚未成熟，“變廢為寶”的垃圾回收利用盈利模式難以為繼。而僅僅依靠財政撥款的垃圾分類處理專項經(jīng)費難以維持智能垃圾分類設備的大面積推廣使用，民眾也會因此對垃圾分類的持續(xù)性缺乏信心。

4.3 技術缺陷導致形式主義

市場上的分類垃圾箱即使智能化程度高，仍然需要人工的介入才能達到理想的前端分類效果，垃圾分類的關鍵環(huán)節(jié)還是落到環(huán)衛(wèi)工人身上[4]?，F(xiàn)實進程中垃圾分類的智能裝置也慘遭冷落，形同虛設，設備被擱置，責任不明，當垃圾錯放時不能追溯。前端設施雖進行智能化升級，但后續(xù)的收集、運輸、分類處置環(huán)節(jié)并未配套建立。這種模式下的垃圾分類往往流于形式，浮于表面。

5 廣東省城市生活垃圾分類智能化的對策建議

5.1 加快制定分類標準提升便利性

由于垃圾分類標準不一，居民在進行分類過程中存在很大困難，也導致自主分類意識薄弱，動力不足，通過制定詳細的垃圾分類標準有助于增強分類的便利性，同時便于居民能夠快速分類，從而提升全省人民的垃圾分類意識和知識[5]。

5.2 合理借鑒發(fā)達國家的成功經(jīng)驗

目前發(fā)達國家廣泛采用的一種垃圾源頭處理方式是基于大數(shù)據(jù)分析，但是由于各個國家地理環(huán)境、傳統(tǒng)習慣和經(jīng)濟發(fā)展水平等因素的影響，每個國家垃圾分類的處理模式各不相同。如德國通過立法執(zhí)行來達到強制目的;比利時注重以家庭為單位的日常教育管理，美國采用科學技術進行科學管理，國外的這些垃圾分類做法都可以為廣東省的垃圾分類提供一些有效的參考和借鑒[6]。

5.3 創(chuàng)新垃圾處理技術

在垃圾分類的摸索道路上，垃圾處理技術一直是制約廣東省垃圾分類行業(yè)發(fā)展不前的因素之一。人工智能垃圾分類對技術要求比較高，且現(xiàn)在的人工智能設備還不夠完善，依然需要大量的人工手動進行分類，這需要企業(yè)加大技術投入力度，不斷進行研發(fā)、創(chuàng)新，讓創(chuàng)新貫穿企業(yè)的一切工作[7]，讓創(chuàng)新在企業(yè)蔚然成風[8]，讓智慧引領時尚，讓時尚驅動分類，讓生態(tài)健康循環(huán)可持續(xù)發(fā)展。

6 結語

廣東省城市垃圾分類行業(yè)的發(fā)展在逐步完善，并不斷滲透到各個角落，智能化應用也在不斷增強。只是人工智能垃圾分類技術還不夠完善，需要進一步探討更有效的策略，相信在不久的將來，智能垃圾分類從產(chǎn)業(yè)、科技、配套系統(tǒng)等方面尋求新思路，人工智能垃圾分類應用會更加廣泛和成熟，垃圾分類行業(yè)與科技發(fā)展將高度融合。

【參考文獻】

[1] 孫旭友.“互聯(lián)網(wǎng)+”垃圾分類的鄉(xiāng)村實踐——浙江省X鎮(zhèn)個案研究[J].南京工業(yè)大學學報（社會科學版），2020（2）：37-44.

[2] 李浩.大數(shù)據(jù)在城市生活垃圾智能分類管理中的應用研究[J].科技經(jīng)濟導刊，2020（31）：197-198.

[3] 呂欣芮，張若軒.淺談城市垃圾分類的踐行現(xiàn)狀與未來發(fā)展[J].建筑與預算，2020（1）：38-40.

[4] 杜歡政，劉飛仁.我國城市生活垃圾分類收集的難點及對策[J].新疆師范大學學報（哲學社會科學版），2020（1）：133-144.

[5] 孔云茹.基于大數(shù)據(jù)的廣州城市生活垃圾治理研究[D].廣州：華南理工大學，2018.

[6] 任曉亮.城市生活垃圾分類處理及對策探究[J].科技資訊，2018，16（36）.

[7] 郭欣欣，劉鵬.青年學生垃圾分類意識提升途徑研究——基于南方四所高校的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)[J].文化創(chuàng)新比較研究，2020，4（2）：15-18.

[8] 張首魁，韓曉瑩.深化供給側改革的基本遵循：創(chuàng)新發(fā)展——學習貫徹中央經(jīng)濟工作會議精神[J].陜西行政學院學報，2016（1）：107-110

【作者簡介】

徐銳，女，1988年出生，講師，碩士，研究方向為跨境電商企業(yè)財稅。