破解垃圾分類難題，智能分類如何實現最優解？

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”的設定印象深刻。

在一個按照48小時進行循環折疊的城市系統中，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小時是數千萬底層勞動者用來工作，也就是處理一、二空間所產生的廢棄垃圾的，工作之余的一點時間用來抓緊進食、娛樂，然后再進入長達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，更隱蔽地指向了現代城市的生存困境，那就是被大多數人視而不見但又重要無比的城市第二套排污系統——城市垃圾處理。

現在這一問題已經作為“一頭闖入房間里大象”，執政者與城市居民再也不能假裝“看不見”而把問題繼續拖延下去。

去年7月1日，上海市的《生活垃圾管理條例》正式施行之后，標志著垃圾分類進入了全民“強制時代”;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行。

今年兩會期間，已經有代表提案，建議為垃圾分類制定全國統一標準，并 有垃圾分類基本法，讓垃圾分類的規則標準清楚、明白，讓垃圾分類相關主體有法可依。甚至有更激進的代表提議，從全國層面立法，讓垃圾分類成為居民法定義務，當然也同時要求全國各地都要形成“全行業、全領域、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該提上議事日程，但是考慮到我國其實已經從很多年前、很多次地在各個重點城市都已經大力推行過垃圾分類而最終都走向失敗的結果來看，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性的社會工程，涉及到城市管理、處理技術、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，人工智能技術的智能分類識別、智能分揀技術的引入，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雜方程組的最優解?

理想與現實的落差：垃圾分類的現實困境

在我們考察城市垃圾分類的現實問題前，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節，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，與大多數國家選擇的專業化路徑不同，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、運輸和處理環節，涉及到政府、企業、民眾、社區團體和學校教育多方參與者，并在這三個環節中發揮進行不同分工和配合。

政府是垃圾分類體系的構建者。其職能包括制定法規政策、提供資金預算和基礎設施，進行監管和處理。最為細致的就在于對垃圾的分類標準、包裝、收集和運輸時間做了詳細的規定。在執行層面也能嚴格按照規定執行，并對違反者給予嚴厲的處理。

企業是分類垃圾的運輸和處理者。其職能包括垃圾處理技術研發、設備管理與運營、環保意識普及、廢棄物運輸和處理等角色。技術研發上，焚燒、生物降解、可再生材料等技術都屬于世界領先水平。垃圾處理上，不同類型的垃圾由專門的企業負責，比如有專門處理易拉罐類企業進行回收再利用;有專門處理可燃性垃圾用于燃燒發電;有專門處理有機廢物用于環保肥料;以及專門處理有害垃圾、大型垃圾分揀的企業。

社區團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體出現在上世紀90年代初，代表本地社區居民的利益，行使類似于我國居委會的職責。在垃圾分類上，主要起到自下而上代表居民利益，開展與政府和企業的對話;宣傳和落實垃圾分類政策;協調居民和垃圾回收與處理企業之間的合作關系。

民眾是這個垃圾分類體系的執行者和受益人。外出垃圾基本帶回家處理，居家產生的垃圾按照標準嚴格認真分類和按時投放，等待回收。國民教育是這一體系建設的保證。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。

正是這樣日復一日嚴格繁瑣的學習過程，才保證了日本人良好的環保素質，從而最終推動日本將垃圾分類回收的事業做到了極致。

顯然，日本的垃圾分類體系，除了在回收處理環節應用了大量先進技術，其實在分類環節完全沒有使用任何“智能”的方法，僅僅依靠嚴格的規范和民眾高度的自覺，來保證這個體系的有效運轉。

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

一是消費文化處在低級階段。我們目前正處于消費主義的擴張階段，鼓勵消費品的快速消耗，鼓勵繁復包裝，鼓勵攀比和快速更新換代，其代價就必然是資源過度消耗和垃圾產量暴增。

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

三是垃圾分類體系的落地細節不到位。推行垃圾分類的市政部門、回收企業和參與垃圾分類的居民互不信任。前者認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;后者認為垃圾分類沒必要，因為經常看到分好的垃圾還是被收到一輛車里混裝運走，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。與仔細分類耗時耗力相比，普通居民只需將廢棄垃圾混裝入桶就算完成任務，一些回收人員再從垃圾箱里對可回收物品進行初次篩檢，垃圾清運部門只需將垃圾集中運走，最終在垃圾處理中心，進行低效的二次篩查，再集中焚燒、填埋。

那么，面對我國在垃圾分類上的現實問題，現有的垃圾分類的智能化解決方案到底能夠解決哪些問題，我們仍然要先打上問號。

靠譜的和無效的：那些智能垃圾分類初體驗

盡管AI的機器視覺和圖像識別技術早已可以應用到垃圾分類這個場景中，但如果不是去年上海開始強制推行“史上最嚴格的垃圾分類政策”，這些智能應用卻并不會“理所當然”的出現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。

而當嚴格的垃圾分類標準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。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。

在垃圾識別環節，最先上線也最容易實現的就是垃圾分類識別APP。在上海新政前，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”、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習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合更多的知識圖譜與物品細節識別的技術，將垃圾分類的細節做好，才能更好滿足未來越來越嚴格的分類要求。

智能垃圾分類投放裝置是更為復雜的一種解決方案。進入這一領域的主要是一些創業型的環保科技公司，主要解決思路就是通過對傳統分類垃圾箱的改造，加入視覺、傳感器等智能識別系統，來識別人們投放的垃圾。

比如，國外的一個AI垃圾分類系統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實難題，比如居民的垃圾一般都是混裝，現場進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，經過混裝處理的垃圾很容易出現交叉污染的現象，導致AI系統不能很好的正確識別，最終也可能會導致系統失效，而增加人工分揀的成本。

根據國內一家機構統計，我國從2010年陸續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，根本原因還在于設備研發、運維成本高，分類存儲、運輸也要花費大量成本，最終這些項目大多就在前端分類不充分、中后端垃圾清運“一鍋端”的矛盾中不了了之。

智能垃圾分揀設備可能是其中更為有效的一種AI解決方案。這種設備更多布置在垃圾處理的終端環節，通過機器人系統進行可回收物品和其他垃圾的高效分揀。

根據這一思路，國內外已經有不少可行的分揀設備投入使用。比如，美國一家光學分類設備商生產的Max-AI系統，采用多層神經網絡和視覺系統，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器人ZRR，只需要2個機器人4只機械臂，每天連續24小時工作，可以處理2000噸建筑垃圾，相當于48個工人的工作量。現在國內的一些研究機構和企業也在積極開發此類智能分揀機器人。

我們知道，在垃圾處理的終端環節，工作環境差、工作單調重復而強度又大，這類分揀機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，智能垃圾分類系統仍然處于整個垃圾處理系統的輔助環節，其應用和推廣還有很多場景限制和成本困境。智能垃圾系統如果要發揮作用，根本上離不開整個系統的整體優化提升。相比較那些只是局部解決問題或者淺嘗輒止的解決方案，我們其實更應該從系統性的角度嘗試在垃圾分類系統上更好發揮智能垃圾分類的作用。

引入系統工程，為智能分類尋求最優解

我在一篇文章里看到一種“純技術流”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去都可以在內部實現自動的分揀、回收和利用，一舉解決居民個人的垃圾分類的壓力、道德負擔和高效回收問題。

但這種想法要么是對于技術的能力太過天真，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，我們仍然認為這個問題的根本仍然是一個制度優化問題，而非一個技術方案問題。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所顯示的，各個責任主體都要履行其相應的責任。

據了解，我國每年產生近10億噸垃圾，其中建設垃圾約為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”的有機垃圾成為我國尤為嚴重的一類垃圾類型，也就是上海市特別強調的“濕垃圾”類型，成為垃圾場細菌滋生、臭氣熏天的罪魁禍首。

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、餐飲等服務業機構，更應該建立更為智能化的垃圾分類和回收應用，通過專屬可標記、可溯源的垃圾袋和可重復利用的垃圾桶，在初始源頭就做好廚余垃圾和其他垃圾的分類，并且根據智能應用來進行分時、分物品的投放，以及大件、電器等物品預約上門回收。相應的社區和垃圾處理機構也要通過這一系統做好配套的回收服務，保證廚余垃圾能夠統一清收，其他垃圾分時、分類回收。

在社區以及城市公共場合，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者自備垃圾袋，將日常產生的廢棄物帶回家處理。同時，鼓勵商業場所、超市取消傳統垃圾箱，設置專業分類垃圾箱，來為居民提供像有害電子設備等廢物的回收渠道。

另外，嚴格獎懲措施，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構。在廢物丟棄環節，讓人本身這個智能體發揮主動性。

在終端處理環節，而處理工廠中會根據帶標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備來替換掉低效的人工分揀，再交予下游專業化的公司進行分好類的可再生資源的精細化處理。

結語：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的面貌。只需一輛混裝垃圾的清運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化的社會工程，從制度立法、全員監管、嚴格執行與公民參與，哪一個環節都必須補齊。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節的修修補補，而應該是優先搭建一整套系統化的智能解決方案，從垃圾產生的源頭分類，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的運營。

回到《北京折疊》的一個細節，作者預設了一個比較悲觀的反烏托邦設定。主角老刀在偷聽第一空間人們的談話中得知，其實科學家早已發現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生的垃圾物質。但是為了考慮數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。

當然，我們可以理解這是作者對階層高度分化以及技術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、生活越來越精細化的商品經濟中，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達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慣的原因吧。