智慧垃圾站的工作原理

　　原理是利用熱釋電紅外、紅外對管、微波感應，自動開啟垃圾桶蓋子；

　　和普通垃圾桶比較，多了一個電子部分和機械驅動部分。電子部分由一個IC控制，IC價格在二元以內，再加一個感應器，目前這方面最好的原裝進口感應器價格在五元錢以內。機械驅動部分就更簡單了，只是驅動蓋子的關和開而已了。

目前中國垃圾分類的有幾種主要方式：人工分揀、機械物理篩分、人工智慧垃圾分揀裝置分揀。人工分揀和機械物理篩分的工作模式以及技術原理已經相對成熟了。這裡著重說一下人工智慧垃圾分揀的相關原理及應用。

概括來講：人工智慧垃圾分揀裝置是將深度學習、AI演算法、大資料分析、機器人控制、雲端大腦、多感測器融合等多種高科技手段綜合應用於垃圾分揀，其分揀準確率高達90%以上並且可以24小時*7天連續不間斷工作。其核心優勢便是用科技力量推動垃圾“減量化、資源化、無害化、智慧化”處理。

一、人工智慧垃圾分揀裝置主要構成及原理

人工智慧垃圾分揀裝置主要透過雲端大資料、人工智慧演算法、融合感測器（分為觸覺、視覺感測系統，目前普遍應用的為視覺感測系統）、機器臂/手等軟硬體配合開展工作。

具體構成及運作原理如下：

1.雲端大資料：採集各種各樣垃圾的圖片，包含垃圾完好無損、有凹痕以及被壓碎、被扭曲、被遮擋等各種狀態下圖片，形成雲端資料庫。

2.人工智慧演算法：裝置中內建的人工智慧演算法透過雲端海量影象資料對機器人進行訓練。前期海量資料的採集保證了無論廢棄物是何種狀態、是否被遮擋，機器人都可以識別。

3.融合感測器：利用計算機視覺掃描快速移動的物體，透過CCD視覺、鐳射視覺、近紅外視覺等識別感測系統相耦合，綜合判斷目標物的外部特徵（顏色、形狀、紋理等）與內部特徵（材質），實現垃圾精準定位與細分判別。然後將識別結果傳輸給協作機器，控制機器臂/手運動。

4.機器臂/手：機器臂/手從傳送帶上準確地抓取要回收的物料，投放到相對應的分類料框中。人工智慧軟體識別與機器臂/手相結合，類似於人腦的神經網路系統和人的雙手相結合，具備了識別和執行的能力。

5.資料回傳：分揀完成後，裝置將相關的資料再返回雲端，與部署在各地的智慧分揀裝置實現資料共享和遠端智慧提升。例如，部署在某垃圾分揀中心的智慧裝置可以向部署在全國各地不同智慧裝置，不同裝置還可以互相繼承廢棄物識別的經驗。該資料還能用於幫助專案運營方瞭解裝置狀況及並進行產量、工作量、效益等運營維度的統計。

二、應用優勢

1.分揀效率高。人工智慧垃圾分揀裝置可以搭載多種夾具和感測器，設計上透過高速高精密動作，減少節拍，使得裝置可以始終保持每分鐘85次至95次的分揀效率。目前國內智慧分揀設定的分揀速度普遍在2000-6000次/小時（根據吸取、抓取方式不同時間也會有區別），這樣高效率的勞動是普通工人無法企及的。

2. 環境適應性強。比起人工分揀，人工智慧垃圾分揀裝置更適用於高溫、潮溼、高腐蝕性等環境惡劣場所及對分類精度、一致性要求較高的場所。

3.準確度高、資源化利用優勢明顯。基本操作精度方面，人工智慧比大腦有更多的優勢，能有效提高垃圾分揀準確度；智慧垃圾分揀裝置將垃圾中的低值可回收物和少數高值可回收物分揀出來進行資源化利用，大大減少了垃圾回填和焚燒的容量；部分更先進的人工智慧垃圾分揀裝置具備推理決策的能力，可以實現對垃圾品牌的識別，並按照其價值高低進行優先順序排序，能在很大程度上提高可回收物分揀的純度，有利於後期的資源化利用。

三、應用現狀

1.起步晚。相較於日本、美國等使用人工智慧垃圾分揀裝置進行垃圾精確分揀較早的國家，中國同類裝置研發、運用較晚。

2.使用場景受限，利用率較低。人工智慧垃圾分揀裝置目前在中國大多應用於垃圾分類系統的末端環節，其工作的開展要建立在開展垃圾源頭分類的基礎之上。（2020年11月人工智慧垃圾分揀裝置首次應用於國內混合垃圾中轉站，但目前這類裝置只有少量應用。）

在前端垃圾未進行乾溼垃圾、廚餘垃圾等初步分類的情況下，受各類垃圾嵌合、黏連影響，會大大影響人工智慧垃圾裝置分揀準確率；在對大件垃圾的拆分處理上，人工智慧垃圾分揀裝置受自身體量的限制也不及物理分揀裝置表現亮眼。

四、應用前景

（1）中國環保產業正處在轉變發展方式、最佳化工藝流程的轉型期，迫切需要新一代人工智慧等重大創新添薪續力。人工智慧技術的發展，將推動行業從機械物理化處理模式向數字化、智慧化、網路化的處理模式轉變。

（2）各地垃圾分類工作逐步鋪開，源頭垃圾分類後，後端進行精確分揀非常有必要。如，在前端分類出的幹垃圾中分揀出紙、紡織品等低值回收物；在可回收垃圾中分揀出塑膠瓶、鋁鐵製品等高值回收物，在這些場景下，人工智慧垃圾分揀裝置應用前景廣闊。

（3）另外，隨著中國兩網融合模式的不斷推進，中國垃圾終端處置效率將不斷提高，不同型別的垃圾將得到合理分流、合理處置和迴圈、再生利用。到那時，人工智慧垃圾分揀裝置將有更大用武之地。

（4）目前的垃圾分類市場要求人工智慧分揀裝置不斷升級，變得更智慧、更精確、適用場景更加廣泛，更適應中國垃圾分類行業現狀。