垃圾智能化分类

如果你看过郝的雨果奖获奖作品《北京折叠》，你会对小说中“第三间房空”的设定印象深刻。

在一个按照48小时周期折叠的城市系统中，第一个空房间享有完整的24小时周期，第二个和第三个空房间共享翻车后的24小时周期，但第三个空房间只能划分为从午夜到黎明的8个小时。这8个小时是几千万底层劳动者用来工作的，也就是处理第一，第二，[/k0/]小时产生的废物。下班后的空余时间用来吃饭娱乐，然后最多睡40个小时。

小说中，除了空的折叠所隐含的阶层分化问题，更隐晦地指向了现代城市的生存困境，即第二个城市污水处理系统——城市垃圾处理，这个系统被大多数人忽视，却又极其重要。

现在这个问题已经被当成了“一头大象闯进房间”。统治者和城市居民不能再假装“看不见”，继续拖延问题的解决。

去年7月1日，《上海市生活垃圾管理条例》正式实施后，标志着垃圾分类进入全民“强制时代”。今年5月1日，新修订的《北京市生活垃圾管理条例》正式生效。10天后，新政实施后，某超市被开出第一张9000元的罚单，惩罚性处罚开始实施。

今年两会期间，一直有代表提案，建议制定统一的垃圾分类国家标准，出台垃圾分类基本法，让垃圾分类的规则和标准清晰易懂，垃圾分类的相关主体也能有法可依。更有激进的代表建议从国家层面立法，使垃圾分类成为居民的法定义务，同时，当然全国各地也要形成“全行业、全领域、全过程”的垃圾分类管理体系。

国家垃圾分类立法的迫切性确实应该提上日程。但考虑到多年前，国内多次在各重点城市大力开展垃圾分类，但仓促立法很难保证垃圾分类马上取得显著成效。

垃圾分类是一项系统的社会工程，涉及城市管理、处理技术、制度立法甚至生活方式。单个因素的变化依赖于其他因素的配合。因此，垃圾分类问题似乎是一个由许多变量组成的方程组。

我们注意到，随着政府对城市治理投入的不断加大和技术力量的介入，最近两年，引入人工智能技术和智能分拣技术的智能分类识别，成为很多人试图解决垃圾分类问题的新方案。

那么，这些智能方案在垃圾分类应用中存在哪些问题呢？如何发挥真正智能分类整理的作用？智能垃圾分类是解决这个复杂方程组的最佳方案吗？

理想与现实的差距:垃圾分类的现实困境

在考察城市垃圾分类的现实问题之前，我们可以参考一个理想化的模型——日本。这样，我们不仅能清楚地看到垃圾分类的全过程，还能在对比中看到自己哪里有不可克服的问题。

在垃圾处理上，不同于大多数国家选择的专业路径，日本选择了全民参与的路径。

日本日常生活垃圾的分类、运输和处理涉及很多参与者，包括政府、企业、民众、社区组织和学校教育，他们在这三个环节中扮演不同的角色，相互配合。

是政府垃圾分类体系的建设者。其职能包括制定法律和政策，提供资本预算和基础设施，监督和处理。最细致的是详细规定了垃圾的分类标准、包装、收运时间。在执行层面，也可以严格按照规定执行，违反者将受到严厉处理。

它是企业中分类垃圾的运输和处理器。其职能包括废物处理技术的研发、设备管理和运行、环境意识的普及、废物运输和处理等。在技术研发方面，焚烧、生物降解、可再生材料等技术都属于世界领先水平。在垃圾处理上，不同类型的垃圾由专门的企业处理，比如有专门做易拉罐回收的企业；有专门用于燃烧和发电的可燃废弃物；有专门用于处理有机废物以保护环境的肥料；以及专门从事有害垃圾和大型垃圾分类的企业。

社区是垃圾分类系统的枢纽。在日本，这种被称为居民自治会的团体出现于上世纪90年代初，代表当地社区居民的利益，履行类似于中国居委会的职责。在垃圾分类上，主要代表自下而上的居民利益，与政府、企业开展对话；宣传和实施垃圾分类政策；协调居民与垃圾收集处理企业的合作关系。

人是这个垃圾分类系统的执行者和受益者。外面的垃圾基本都是带回家处理，家里产生的垃圾严格细致的按照标准分类，按时投放，等待回收。国民教育是这一体系建设的保障。从幼儿园开始，日本儿童将开始接受垃圾分类和资源回收的教育。

正是这种日复一日严谨繁琐的学习过程，保证了日本人民良好的环境素质，从而最终将日本的垃圾分类回收事业推向了极致。

显然，日本的垃圾分类体系，除了在回收过程中应用了大量的先进技术外，实际上在分类过程中根本没有使用任何“智能化”的方法，仅仅依靠严格的规范和人们的高度自觉来保证这一体系的有效运行。

然而，作为一个正在崛起的消费大国，中国要实现这种全民参与的道路还存在各种现实障碍。

第一，消费文化处于较低水平。当前，我们正处于消费主义的膨胀阶段，鼓励消费品的快速消费、复杂包装、攀比和快速升级，代价必然是资源的过度消耗和垃圾产量的爆炸。

第二，社会心理尚未成熟。一方面，他们渴望新的消费品，并“避免”消费后的浪费，对垃圾的去向缺乏关心和责任；另一方面又将垃圾分类与“地位低”、“不洁”挂钩，培养不了正常垃圾处理的“平常心”。

第三，垃圾分类系统的落地细节不到位。参与垃圾分类的市政部门、回收企业、居民之间互不信任。前者认为居民垃圾分类不到位，增加了后端处理的二次分类难度；后者认为垃圾分类是没有必要的，因为经常看到分类后的垃圾还是被收进车里运走，硬分类没有效果。

第四，垃圾分类低效无序。与日本的举国体制不同，我国各党派只是完成自己的任务。相比仔细分拣，费时费力。普通居民只需将垃圾混入桶中即可完成任务，部分回收人员会第一时间从垃圾箱中筛选出可回收物品。垃圾清运部门只需要将垃圾集中运走，最后由垃圾处理中心进行低效二次筛选，然后集中焚烧填埋。

那么，面对我国垃圾分类的现实问题，我们还是要对现有的垃圾分类智能解决方案能解决什么问题打个问号。

可靠与无效:智能垃圾分类初体验

虽然人工智能的机器视觉和图像识别技术已经可以应用于垃圾分类的场景，但如果上海去年没有实施“史上最严垃圾分类政策”，这些智能应用就不会在我们的日常生活中“理所当然”。毕竟这个问题在我们的各种民生问题中似乎并没有排上什么位置。

当严格的垃圾分类标准真的摆在我们每个人面前时，就成了人们识别生活中各种事物的第一个挑战。人们自然想到的是有什么方法可以快速识别生活垃圾，帮助我们有效分类。

在垃圾识别的过程中，第一个也是最容易实现的就是垃圾分类识别APP。在上海新政出台之前，BAT三大巨头率先在各自平台推出了各种分类小程序，包括微信小程序“垃圾查大战”、“ai垃圾分类”和支付宝的“垃圾分类指南”。

其中，照片识别、AR识别、VR分类游戏可以为刚学会垃圾分类的用户提供新鲜有趣的体验和实用有效的帮助。但是这些应用仍然只是起到了一个垃圾分类手册的作用，很多对象只能被分类成一般的大对象，而同一对象的不同部分却无法分离。

这种分类识别方案需要将更多的知识图谱与物品细节识别的技术相结合，做好垃圾分类的细节，才能更好地满足未来越来越严格的分类要求。

智能垃圾分类投放装置是一个比较复杂的解决方案。创业型环保科技公司纷纷进入这一领域，主要解决方案是通过改造传统的分类垃圾桶，增加视觉、传感器等智能识别系统，对人扔的垃圾进行识别。

比如国外的AI垃圾分类系统Oscar，可以通过AI摄像头和显示器识别人手中的物品，告诉你如何正确摆放。

大量的生活垃圾收集装置几乎都采用了同样类似的思路，但是这些装置都要面临很多实际问题。比如居民垃圾普遍混杂，现场拆分投放效率很低。前期尝试或许可以，但是长期坚持的时间成本太高。同样，混合的垃圾也容易产生交叉污染，导致AI系统失效，最终可能导致系统失效，增加人工分拣的成本。

据国内某机构统计，2010年至今，国内已实施近千种“垃圾智能分类”方案，大部分项目处于“虎头蛇尾”状态。根本原因在于设备RD、运维成本高，以及分类储运成本大。最终，这些项目大多迷失在前端分拣不到位和中后端“一锅”垃圾清运的矛盾中。

智能垃圾分类设备可能是更有效的AI解决方案之一。这种设备更多的布置在垃圾处理的终端环节，机器人系统可以高效的分拣可回收物品等垃圾。

根据这一思路，国内外已有许多可行的分选设备投入使用。例如，美国一家光学分类设备制造商生产的Max-AI系统使用多层神经网络和视觉系统，以类似于人的方式来查看和识别物体。而各类可回收材料的快速分拣，可以用超过人类的分拣速度来完成。

还有芬兰ZenRobotics公司推出的建筑垃圾分类机器人ZRR。它只需要2个机器人和4个机械臂，可以24小时连续工作，可以处理2000吨建筑垃圾，相当于48个工人的工作量。现在国内一些研究机构和企业也在积极研发这种智能分拣机器人。

我们知道，在垃圾处理的终端环节，工作环境差，工作单调重复，强度大。这种分拣机器人将是解决可回收资源分拣和物品分拣的最佳方式。但为了提高最终垃圾分类的效率，还是需要保证早期垃圾源头的粗颗粒分类，至少要避免餐厨垃圾对可回收垃圾的污染。

目前，智能垃圾分类系统仍处于整个垃圾处理系统的辅助环节，其应用推广仍存在诸多场景限制和成本困境。智能垃圾系统要发挥作用，离不开整个系统的整体优化。相比那些只是部分解决问题或者流于表面的解决方案，我们其实应该从系统的角度去尝试发挥智能垃圾分类在垃圾分类系统中的作用。

引入系统工程寻求智能分类的最优解。

我在一篇文章里看到一个“纯技术流程”的解决方案。其思路是，仅通过一个“高科技”的垃圾回收装置，无需人工分拣，任何垃圾只要扔进去，就可以自动分拣、回收、内部利用，一举解决居民个人垃圾分类的压力、道德负担、高效回收等问题。

但这种想法要么是对技术的能力过于天真，要么是对生活的真相过于无知。只要一袋袋混有瓶瓶罐罐的纸、厨房废液和有害物质的垃圾，就能轻易破坏这个分拣装置。

所以在中国垃圾分类的根本解决方案上，我们还是认为这个问题的根源还是一个系统优化问题，而不是技术方案问题。再智能的解决方案，也必须如上面日本的垃圾分类系统所示，所有责任主体都必须履行相应的责任。

据了解，我国每年产生近10亿吨垃圾，其中建筑垃圾约5亿吨，生活垃圾约4亿吨。在生活垃圾中，有1亿吨厨余垃圾。这种包裹着油、盐、水三种“毒素”的有机垃圾，在中国已经成为一种特别严重的垃圾类型，也就是上海特别强调的“湿垃圾”类型，成为垃圾场细菌滋生、臭气熏天的罪魁祸首。

可以说，如果餐厨垃圾混入垃圾分类的终端，那么有效的垃圾分类基本都会被浪费掉。因此，在分类前端，通过有效分离餐厨垃圾，单独处理，可以为后端分类提供保障。

在垃圾分类的前端，无论是家庭、公司、餐饮等服务机构，都应该建立更多智能化的垃圾分类回收应用。通过专属可追溯垃圾袋和可重复使用垃圾桶，将厨余等垃圾在初始源头进行分类，并根据智能应用进行分时、分项投放，大件、电器等物品预约上门回收。相应的社区和垃圾处理机构也要通过这个系统提供配套的回收服务，保证餐厨垃圾能够统一收集，其他垃圾能够及时、分类回收。

在社区和城市公共场所，可以逐步取消垃圾桶和这种“智能回收装置”，鼓励城市居民和消费者自带垃圾袋，将生活垃圾带回家处理。同时，鼓励商业场所和超市取消传统垃圾桶，设置专业分类垃圾桶，为居民提供有害电子设备等废弃物的回收渠道。

此外，将采取严格的奖惩措施，对公共场所乱扔垃圾者进行处罚，这笔资金将用于奖励支持家庭分类的居民和机构。在废物处理的过程中，让代理人发挥主动性。

在终端处理中，处理厂会根据有标记的垃圾袋的识别和二次分拣，检查前端分类的结果，并及时反馈和预警；在垃圾处理的最后流水线上，可以用更智能的分拣设备代替低效的人工分拣，然后交给下游的专业化公司对分类后的再生资源进行精细化处理。

结论:要做的事情很多，从最难的开始。

一般来说，呼吁垃圾分类的文章都会以“从现在开始，从我做起”结尾。但事实上，个体的改变太容易被整个系统的力量所消解。一时的热情并不能改善整个系统。仅仅一辆垃圾车就能轻易浇灭任何人对分类的热情。

垃圾分类始终是一项系统的社会工程，必须从制度立法、全程监管、严格执行、公民参与等环节来完成。而我们也看到，智能化的解决方案不能简单的是局部环节的修修补补，而应该优先构建一整套系统化的智能化解决方案，从垃圾产生的源头分类，到最后的验证和分拣，从而保证这个系统更加有效持续的运行。

回到《北京折叠》的一个细节，作者预设了一个相当悲观的反乌托邦设定。主角劳道在第一空房间偷听人们的谈话得知，其实科学家们已经发现了一种可以有效降解垃圾的超级液体，并且还可以高效处理他们产生的垃圾。但为了考虑第三空间数千万居民的生存，我们没有使用这种终极方案，仍然采用最原始的方法，让这些低收入人群人工处理垃圾，以换取他们的日常生活所需。

当然，我们可以理解为这是作者对阶级分化程度高，技术取代人类劳动的担忧。但是我们其实可以反过来思考这个问题。

在一个分工越来越细，生活越来越精细的商品经济中，每个人参与垃圾分类能否成为缩小社会阶层分化的一种体验。毕竟垃圾分类面前人人平等。

在智能世界加速到来的今天，我们给自己加上垃圾分类这样的“烦恼”，其实可能会变成有益身心、保持人性的东西。这可能就是日本这个高度发达的社会把垃圾分类从一件“麻烦事”变成一种享受的生活习惯的原因。