破解垃圾分類難題，智能分類如何實現(xiàn)最優(yōu)解？

原標(biāo)題：破解垃圾分類難題，智能分類如何實現(xiàn)最優(yōu)解？

如果看過郝景芳獲得雨果獎的《北京折疊》，你一定會對小說中“第三空間”的設(shè)定印象深刻。

在一個按照48小時進(jìn)行循環(huán)折疊的城市系統(tǒng)中，第一空間享有完整的24小時時間，而第二、第三空間共享翻轉(zhuǎn)后的24小時，只不過第三空間只能分到從深夜到黎明僅有的8個小時。這8小時是數(shù)千萬底層勞動者用來工作，也就是處理一、二空間所產(chǎn)生的廢棄垃圾的，工作之余的一點時間用來抓緊進(jìn)食、娛樂，然后再進(jìn)入長達(dá)40個小時的休眠。

小說中，除了空間折疊所隱喻的階層分化問題之外，更隱蔽地指向了現(xiàn)代城市的生存困境，那就是被大多數(shù)人視而不見但又重要無比的城市第二套排污系統(tǒng)——城市垃圾處理。

現(xiàn)在這一問題已經(jīng)作為“一頭闖入房間里大象”，執(zhí)政者與城市居民再也不能假裝“看不見”而把問題繼續(xù)拖延下去。

去年7月1日，上海市的《生活垃圾管理條例》正式施行之后，標(biāo)志著垃圾分類進(jìn)入了全民“強(qiáng)制時代”；而今年5月1日，北京市新修訂的《北京市生活垃圾管理條例》實施，并在十天后就開始新政實施后對一家超市開出9000元的第一張罰單，帶有懲戒性的處罰開始執(zhí)行。

今年兩會期間，已經(jīng)有代表提案，建議為垃圾分類制定全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并出臺垃圾分類基本法，讓垃圾分類的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)清楚、明白，讓垃圾分類相關(guān)主體有法可依。甚至有更激進(jìn)的代表提議，從全國層面立法，讓垃圾分類成為居民法定義務(wù)，當(dāng)然也同時要求全國各地都要形成“全行業(yè)、全領(lǐng)域、全過程”的垃圾分類管理體系。

全國性垃圾分類立法的緊迫性確實應(yīng)該提上議事日程，但是考慮到我國其實已經(jīng)從很多年前、很多次地在各個重點城市都已經(jīng)大力推行過垃圾分類而最終都走向失敗的結(jié)果來看，倉促立法也很難保證垃圾分類會立刻收到顯著成效。

垃圾分類是一項系統(tǒng)性的社會工程，涉及到城市管理、處理技術(shù)、制度立法乃至生活方式等方方面面，單一要素的變化都依賴其他要素的配合。因此，垃圾分類的問題似乎成為一道多項變量構(gòu)成的方程組一樣。

我們注意到，隨著政府加大城市治理投入以及技術(shù)力量的介入，在近兩年的垃圾分類的解決方案中，人工智能技術(shù)的智能分類識別、智能分揀技術(shù)的引入，成為很多人們試圖破解垃圾分類難題的新方案。

那么，這些垃圾分類的智能化方案在投入使用中存在哪些難題？又該如何發(fā)揮真正的智能分類、分揀的作用？智能垃圾分類是否就是解決這一復(fù)雜方程組的最優(yōu)解？

理想與現(xiàn)實的落差：垃圾分類的現(xiàn)實困境

在我們考察城市垃圾分類的現(xiàn)實問題前，可以參考一個理想化的范本——日本。這樣我們不僅可以清晰地看到垃圾分類的整個流程環(huán)節(jié)，也能在對比中看到我們哪些地方存在著難以克服的難題。

在垃圾處理上，與大多數(shù)國家選擇的專業(yè)化路徑不同，日本選擇了一條全民參與的路徑。

日本日常生活垃圾處理的分類、運(yùn)輸和處理環(huán)節(jié)，涉及到政府、企業(yè)、民眾、社區(qū)團(tuán)體和學(xué)校教育多方參與者，并在這三個環(huán)節(jié)中發(fā)揮進(jìn)行不同分工和配合。

政府是垃圾分類體系的構(gòu)建者。其職能包括制定法規(guī)政策、提供資金預(yù)算和基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行監(jiān)管和處理。最為細(xì)致的就在于對垃圾的分類標(biāo)準(zhǔn)、包裝、收集和運(yùn)輸時間做了詳細(xì)的規(guī)定。在執(zhí)行層面也能嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行，并對違反者給予嚴(yán)厲的處理。

企業(yè)是分類垃圾的運(yùn)輸和處理者。其職能包括垃圾處理技術(shù)研發(fā)、設(shè)備管理與運(yùn)營、環(huán)保意識普及、廢棄物運(yùn)輸和處理等角色。技術(shù)研發(fā)上，焚燒、生物降解、可再生材料等技術(shù)都屬于世界領(lǐng)先水平。垃圾處理上，不同類型的垃圾由專門的企業(yè)負(fù)責(zé)，比如有專門處理易拉罐類企業(yè)進(jìn)行回收再利用；有專門處理可燃性垃圾用于燃燒發(fā)電；有專門處理有機(jī)廢物用于環(huán)保肥料；以及專門處理有害垃圾、大型垃圾分揀的企業(yè)。

社區(qū)團(tuán)體是垃圾分類體系的樞紐。在日本這種被稱為居民自治會的團(tuán)體出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代初，代表本地社區(qū)居民的利益，行使類似于我國居委會的職責(zé)。在垃圾分類上，主要起到自下而上代表居民利益，開展與政府和企業(yè)的對話；宣傳和落實垃圾分類政策；協(xié)調(diào)居民和垃圾回收與處理企業(yè)之間的合作關(guān)系。

民眾是這個垃圾分類體系的執(zhí)行者和受益人。外出垃圾基本帶回家處理，居家產(chǎn)生的垃圾按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格認(rèn)真分類和按時投放，等待回收。國民教育是這一體系建設(shè)的保證。從幼兒園起，日本小孩子就要開始接受實行垃圾分類和資源回收的教育。

正是這樣日復(fù)一日嚴(yán)格繁瑣的學(xué)習(xí)過程，才保證了日本人良好的環(huán)保素質(zhì)，從而最終推動日本將垃圾分類回收的事業(yè)做到了極致。

顯然，日本的垃圾分類體系，除了在回收處理環(huán)節(jié)應(yīng)用了大量先進(jìn)技術(shù)，其實在分類環(huán)節(jié)完全沒有使用任何“智能”的方法，僅僅依靠嚴(yán)格的規(guī)范和民眾高度的自覺，來保證這個體系的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

但作為后起之秀的消費(fèi)大國，中國想要實現(xiàn)這種全民參與的路徑，仍然存在著種種現(xiàn)實的阻礙。

一是消費(fèi)文化處在低級階段。我們目前正處于消費(fèi)主義的擴(kuò)張階段，鼓勵消費(fèi)品的快速消耗，鼓勵繁復(fù)包裝，鼓勵攀比和快速更新?lián)Q代，其代價就必然是資源過度消耗和垃圾產(chǎn)量暴增。

二是社會心理尚未成熟。一方面是對新消費(fèi)品趨之若鶩而對消費(fèi)后的廢棄物“避之不及”，對垃圾的去向缺乏關(guān)注和責(zé)任心；另一方面是將垃圾分類與“地位低下”和“不干不凈”聯(lián)系起來，無法培養(yǎng)正常的垃圾處理的“平常心”。

三是垃圾分類體系的落地細(xì)節(jié)不到位。推行垃圾分類的市政部門、回收企業(yè)和參與垃圾分類的居民互不信任。前者認(rèn)為居民的垃圾分類不到位，為后端處理增加二次分揀的難度；后者認(rèn)為垃圾分類沒必要，因為經(jīng)?？吹椒趾玫睦€是被收到一輛車?yán)锘煅b運(yùn)走，辛苦分類沒有任何效果。

四是垃圾分類低效和無序。與日本的舉國推行的體系不同，我國的各方主體都只是各自完成自己的任務(wù)。與仔細(xì)分類耗時耗力相比，普通居民只需將廢棄垃圾混裝入桶就算完成任務(wù)，一些回收人員再從垃圾箱里對可回收物品進(jìn)行初次篩檢，垃圾清運(yùn)部門只需將垃圾集中運(yùn)走，最終在垃圾處理中心，進(jìn)行低效的二次篩查，再集中焚燒、填埋。

那么，面對我國在垃圾分類上的現(xiàn)實問題，現(xiàn)有的垃圾分類的智能化解決方案到底能夠解決哪些問題，我們?nèi)匀灰却蛏蠁柼枴?/p>

靠譜的和無效的：那些智能垃圾分類初體驗

盡管AI的機(jī)器視覺和圖像識別技術(shù)早已可以應(yīng)用到垃圾分類這個場景中，但如果不是去年上海開始強(qiáng)制推行“史上最嚴(yán)格的垃圾分類政策”，這些智能應(yīng)用卻并不會“理所當(dāng)然”的出現(xiàn)在我們的日常生活里。畢竟，這一問題在我們的各種民生問題里似乎還排不上什么位置。

而當(dāng)嚴(yán)格的垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)真的擺在我們每個人面前的時候，辨識生活中的各種物品成為人們首要面對的挑戰(zhàn)。而人們自然而然想到的就是有哪些方法可以快速識別生活垃圾，幫助我們有效分類。

在垃圾識別環(huán)節(jié)，最先上線也最容易實現(xiàn)的就是垃圾分類識別APP。在上海新政出臺前，BAT三家巨頭就率先在各自的平臺上線了各類分類小程序，包括像微信小程序“查垃圾大戰(zhàn)”、百度的“百度AI垃圾分類”、支付寶的“垃圾分類指南”。

其中，拍照識別、AR識別、VR分類游戲能夠給剛剛學(xué)習(xí)垃圾分類的用戶提供新鮮有趣的體驗和切實有效的幫助。但是，這一些應(yīng)用仍然只是起到一本垃圾分類手冊的作用，而且識別物體很多只能局限于籠統(tǒng)的大物件分類，而無法做到同一個物品的不同部位的拆分。

這類分類識別程序需要結(jié)合更多的知識圖譜與物品細(xì)節(jié)識別的技術(shù)，將垃圾分類的細(xì)節(jié)做好，才能更好滿足未來越來越嚴(yán)格的分類要求。

智能垃圾分類投放裝置是更為復(fù)雜的一種解決方案。進(jìn)入這一領(lǐng)域的主要是一些創(chuàng)業(yè)型的環(huán)?？萍脊?，主要解決思路就是通過對傳統(tǒng)分類垃圾箱的改造，加入視覺、傳感器等智能識別系統(tǒng)，來識別人們投放的垃圾。

比如，國外的一個AI垃圾分類系統(tǒng)Oscar，可以通過AI攝像頭和顯示屏，識別人們手中的物品，并告訴你如何正確投放。

國內(nèi)大量的垃圾回收裝置都幾乎采用同樣類似的思路，但是這些裝置都要面對很多現(xiàn)實難題，比如居民的垃圾一般都是混裝，現(xiàn)場進(jìn)行拆分投放的效率很低，前期嘗鮮試用可能可以，但長期堅持時間成本過高。同樣，經(jīng)過混裝處理的垃圾很容易出現(xiàn)交叉污染的現(xiàn)象，導(dǎo)致AI系統(tǒng)不能很好的正確識別，最終也可能會導(dǎo)致系統(tǒng)失效，而增加人工分揀的成本。

根據(jù)國內(nèi)一家機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，我國從2010年陸續(xù)推行了大大小小將近上千種“智能垃圾分類”方案，大部分項目都已處在“虎頭蛇尾”的爛尾狀態(tài)，根本原因還在于設(shè)備研發(fā)、運(yùn)維成本高，分類存儲、運(yùn)輸也要花費(fèi)大量成本，最終這些項目大多就在前端分類不充分、中后端垃圾清運(yùn)“一鍋端”的矛盾中不了了之。

智能垃圾分揀設(shè)備可能是其中更為有效的一種AI解決方案。這種設(shè)備更多布置在垃圾處理的終端環(huán)節(jié)，通過機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行可回收物品和其他垃圾的高效分揀。

根據(jù)這一思路，國內(nèi)外已經(jīng)有不少可行的分揀設(shè)備投入使用。比如，美國一家光學(xué)分類設(shè)備商生產(chǎn)的Max-AI系統(tǒng)，采用多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和視覺系統(tǒng)，以與人的方式類似的方式查看和識別物體。但可以以超出人類的分揀速度完成對各類可回收材料的快速分選。

還有像芬蘭ZenRobotics公司推出的建筑垃圾分類機(jī)器人ZRR，只需要2個機(jī)器人4只機(jī)械臂，每天連續(xù)24小時工作，可以處理2000噸建筑垃圾，相當(dāng)于48個工人的工作量。現(xiàn)在國內(nèi)的一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)也在積極開發(fā)此類智能分揀機(jī)器人。

我們知道，在垃圾處理的終端環(huán)節(jié)，工作環(huán)境差、工作單調(diào)重復(fù)而強(qiáng)度又大，這類分揀機(jī)器人將是解決可回收資源分揀和物品分類的最好方式。但是要想提高最終垃圾分揀的效率，前期垃圾源頭的粗顆粒分類仍然需要保證，至少要避免廚余垃圾對可回收垃圾的污染。

目前，智能垃圾分類系統(tǒng)仍然處于整個垃圾處理系統(tǒng)的輔助環(huán)節(jié)，其應(yīng)用和推廣還有很多場景限制和成本困境。智能垃圾系統(tǒng)如果要發(fā)揮作用，根本上離不開整個系統(tǒng)的整體優(yōu)化提升。相比較那些只是局部解決問題或者淺嘗輒止的解決方案，我們其實更應(yīng)該從系統(tǒng)性的角度嘗試在垃圾分類系統(tǒng)上更好發(fā)揮智能垃圾分類的作用。

引入系統(tǒng)工程，為智能分類尋求最優(yōu)解

我在一篇文章里看到一種“純技術(shù)流”解決方案，其思路就是只需通過一種“高科技”垃圾回收裝置，無需人類分揀，只要將任何垃圾扔進(jìn)去都可以在內(nèi)部實現(xiàn)自動的分揀、回收和利用，一舉解決居民個人的垃圾分類的壓力、道德負(fù)擔(dān)和高效回收問題。

但這種想法要么是對于技術(shù)的能力太過天真，要么就是對于生活真相過于無知。只要一包混合著瓶罐紙張、廚余廢液、有害物品的垃圾就能將這套分類裝置給輕松毀掉。

因此，在我國的垃圾分類的根本解決思路上，我們?nèi)匀徽J(rèn)為這個問題的根本仍然是一個制度優(yōu)化問題，而非一個技術(shù)方案問題。無論再智能的解決方案也必須需要像上面日本的垃圾分類系統(tǒng)所顯示的，各個責(zé)任主體都要履行其相應(yīng)的責(zé)任。

據(jù)了解，我國每年產(chǎn)生近10億噸垃圾，其中建設(shè)垃圾約為5億噸，生活垃圾約為4億噸。而生活垃圾中，還有1億噸作用是廚余垃圾。這類包裹著油、鹽、水分三大“毒素”的有機(jī)垃圾成為我國尤為嚴(yán)重的一類垃圾類型，也就是上海市特別強(qiáng)調(diào)的“濕垃圾”類型，成為垃圾場細(xì)菌滋生、臭氣熏天的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

可以說，如果廚余垃圾混入垃圾分類的終端，那么有效的垃圾分類基本前功盡棄。所以，在分類前端，將廚余垃圾有效分離，單獨處置才有可能為后端分類提供保障。

在垃圾分類的前端，無論是家庭還是公司、餐飲等服務(wù)業(yè)機(jī)構(gòu)，更應(yīng)該建立更為智能化的垃圾分類和回收應(yīng)用，通過專屬可標(biāo)記、可溯源的垃圾袋和可重復(fù)利用的垃圾桶，在初始源頭就做好廚余垃圾和其他垃圾的分類，并且根據(jù)智能應(yīng)用來進(jìn)行分時、分物品的投放，以及大件、電器等物品預(yù)約上門回收。相應(yīng)的社區(qū)和垃圾處理機(jī)構(gòu)也要通過這一系統(tǒng)做好配套的回收服務(wù)，保證廚余垃圾能夠統(tǒng)一清收，其他垃圾分時、分類回收。

在社區(qū)以及城市公共場合，可以逐步取消垃圾桶和這類“智能回收裝置”，鼓勵城市居民和消費(fèi)者自備垃圾袋，將日常產(chǎn)生的廢棄物帶回家處理。同時，鼓勵商業(yè)場所、超市取消傳統(tǒng)垃圾箱，設(shè)置專業(yè)分類垃圾箱，來為居民提供像有害電子設(shè)備等廢物的回收渠道。

另外，嚴(yán)格獎懲措施，對公共場合亂扔垃圾者做出處罰，這筆資金用于獎勵支持回家分類的居民和機(jī)構(gòu)。在廢物丟棄環(huán)節(jié)，讓人本身這個智能體發(fā)揮主動性。

在終端處理環(huán)節(jié)，而處理工廠中會根據(jù)帶標(biāo)記的垃圾袋的識別和二次分揀，來核驗前端分類的成果，并給予及時的反饋和警告；而在垃圾處理的最終端流水線上，則可以采用更多使用智能分揀設(shè)備來替換掉低效的人工分揀，再交予下游專業(yè)化的公司進(jìn)行分好類的可再生資源的精細(xì)化處理。

結(jié)語：千頭萬緒，從最困難的開始

一般來說，在呼吁垃圾分類的文章里，都會以“從現(xiàn)在開始，從我做起”來收尾。但事實上，個人的點滴改變實在是太容易被整個體系的力量給消解掉。一時的熱情是無法改善整個系統(tǒng)的面貌。只需一輛混裝垃圾的清運(yùn)車輛就可以輕易澆滅任何一個人的分類熱情。

垃圾分類始終是一個系統(tǒng)化的社會工程，從制度立法、全員監(jiān)管、嚴(yán)格執(zhí)行與公民參與，哪一個環(huán)節(jié)都必須補(bǔ)齊。而我們也看到智能化的解決方案也不能簡簡單單只是局部環(huán)節(jié)的修修補(bǔ)補(bǔ)，而應(yīng)該是優(yōu)先搭建一整套系統(tǒng)化的智能解決方案，從垃圾產(chǎn)生的源頭分類，到最終端的核驗和分揀，才能保證這個體系能夠更為有效和持續(xù)的運(yùn)營。

回到《北京折疊》的一個細(xì)節(jié)，作者預(yù)設(shè)了一個比較悲觀的反烏托邦設(shè)定。主角老刀在偷聽第一空間人們的談話中得知，其實科學(xué)家早已發(fā)現(xiàn)一種可以有效降解垃圾的超級液體，也就能高效處理他們產(chǎn)生的垃圾物質(zhì)。但是為了考慮數(shù)以千萬計的第三空間居民的生存，就沒有使用這種終極方案，而是依然采用最原始的辦法讓這些低收入人群來人工處理垃圾，以換取生活所需。

當(dāng)然，我們可以理解這是作者對階層高度分化以及技術(shù)替代人類勞動的一種隱憂。但我們其實也可以反過來思考這個問題。

在一個分工越來越細(xì)、生活越來越精細(xì)化的商品經(jīng)濟(jì)中，垃圾分類的人人參與，是否可以成為一種縮小社會階層分化的一種體驗。畢竟，垃圾分類面前，人人平等。

而在智能化世界加速到來的今天，我們給自己增加像垃圾分類這類的“麻煩”，其實可能成為一件有益于身心、保持人性的事情。這可能也是日本這種高度發(fā)達(dá)社會把垃圾分類從一件“麻煩事”變成一件樂此不疲的生活習(xí)慣的原因吧。

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