ECO垃圾分類機(jī)的應(yīng)用場景與商業(yè)推廣研究

張耀紅 喻璐 蔡瀅雨

摘要：隨著城市化進(jìn)程加快，本文擬設(shè)計(jì)一套垃圾分類機(jī)，通過AI視覺模塊為主導(dǎo)的自動(dòng)化抓取與基于arduino的機(jī)械小車路線規(guī)劃措施，結(jié)合多項(xiàng)算法與后端云平臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械小車的遠(yuǎn)程控制及智能化管理或自動(dòng)化操作、圖像采集以及利用GPS導(dǎo)航模塊的追蹤。研發(fā)ECO垃圾分類機(jī)的目的是采用智能化取代傳統(tǒng)的垃圾分類，結(jié)合相關(guān)專業(yè)人員的科技水平，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)高效的垃圾處理能力，保證獲得較高的資源回收收益，獲取盈利，減少后續(xù)處理過程中的能源消耗以及對(duì)環(huán)境的污染。研發(fā)ECO垃圾分類機(jī)既是改善環(huán)境、強(qiáng)化生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措，也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳生活的重要途徑。

關(guān)鍵詞：垃圾分類;ECO;智能化;商業(yè)推廣

1.引言

隨著中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步不斷加快，民眾生活的幸福指數(shù)不斷增加，但是垃圾數(shù)量卻在急劇的增加，以前的垃圾處理方式造成了國內(nèi)嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)也形成了資源的浪費(fèi)，對(duì)我國實(shí)施生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略和綠色發(fā)展戰(zhàn)略都帶來了負(fù)面影響，因此，有必要建立安全便捷可靠的垃圾分類體系，有必要開發(fā)智能化的垃圾分類設(shè)施。目前，我國采取的垃圾分類的手段主要是依靠人與垃圾分類回收箱的配合。首先，向群眾普及垃圾分類知識(shí)，通過政策扶持和獎(jiǎng)懲機(jī)制，引導(dǎo)公眾自覺進(jìn)行簡單的垃圾分類;其次，設(shè)置垃圾分類回收箱，通過醒目標(biāo)識(shí)、智能技術(shù)等方式引導(dǎo)公眾準(zhǔn)確投放分類垃圾;最后，由垃圾處理廠對(duì)各類垃圾進(jìn)行分類無害化處理，形成資源循環(huán)利用的垃圾回收系統(tǒng)。但此種垃圾分類方式需要公眾具備較好的垃圾分類專業(yè)知識(shí)和較強(qiáng)的垃圾分類意愿，實(shí)施的前提條件較高。同時(shí)，此種方式中垃圾分類的效率和準(zhǔn)確性都不是很高，嚴(yán)重影響了垃圾分類的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，若采用垃圾分類機(jī)，可以多回收30%到40%的生活垃圾，占地垃圾可以減少60%，僅北京一年就可以獲得11億元的經(jīng)濟(jì)收益，所以急需開發(fā)更便捷可靠的垃圾分類體系。

2.ECO垃圾分類機(jī)的概念和應(yīng)用場景

2.1項(xiàng)目研究概念

針對(duì)目前存在的自然環(huán)境污染和城市生活及工業(yè)垃圾堆積等問題，擬在我國城市建立一套機(jī)器人垃圾收集系統(tǒng)。通過K210機(jī)器視覺模塊采集垃圾圖像信息，利用機(jī)械小車的自動(dòng)抓取及路線規(guī)劃，應(yīng)對(duì)由城市垃圾的堆積造成的可能的破壞和污染，實(shí)現(xiàn)垃圾抓取與分類。本系統(tǒng)擬將機(jī)器人自動(dòng)化勞作代替人工，提高工業(yè)及生活垃圾清潔效率，結(jié)合K210視覺模塊AI算法、arduino開發(fā)板和后端云平臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用GPS模塊與藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)械小車的遠(yuǎn)程控制、智能控制或自動(dòng)化操作，圖像采集和跟蹤。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器的基本路徑循跡，機(jī)械臂的抓取分類運(yùn)動(dòng)，手機(jī)藍(lán)牙控制智能車和機(jī)械臂控制，后臺(tái)垃圾圖像數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和云上傳等功能。

關(guān)于垃圾分類應(yīng)用領(lǐng)域的人工智能，目前大致有采用人工智能技術(shù)的垃圾分類法軟件系統(tǒng)、智慧分級(jí)垃圾處理桶（箱）、智慧分級(jí)設(shè)備等三大部分。從開發(fā)與投資來看，這三類產(chǎn)品的研發(fā)難度與成本在逐步提高，其中處理環(huán)節(jié)的分揀裝置更融合了電腦視覺、智能機(jī)器人等多項(xiàng)技術(shù)，是目前開發(fā)難度與技術(shù)門檻最大的一個(gè)產(chǎn)品，進(jìn)入實(shí)用化的產(chǎn)品相對(duì)較少 [1]。

2.2應(yīng)用場景

目前，在我國不少地方，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、客戶移動(dòng)端等技術(shù)手段建立一套綜合性、智能性的垃圾分類管理體系。針對(duì)生活垃圾，集中處理分為兩種，一種是餐余垃圾，一種是非餐余垃圾。從住宅小區(qū)、學(xué)校、部隊(duì)軍營、機(jī)場等地方著手，以家庭、企業(yè)、公共場所為單位共同促進(jìn)垃圾分類工作的推廣與實(shí)施，開展智能垃圾分類工作，通過智慧垃圾分類管理平臺(tái)采用高智能的垃圾分類管理體系，認(rèn)真執(zhí)行分類投放、收集、運(yùn)輸、處理的相關(guān)流程，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，同時(shí)摸索出群眾的投放習(xí)慣并進(jìn)行相應(yīng)的分析，以此匯總出人們?cè)诓煌瑫r(shí)間段的垃圾產(chǎn)生量，掌握垃圾分類的全程數(shù)據(jù)信息，可對(duì)垃圾分類實(shí)施全過程的監(jiān)管，使生活垃圾分類更加智能、更加高效，從整體上提升生活垃圾資源化、循環(huán)化、無害化處理水平，營造綠色的居住環(huán)境。

3.商業(yè)模式下如何推廣ECO垃圾分類機(jī)

3.1目標(biāo)客戶

垃圾生產(chǎn)者來源于個(gè)人和家庭;也來自政府與企業(yè)組織或者是小區(qū)物業(yè);垃圾分類者來自個(gè)人、回收單位或者是部門。但是在垃圾分類機(jī)進(jìn)行普及之后，垃圾的分類就會(huì)變得更加迅速便捷，由我們的垃圾分類機(jī)在專門站點(diǎn)進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)的分類回收。

目前，建設(shè)部出臺(tái)了關(guān)于《生活垃圾分類標(biāo)志》的政策，對(duì)生活方面的垃圾分類的適用范圍進(jìn)行了相關(guān)性的調(diào)整，并決定于2019年12月1日正式實(shí)施。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，我國涉及城市中的46個(gè)小區(qū)的垃圾分類實(shí)施率已經(jīng)達(dá)到了53.9%，其中上海、廣州以及廈門等14個(gè)城市的生活類垃圾實(shí)施率已經(jīng)超過了70%。30多個(gè)城市皆出臺(tái)了相關(guān)的的地方性法律法規(guī)，237個(gè)地級(jí)及以上城市已經(jīng)開始實(shí)行垃圾分類，并試用于社區(qū)、食堂、超市等場合。

我們的ECO垃圾分類機(jī)稱為企業(yè)版垃圾分類機(jī)，適用于學(xué)校，醫(yī)院，社區(qū)這種大型的公共場所，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)，因?yàn)槌鞘欣芏嗍沁\(yùn)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)去采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行焚燒，對(duì)大自然十分不友好。這類場所產(chǎn)生的垃圾數(shù)量非常多，所以只能靠垃圾分類的出現(xiàn)大大減少了人力以及時(shí)間。他們將垃圾定時(shí)定點(diǎn)的丟于規(guī)定的地方，將可回收垃圾再進(jìn)行回收，獲取收益，之后也會(huì)出現(xiàn)家庭版本一體化垃圾分類機(jī)。

3.2采用互聯(lián)網(wǎng)+智能分類實(shí)現(xiàn)方法

ECO垃圾分類機(jī)采取了將垃圾分類以及可利用資源“兩網(wǎng)合一”的思想，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)+智能分類的思維，一種用于人們進(jìn)行規(guī)范分類的監(jiān)督系統(tǒng)。利用互聯(lián)網(wǎng)與分類技術(shù)使得實(shí)現(xiàn)垃圾分類投放變得有據(jù)可查。

進(jìn)行垃圾分類的流程一般可分為：存放、正確投放、分類運(yùn)回、最后進(jìn)行處理和回收。一般在家庭和單位組織，人們根據(jù)ECO垃圾分類機(jī)能夠?qū)M(jìn)行快速的分類并且短暫寄存。一般寄存于垃圾小型集中點(diǎn)，ECO垃圾分類機(jī)能更簡便地完成垃圾的正確投放。一般存在于垃圾站，我們可以生產(chǎn)出相對(duì)應(yīng)的小型貨物運(yùn)輸機(jī)器人，節(jié)省人力，快速地完成垃圾站點(diǎn)的正確駁運(yùn)。一般是公司在垃圾處理回收點(diǎn)對(duì)一些環(huán)保用品進(jìn)行回收進(jìn)行二次運(yùn)用，完成對(duì)垃圾的回收利用，高效實(shí)現(xiàn)廢棄物品的剩余價(jià)值，同時(shí)創(chuàng)造相應(yīng)收益。

3.3垃圾分類價(jià)值體現(xiàn)

積極的為社會(huì)解決垃圾分類宣傳效率低，分類正確率低，資源回收利用率低等問題;幫助垃圾生產(chǎn)者解決好有關(guān)于垃圾分類的事情;為城市的綠色健康發(fā)展邁出了一大步的跨越。它能指導(dǎo)用戶學(xué)習(xí)到一些關(guān)于垃圾分類的知識(shí)，幫助用戶識(shí)別垃圾的種類，提升用戶垃圾分類的體驗(yàn)，還可以同時(shí)發(fā)展一些服務(wù)周邊產(chǎn)品，增加收入來源。

第一，實(shí)現(xiàn)智能分類。ECO垃圾分類機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)常見的生活垃圾、廚余垃圾等有害或者可回收垃圾進(jìn)行分類，帶動(dòng)垃圾分類工作處理，提高了分類效率以及節(jié)省空間并降低成本。第二，隨時(shí)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)。智能垃圾分類處理設(shè)備所自帶的大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)操作系統(tǒng)，能夠即時(shí)計(jì)算到各個(gè)居民小區(qū)、以及每戶居民的垃圾分類與投放狀況，這么做主要體現(xiàn)了兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是小區(qū)的居民可以隨時(shí)查看個(gè)人的垃圾處理種類使用記錄以及余額情況;二是承擔(dān)垃圾分類管理工作的運(yùn)營方可以隨時(shí)查看到小區(qū)的垃圾分類管理工作報(bào)告，如果發(fā)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)反常，也可以適時(shí)給出調(diào)節(jié)方法。第三，回收創(chuàng)造收益。當(dāng)前，在城市垃圾清運(yùn)過程中，僅有環(huán)衛(wèi)部門會(huì)將社區(qū)垃圾進(jìn)行及時(shí)清理，并集中回收到垃圾處理站。在處理的過程中，盡管速度較快，但是忽視了對(duì)垃圾的分類，對(duì)可進(jìn)行回收利用或轉(zhuǎn)化的垃圾沒有篩選出來，因此垃圾回收的有效程度一直維持在較低水平。由于垃圾回收工作沒有形成規(guī)模化發(fā)展，因此居民的意識(shí)和行動(dòng)都沒有及時(shí)跟上。垃圾分類機(jī)可針對(duì)不同復(fù)雜垃圾組成部分進(jìn)行分類，分類后可進(jìn)行綜合處理，創(chuàng)造最大化的經(jīng)濟(jì)效益。垃圾分類后的渣土、碎沙石可用于制磚;可回收塑料類用于塑料造粒、煉油;可燃物垃圾用于制RDF燃燒棒;廚余垃圾用于制肥、蚯蚓養(yǎng)殖;固體物（瓶子、玻璃）類可直接回收利用。通過垃圾分類機(jī)，可延長垃圾填埋場的使用壽命、從源頭消除垃圾焚燒產(chǎn)生的污染問題、顯著降低生活垃圾占地導(dǎo)致的負(fù)面影響，同時(shí)能夠創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益[3]。

3.4競爭對(duì)手

市民對(duì)于垃圾分類行業(yè)需求正在不斷擴(kuò)大。我國市場上還沒有出現(xiàn)公司進(jìn)行此類的項(xiàng)目智能垃圾分類機(jī)投放社區(qū)市場不飽和，根據(jù)分析，我們企業(yè)前期主要針對(duì)長三角地區(qū)。如果推行市場后，有資本家模仿我們的做法，其實(shí)我們是具有自己特色的產(chǎn)品，再加上工作人員的保密協(xié)議，他們很難得到我們垃圾分類機(jī)的核心技術(shù)，這使得企業(yè)的規(guī)模更加規(guī)范，更加專業(yè)，更有自己的特色。待技術(shù)成熟后，規(guī)模一體化后，可以考慮國有化，交給國家來控股。

3.5行業(yè)痛點(diǎn)與智能垃圾分類機(jī)的平衡

ECO垃圾分類回收機(jī)器的機(jī)身本身就意味著對(duì)垃圾分類的宣傳，每臺(tái)設(shè)備都配備有多個(gè)垃圾分類桶，每個(gè)桶都有其相對(duì)應(yīng)的分類記號(hào)。ECO垃圾分類機(jī)自帶由大數(shù)據(jù)終端控制的垃圾分類處理系統(tǒng)，從而監(jiān)督每個(gè)小區(qū)，甚至于每戶居民的垃圾投放情況，從而正確地統(tǒng)計(jì)垃圾排放量，以便于售后改造進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)。

把對(duì)于生活類垃圾的分類真真正正的落實(shí)到實(shí)處，并不是一件簡單的事情。而智能分類機(jī)則是運(yùn)用了互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等前端的技術(shù)制造出來的更加高效環(huán)保智能產(chǎn)品，它更加值得期待，它工作的重要性不言而喻，而對(duì)于市民來說，垃圾分類盡管會(huì)改變垃圾分類投放方式，但是可以從根源上改變垃圾帶來的危害。

4.ECO垃圾分類機(jī)的盈利模式分析

4.1通過機(jī)器出售來取得主要收入

目前處于我國垃圾分類行業(yè)的分布情況，在江浙滬一帶經(jīng)濟(jì)尤為發(fā)達(dá)，消費(fèi)觀念比較強(qiáng)，且垃圾分類的行業(yè)前景光明;在北京、天津等一線城市，垃圾分類行業(yè)之布局較多，市場前景充足;以渝川為代表的中西部城市，正在不斷崛起，市民對(duì)于垃圾分類行業(yè)需求正在逐漸擴(kuò)大。我國市場上暫時(shí)還沒有出現(xiàn)公司進(jìn)行此類的項(xiàng)目，因?yàn)镋CO垃圾分類機(jī)投放社區(qū)的市場不飽和，根據(jù)分析，企業(yè)前期主要針對(duì)長三角地區(qū)，機(jī)器出售將會(huì)成為最直接的獲利方式，面向企業(yè)和社區(qū)的ECO垃圾分類機(jī)能夠基本實(shí)現(xiàn)分類。

4.2通過回收公司賺取回收差價(jià)

回收公司作為廢品的中轉(zhuǎn)站，賺取差價(jià)是毫無疑問也是一筆收入。想要賺取可觀的差價(jià)，就要讓這些廢品買的時(shí)候不值錢，賣的時(shí)候值錢。以廢舊金屬為例，比如廢舊的家電、廢鋼尾料、燃燒爐渣，這些廢品的共同特點(diǎn)是比較混雜的，廢舊金屬和其他雜質(zhì)混合在了一起，導(dǎo)致純度低，這才是這些東西不值錢的主要原因，幾種可回收物混合在一起會(huì)影響市場價(jià)值，然而摻雜著不可回收垃圾的廢金屬更是難。所以這時(shí)候我們要做的，就是低價(jià)回收紙板、廢棄金屬、塑料制品等，并將其中的金屬單獨(dú)撿出來。自動(dòng)化的金屬分揀設(shè)備已經(jīng)比較成熟了，擁有各種能夠?qū)⒉煌Y源回收出來的設(shè)備。

4.3設(shè)立智能回收點(diǎn)，實(shí)行以舊換新制度

21年10月，國務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》提出推行‘互聯(lián)網(wǎng)+’回收模式，實(shí)現(xiàn)再生資源應(yīng)收盡收，如何讓垃圾分類行動(dòng)持續(xù)的更好，成為綠色可持續(xù)發(fā)展中的一道難題。設(shè)立智能回收點(diǎn)，不僅可以促進(jìn)交易循環(huán)，還可以通過云端系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并且數(shù)據(jù)終端可以根據(jù)居民所提供的垃圾類型給予對(duì)應(yīng)的積分獎(jiǎng)勵(lì)，居民可根據(jù)所得積分去進(jìn)行相應(yīng)的物品兌換，從而滿足消費(fèi)者的需求。設(shè)立智能回收點(diǎn)還可以節(jié)省人力，降低工資輸出，易實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)投放，因地制宜規(guī)劃垃圾分類站點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)無人看守，強(qiáng)化后續(xù)擴(kuò)張性，可謂一舉雙贏。

4.4根據(jù)市場需求，在機(jī)器上設(shè)立廣告位

采用線上線下相結(jié)合，讓商家在我們的平臺(tái)上放置生活物品的需要，以便消費(fèi)者隨時(shí)在附近自提，并向商家提取一定的利潤。首先，向發(fā)布信息的商家按投放點(diǎn)位數(shù)量收費(fèi)，一個(gè)點(diǎn)位約500元/月。其次，通過為商家提供商業(yè)信息收取服務(wù)費(fèi)，如統(tǒng)計(jì)返券率、消費(fèi)者數(shù)量等。但是這些模式的不足之處是需要積累足夠多的消費(fèi)者才能吸引到商家。

4.5進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)改造，研發(fā)更多功能的垃圾分類機(jī)

家庭版本的垃圾分類機(jī)是生態(tài)鏈一體化的產(chǎn)品，可以在滿足自動(dòng)分類打包的同時(shí)再加入清潔功能以及配套的垃圾桶，這樣能夠使居民生活更便捷，為城市的綠色健康發(fā)展邁出了一大步的跨越。它能指導(dǎo)用戶學(xué)習(xí)到一些關(guān)于垃圾分類的知識(shí)，幫助用戶識(shí)別垃圾的種類，提升用戶垃圾分類的體驗(yàn)，還可以同時(shí)發(fā)展一些服務(wù)周邊產(chǎn)品，增加收入來源。盡管目前智能垃圾分類機(jī)的研發(fā)和制造成本很高，但隨著生態(tài)環(huán)保的意識(shí)深入人心，產(chǎn)品的使用場景日益豐富，不斷提升產(chǎn)品的市場占有率，科學(xué)有效地降低產(chǎn)品成本，創(chuàng)造更多社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]周馮琦，張文博.垃圾分類領(lǐng)域人工智能應(yīng)用的特征及其優(yōu)化路徑研究[J].新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2020，41（04）：135-144.

[2]楊惠媛.生活垃圾初期降解過程污染物釋放特征及環(huán)境影響分析[D].昆明理工大學(xué)，2019.

作者簡介：

張耀紅（1999-），女，漢族，江蘇啟東人，江蘇理工學(xué)院商學(xué)院本科在讀，財(cái)務(wù)方向。

基金項(xiàng)目：

本文系2021年江蘇省高校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目“ECO垃圾分類機(jī)—打造全國AI系統(tǒng)”（項(xiàng)目編號(hào)：202111463086E）的階段性研究成果。