吕书清，杨俊，林梦瑶，武光华，田爽，王萍，李晓雅

（哈尔滨商业大学，黑龙江 哈尔滨，150028）

1 人工智能概念、分类和发展历程

人工智能（Artificial Intelligence）简称AI，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能产业链可分为基础层、技术层和应用层。基础层，主要是AI 芯片市场和大数据服务市场，自主建设云生态、制定标准以实现大数据交流共享和大数据产业信息安全。技术层，应用人工智能，将人工智能研究从实验室带到用例，建立两者之间有关的联系。从基础设施和工具，到硬件，到工业中的部署面，再到模型本身，从人工智能研究的前沿到用例，都需要共同努力才能取得突破进展。在人工智能领域中，新的进步体现在从纸上到生产所需时间的缩短，同时这也是一个很好的检验标准。应用层，随着科技的发展，人工智能的价格会逐渐降低，高校在对垃圾进行分类时便可以使用人工智能技术。同时对高校现有的垃圾回收设施进行迭代更新，并在公寓楼内部也应建立相应设施。

人工智能一般分为弱人工智能、强人工智能及超人工智能三大类。弱人工智能，代替人力处理某单一领域的工作；强人工智能，可以代替一般人完成生活中的大部分工作，是所有人工智能企业目前想要实现的目标；超人工智能，在强人工智能的基础上，像人类一样进行学习，每天自身进行多次升级迭代，而智能水平会完全超越人类。

我国的智能垃圾桶目前还属于弱人工智能，能力单一。随着科技的不断发展，智能垃圾桶将不断完善。

人工智能技术在经济发展中的重要作用，不能仅限于当前的人工智能技术在经济和社会生活环境下的应用，更应该把人工智能作为一种新的发展中的生产力。人工智能已经逐渐融入人们的生活并在多个领域发挥其重要的价值。例如，城联科技通过融入人工智能技术，打造“智慧环卫一体化设备、专业应用产品、软件开发、智能解决方案、系统集成以及高端运维服务”等服务[1]，为企业及政府管理部门智能化提供有力保障。

欧美、日韩等发达国家垃圾分类政策[2]已推行了几十年，而我国还处于起步阶段。目前我国垃圾产量的年增长速度维持在5%左右，垃圾产量位居全球之首。但与发达国家相比，我国智能化垃圾处理技术覆盖面小，且智能化程度低，人工垃圾分类处理仍然是主流。依靠人工分类回收处理，劳动量大且效率低下。2020年，全国46 个城市全面推行生活垃圾强制分类，我国垃圾分类进入了全面制度化时期，垃圾分类知识的普及仍然处于一个极为困难的阶段。国务院发布《生活垃圾分类制度实施方案》要求进入垃圾分类的新时代，而制度的强制执行需要大量的宣传成本、人力成本与时间成本。人工智能技术则能够替代垃圾分类中的部分劳动力，从而大大降低垃圾分类所需要的人力成本，同时提升垃圾分类的效率。在这样的大背景下，垃圾分类过程中的辅助性人工智能产品大量涌现。

2 校园垃圾产生来源

学校是产生大量垃圾的场所，针对学校各场所的垃圾来源及种类进行调查统计，具体情况如下。

学校食堂每天产生的垃圾种类绝大多数为厨余垃圾，还有小部分其他垃圾，如沾染油渍的纸巾等，这些均由小货车运输处理。

校内超市垃圾主要包括食品包装垃圾袋、零食塑料袋、遗留的快递盒等，均为可回收垃圾。

学校宿舍垃圾的清理频率高达4～5 次/d，宿舍垃圾成分复杂，不仅有快餐盒、塑料袋、矿泉水瓶、废纸、旧衣物等可回收垃圾，还有果皮、卫生纸、废弃电池等不可回收垃圾。

学校图书馆产生的垃圾主要是纸质和饮料瓶等可回收垃圾，以及茶叶等湿垃圾。

学校教学楼人员流动大，垃圾的主要来源是学生的生活垃圾，偶有一些外来垃圾，如传单等。

根据统计，除了学校食堂外，其他场所均混有被丢弃的可回收垃圾，宿舍楼垃圾产量多、种类杂，负责清理垃圾的工作人员很难做到垃圾的正确分类[3]。因此，需要投入一些智能垃圾箱来服务校园。

3 智能垃圾桶的特点及作用

目前全球大多数国家都在加快科技研发，推进垃圾分类智能化进程。如何使垃圾分类更加智能优化，成为人们如今关注的话题。垃圾分类的智能优化主要依托于智能垃圾桶，它的投入使用既能帮助师生更好地进行垃圾分类，还可以在一定的程度上激发师生参与的积极性，激励师生主动地参与到垃圾分类中来，培养了师生的环保意识。

一方面，智能垃圾桶起着“监督”作用。用人脸识别等功能将学生信用与垃圾分类行为挂钩，督促师生正确投放，其配套的奖惩系统也使学生更有动力。通过这种奖励机制引导师生提高垃圾分类的意识。另一方面，为了避免大量的不同类型垃圾混在一起，投放的智能垃圾桶会对垃圾进行自动识别分类[4]。当用户投入垃圾时，智能垃圾桶对投放的垃圾进行AI 图像识别，系统感应后输出相应的指令，自动完成所有的垃圾分类，从而实现不同类型垃圾的分类垃圾及回收。智能垃圾桶自动分类并筛选出可回收和不可回收的两大类垃圾，再进一步对不可回收的垃圾进行处理，实现了资源再利用。此外，智能垃圾桶还有除异味的功能。众所周知，活性炭的物理性质是吸收异味，利用这一性质，在垃圾桶的内壁填充活性炭，以此来吸收垃圾桶内产生的异味，清洁又环保。自动识别垃圾功能的智能垃圾桶，能为垃圾处理提供技术手段，使垃圾分类更加方便快捷。

4 人工智能在校园垃圾回收的应用

4.1 准备工作

在生活、工作区域放置智能垃圾箱之前，先将学生卡绑定智能垃圾桶，并将学生消耗垃圾的数据反馈到后台；其次是每月以专业为单位统计各专业师生消耗各类垃圾的占比数据；最后将这些数据进行排名，统计在本月中的最优专业以及优秀个人，对其进行一定的奖励[5]。

4.2 人工智能在校园垃圾处理的运行机制

利用运行机制设立智能垃圾回收箱，其运行原理是：通过摄像头识别垃圾的种类，垃圾箱仅有一个投放口，投入口分别连接到不同的分类箱，根据垃圾产出种类，设置可回收垃圾、不可回收垃圾、厨余垃圾以及有害垃圾分类箱。最后，将活性炭和智能垃圾回收箱进行巧妙的结合，以解决普通垃圾箱“异味大”的问题[6]。用户及垃圾回收人员可以通过操作垃圾桶上方的触屏投放垃圾。此外，为保护垃圾回收人员不被细碎的玻璃划伤，智能垃圾回收箱单独将玻璃分离出来。智能垃圾回收箱运行机制如图1 所示。公众号与垃圾回收箱的相互关联，形成相对完善的人工智能系统。

图1 智能垃圾回收箱运行原理机制图

4.3 人工智能在校园垃圾回收中的意义

提高师生的环保理念，践行垃圾分类。改善了校园环境，提高了校园垃圾的回收和利用率。同时，利用人工智能技术使校园垃圾处理更便捷，减少人工垃圾分选工作量，降低对环境的危害[7]。

人工智能是一门极富挑战性的科学，其技术的运用会进一步促进创新。在当前产业结构升级的大背景下，人工智能在校园垃圾回收利用中的应用，是学校实现绿色发展和可持续发展的重要基础，对环保行业实现技术创新具有重大意义[8]。

5 结语

展望未来，科学技术发展是大势所趋，人工智能化随着社会的发展，必定会遍地开花，智能垃圾分类的发展也会成为一个新的风向标，将为环保事业的发展带来新的机遇。人工智能等科学技术所带来的一系列发展机遇, 为我国的绿色发展和生态文明建设提供了一定的动力支撑[9]。