浅析人工智能在垃圾分类产品设计中的应用

浅析人工智能在垃圾 分类 产品 设计 中的应用

姜美、曹静、姜淏铭 、 寇越

大连科技学院 设计艺术学院；辽宁 大连； 1160

摘要：目前伴随垃圾分类回收的相关政策实施，高校校园作为生活垃圾数量庞大的公共场所，如何有效地进行校园垃圾分类是本课题研究核心。本文将对校园分类垃圾回收现状进行调研，阐述智能垃圾分类回收设计的研究意义，并结合当下人工智能技术进行垃圾分类回收设计实践。本课题针对校园环境内分类垃圾进行回收方式的设计研究，为人工智能技术在垃圾分类回收进行可行性实践。

关键词：垃圾分类、人工智能、交互设计、校园环境

一、校园分类垃圾回收的现状

高校校园是人口数量庞大的公共场所，同时高校校园生活垃圾数量也非常庞大，且生活垃圾种类具有多样性。据调研，目前校园垃圾分类回收的发展现状如下：1.校园缺乏生活垃圾分类硬件设备，垃圾回收的方式不合理。由于校园人口数量多，每天都会产生大量的各种类型的垃圾。单一的混合垃圾桶及没有垃圾分类功能的垃圾桶几乎无法满足当前校园垃圾分类回收的需求。校园产生的可回收垃圾（如纸质垃圾）、食品垃圾（如剩菜剩饭、果皮等）、 干垃圾（如卫生间废纸、一次性餐盒餐具等），若是将这些垃圾放入混合同一个垃圾箱，会给校园清洁人员后期的垃圾回收造成很大的困难。2.现阶段校园垃圾回收效率低。尽管有大量生活垃圾可以回收，但校园没有建立有效的垃圾回收机制，学校的老师和学生便不会进行垃圾分类，使得各种垃圾被混合一起，这样校园垃圾回收不能够实现资源循环再利用。3.校园缺乏对垃圾分类回收的宣传教育，学校的学生和教工缺乏垃圾分类回收的意识。通过调研了垃圾分类回收没有良好地落实的原因，其中非常重要的一点是很多学生与教职工不能完全了解垃圾分类回收相关知识。

二、智能垃圾分类回收产品的研究意义

地球上的资源是有限的，人类发展至今地球资源几近枯竭。怎样用有限的地球资源实现人类的无限的发展，那就需要地球资源能够循环使用。2019年6月，国务院颁布《关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》，要求重点城市正式落实垃圾分类要求。2019年省政府正式出台《辽宁省城乡生活垃圾分类四年滚动计划（2017-2020年）实施方案》，确定了我省城乡生活垃圾分类的工作目标。将学校等公共单位列为实施生活垃圾分类的强制和试点区域内，要求学校对其产生的生活垃圾进行分类。垃圾分类是将生活垃圾的分类投放和分类清运回收，以实现垃圾的无害化和资源再利用。而针对校园垃圾分类回收现状，存在的诸多问题，若能将人工智能技术应用到校园垃圾分类回收方面，对于校园的环境保护和资源可持续发展有着重要意义。

三、人工智能在校园分类垃圾回收产品中的应用实践

针对高校校园目前存在的问题，本课题以人工智能为核心技术，进行高校校园分类垃圾回收产品的再设计。本课题智能分类垃圾桶具体设计方案如1图所示。工作原理是，通过摄像头设别垃圾种类，对应的投放口打开用户进行投放垃圾。本次主要针对的是校园学生与教职员工垃圾产出种类，设置了可回收垃圾、不可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾，特别的是为了保护垃圾回收人员本产品单独将玻璃分类。垃圾桶上方有触摸屏幕用户触屏操作投放垃圾，同时垃圾回收人员也可进行回收操作。蓝色投放口为可回收垃圾，黑色投放口为不可回收垃圾当中是一块透明树脂方便用户直观的看到内部的垃圾种类。如图2当投放垃圾时，箱体向外旋转30度，回收时垃圾回收人员将内胆拉出进行倾倒。绿色投放口为食品与厨余垃圾如图3所示，内部有刀片将厨余垃圾粉碎，通过筛网过滤将颗粒状的垃圾通过软管排放倒下水中，另外刀片内部可放置活性炭来吸附厨余垃圾氧化产生的异味。在垃圾箱正前方距地面800mm处放置了两个摄像头，分别是主摄和辅摄，避免因为误拍导致的错误分类。垃圾箱内部还有两个红外探头，分别置于可回收垃圾和不可回收垃圾上方，用来监控垃圾内部容量。在安全性上产品的棱角皆被进行圆角处理，触摸屏幕有童锁设置避免儿童误触，玻璃单独分类杜绝了对垃圾回收人员的安全隐患。

图1 图2 图3

4. 结论

本课题所提出的设计方案，是经过大量调研以及对其使用情况以及可能遇到的问题进行分析，利用目前国际上先进人工智能技术与智能操作系统，设计的符合高校校园使用环境，并有效的进行智能分类的垃圾回收产品。该方案不仅对投放过程中对高校校园的学生与教职工的体验进行调研与设计，而且也对垃圾回收过程中垃圾回收人员的体验进行了设计，将投放与回收相结合构成整个垃圾分类回收的过程。本课题设计可以满足现阶段校园学生与教职工现阶段的垃圾分类投放需求，并解决了垃圾回收人员操作不便的不足，对校园垃圾分类回收、化境保护及资源循环利用有重要的研究意义。目前本课题处于设计初期研究，文中阐述可能会存在不足，希望各界学者批评指正。

参考文献

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作者简介：姜美（1990.09-），女，汉族，辽宁大连人，美术学硕士，大连科技学院讲师，研究方向：艺术设计教育。

曹静（1988.10-），女， 汉族， 山西大同人， 艺术学硕士，大连科技学院助理研究员 ，研究方向：艺术设计理论。

姜淏铭（1999.05-），男，汉族，辽宁鞍山人，本科，大连科技学院学生。

寇越（1997.08-），男，汉族，辽宁朝阳人，本科，大连科技学院学生。

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