ECO垃圾分類機的應用場景與商業(yè)推廣研究

張耀紅 喻璐 蔡瀅雨

摘要：隨著城市化進程加快，本文擬設計一套垃圾分類機，通過AI視覺模塊為主導的自動化抓取與基于arduino的機械小車路線規(guī)劃措施，結合多項算法與后端云平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)對機械小車的遠程控制及智能化管理或自動化操作、圖像采集以及利用GPS導航模塊的追蹤。研發(fā)ECO垃圾分類機的目的是采用智能化取代傳統(tǒng)的垃圾分類，結合相關專業(yè)人員的科技水平，在技術上實現(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環(huán)境的污染。研發(fā)ECO垃圾分類機既是改善環(huán)境、強化生態(tài)文明建設的重要舉措，也是順應時代發(fā)展，實現(xiàn)綠色發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟、低碳生活的重要途徑。

關鍵詞：垃圾分類;ECO;智能化;商業(yè)推廣

1.引言

隨著中國社會經(jīng)濟發(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)嚴重的環(huán)境污染，同時也形成了資源的浪費，對我國實施生態(tài)保護戰(zhàn)略和綠色發(fā)展戰(zhàn)略都帶來了負面影響，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，通過政策扶持和獎懲機制，引導公眾自覺進行簡單的垃圾分類;其次，設置垃圾分類回收箱，通過醒目標識、智能技術等方式引導公眾準確投放分類垃圾;最后，由垃圾處理廠對各類垃圾進行分類無害化處理，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)知識和較強的垃圾分類意愿，實施的前提條件較高。同時，此種方式中垃圾分類的效率和準確性都不是很高，嚴重影響了垃圾分類的社會效益和經(jīng)濟效益，若采用垃圾分類機，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垃圾分類機的概念和應用場景

2.1項目研究概念

針對目前存在的自然環(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器人垃圾收集系統(tǒng)。通過K210機器視覺模塊采集垃圾圖像信息，利用機械小車的自動抓取及路線規(guī)劃，應對由城市垃圾的堆積造成的可能的破壞和污染，實現(xiàn)垃圾抓取與分類。本系統(tǒng)擬將機器人自動化勞作代替人工，提高工業(yè)及生活垃圾清潔效率，結合K210視覺模塊AI算法、arduino開發(fā)板和后端云平臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用GPS模塊與藍牙模塊實現(xiàn)機械小車的遠程控制、智能控制或自動化操作，圖像采集和跟蹤。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)機器的基本路徑循跡，機械臂的抓取分類運動，手機藍牙控制智能車和機械臂控制，后臺垃圾圖像數(shù)據(jù)采集，實時視頻監(jiān)控和云上傳等功能。

關于垃圾分類應用領域的人工智能，目前大致有采用人工智能技術的垃圾分類法軟件系統(tǒng)、智慧分級垃圾處理桶（箱）、智慧分級設備等三大部分。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、智能機器人等多項技術，是目前開發(fā)難度與技術門檻最大的一個產(chǎn)品，進入實用化的產(chǎn)品相對較少 [1]。

2.2應用場景

目前，在我國不少地方，運用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、客戶移動端等技術手段建立一套綜合性、智能性的垃圾分類管理體系。針對生活垃圾，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)、學校、部隊軍營、機場等地方著手，以家庭、企業(yè)、公共場所為單位共同促進垃圾分類工作的推廣與實施，開展智能垃圾分類工作，通過智慧垃圾分類管理平臺采用高智能的垃圾分類管理體系，認真執(zhí)行分類投放、收集、運輸、處理的相關流程，對其進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，同時摸索出群眾的投放習慣并進行相應的分析，以此匯總出人們在不同時間段的垃圾產(chǎn)生量，掌握垃圾分類的全程數(shù)據(jù)信息，可對垃圾分類實施全過程的監(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

3.1目標客戶

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

目前，建設部出臺了關于《生活垃圾分類標志》的政策，對生活方面的垃圾分類的適用范圍進行了相關性的調(diào)整，并決定于2019年12月1日正式實施。根據(jù)相關統(tǒng)計顯示，我國涉及城市中的46個小區(qū)的垃圾分類實施率已經(jīng)達到了53.9%，其中上海、廣州以及廈門等14個城市的生活類垃圾實施率已經(jīng)超過了70%。30多個城市皆出臺了相關的的地方性法律法規(guī)，237個地級及以上城市已經(jīng)開始實行垃圾分類，并試用于社區(qū)、食堂、超市等場合。

我們的ECO垃圾分類機稱為企業(yè)版垃圾分類機，適用于學校，醫(yī)院，社區(qū)這種大型的公共場所，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)，因為城市垃圾很多是運到鄉(xiāng)鎮(zhèn)去采用傳統(tǒng)方法進行焚燒，對大自然十分不友好。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間。他們將垃圾定時定點的丟于規(guī)定的地方，將可回收垃圾再進行回收，獲取收益，之后也會出現(xiàn)家庭版本一體化垃圾分類機。

3.2采用互聯(lián)網(wǎng)+智能分類實現(xiàn)方法

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

進行垃圾分類的流程一般可分為：存放、正確投放、分類運回、最后進行處理和回收。一般在家庭和單位組織，人們根據(jù)ECO垃圾分類機能夠對垃圾進行快速的分類并且短暫寄存。一般寄存于垃圾小型集中點，ECO垃圾分類機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)出相對應的小型貨物運輸機器人，節(jié)省人力，快速地完成垃圾站點的正確駁運。一般是公司在垃圾處理回收點對一些環(huán)保用品進行回收進行二次運用，完成對垃圾的回收利用，高效實現(xiàn)廢棄物品的剩余價值，同時創(chuàng)造相應收益。

3.3垃圾分類價值體現(xiàn)

積極的為社會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。它能指導用戶學習到一些關于垃圾分類的知識，幫助用戶識別垃圾的種類，提升用戶垃圾分類的體驗，還可以同時發(fā)展一些服務周邊產(chǎn)品，增加收入來源。

第一，實現(xiàn)智能分類。ECO垃圾分類機能夠實現(xiàn)對常見的生活垃圾、廚余垃圾等有害或者可回收垃圾進行分類，帶動垃圾分類工作處理，提高了分類效率以及節(jié)省空間并降低成本。第二，隨時監(jiān)測統(tǒng)計。智能垃圾分類處理設備所自帶的大數(shù)據(jù)分析平臺操作系統(tǒng)，能夠即時計算到各個居民小區(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)了兩個優(yōu)勢：一是小區(qū)的居民可以隨時查看個人的垃圾處理種類使用記錄以及余額情況;二是承擔垃圾分類管理工作的運營方可以隨時查看到小區(qū)的垃圾分類管理工作報告，如果發(fā)現(xiàn)了統(tǒng)計反常，也可以適時給出調(diào)節(jié)方法。第三，回收創(chuàng)造收益。當前，在城市垃圾清運過程中，僅有環(huán)衛(wèi)部門會將社區(qū)垃圾進行及時清理，并集中回收到垃圾處理站。在處理的過程中，盡管速度較快，但是忽視了對垃圾的分類，對可進行回收利用或轉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)?；l(fā)展，因此居民的意識和行動都沒有及時跟上。垃圾分類機可針對不同復雜垃圾組成部分進行分類，分類后可進行綜合處理，創(chuàng)造最大化的經(jīng)濟效益。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，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致的負面影響，同時能夠創(chuàng)造經(jīng)濟效益[3]。

3.4競爭對手

市民對于垃圾分類行業(yè)需求正在不斷擴大。我國市場上還沒有出現(xiàn)公司進行此類的項目智能垃圾分類機投放社區(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的核心技術，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)痛點與智能垃圾分類機的平衡

ECO垃圾分類回收機器的機身本身就意味著對垃圾分類的宣傳，每臺設備都配備有多個垃圾分類桶，每個桶都有其相對應的分類記號。ECO垃圾分類機自帶由大數(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)計垃圾排放量，以便于售后改造進行產(chǎn)品升級。

把對于生活類垃圾的分類真真正正的落實到實處，并不是一件簡單的事情。而智能分類機則是運用了互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等前端的技術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，而對于市民來說，垃圾分類盡管會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垃圾分類機的盈利模式分析

4.1通過機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)濟尤為發(fā)達，消費觀念比較強，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，市民對于垃圾分類行業(yè)需求正在逐漸擴大。我國市場上暫時還沒有出現(xiàn)公司進行此類的項目，因為ECO垃圾分類機投放社區(qū)的市場不飽和，根據(jù)分析，企業(yè)前期主要針對長三角地區(qū)，機器出售將會成為最直接的獲利方式，面向企業(yè)和社區(qū)的ECO垃圾分類機能夠基本實現(xiàn)分類。

4.2通過回收公司賺取回收差價

回收公司作為廢品的中轉站，賺取差價是毫無疑問也是一筆收入。想要賺取可觀的差價，就要讓這些廢品買的時候不值錢，賣的時候值錢。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是比較混雜的，廢舊金屬和其他雜質混合在了一起，導致純度低，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影響市場價值，然而摻雜著不可回收垃圾的廢金屬更是難。所以這時候我們要做的，就是低價回收紙板、廢棄金屬、塑料制品等，并將其中的金屬單獨撿出來。自動化的金屬分揀設備已經(jīng)比較成熟了，擁有各種能夠將不同資源回收出來的設備。

4.3設立智能回收點，實行以舊換新制度

21年10月，國務院《2030年前碳達峰行動方案》提出推行‘互聯(lián)網(wǎng)+’回收模式，實現(xiàn)再生資源應收盡收，如何讓垃圾分類行動持續(xù)的更好，成為綠色可持續(xù)發(fā)展中的一道難題。設立智能回收點，不僅可以促進交易循環(huán)，還可以通過云端系統(tǒng)進行統(tǒng)計，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應的積分獎勵，居民可根據(jù)所得積分去進行相應的物品兌換，從而滿足消費者的需求。設立智能回收點還可以節(jié)省人力，降低工資輸出，易實現(xiàn)定點投放，因地制宜規(guī)劃垃圾分類站點位，實現(xiàn)無人看守，強化后續(xù)擴張性，可謂一舉雙贏。

4.4根據(jù)市場需求，在機器上設立廣告位

采用線上線下相結合，讓商家在我們的平臺上放置生活物品的需要，以便消費者隨時在附近自提，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位數(shù)量收費，一個點位約500元/月。其次，通過為商家提供商業(yè)信息收取服務費，如統(tǒng)計返券率、消費者數(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者才能吸引到商家。

4.5進行產(chǎn)品升級改造，研發(fā)更多功能的垃圾分類機

家庭版本的垃圾分類機是生態(tài)鏈一體化的產(chǎn)品，可以在滿足自動分類打包的同時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。它能指導用戶學習到一些關于垃圾分類的知識，幫助用戶識別垃圾的種類，提升用戶垃圾分類的體驗，還可以同時發(fā)展一些服務周邊產(chǎn)品，增加收入來源。盡管目前智能垃圾分類機的研發(fā)和制造成本很高，但隨著生態(tài)環(huán)保的意識深入人心，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，科學有效地降低產(chǎn)品成本，創(chuàng)造更多社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]周馮琦，張文博.垃圾分類領域人工智能應用的特征及其優(yōu)化路徑研究[J].新疆師范大學學報（哲學社會科學版），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，2019.

作者簡介：

張耀紅（1999-），女，漢族，江蘇啟東人，江蘇理工學院商學院本科在讀，財務方向。

基金項目：

本文系2021年江蘇省高校大學生實踐創(chuàng)業(yè)訓練計劃省級重點項目“ECO垃圾分類機—打造全國AI系統(tǒng)”（項目編號：202111463086E）的階段性研究成果。