随着时代的进步与科技的发展，垃圾的种类和数量也呈现出爆炸式的增长。据估算，我国历年垃圾堆存量已达60亿吨，占用耕地面积5亿平方米，垃圾的处理刻不容缓，对垃圾进行分类、回收和处理的难度也与日俱增。据了解，目前市场上适合我国垃圾处理情况的分选系统寥寥无几。为贴合我国现状，对垃圾进行有效且经济的分选回收利用，由光电信息科学技术学院王中训老师指导，董宇波、王海宁、张凯鑫、李鸾、沈淑曼组成的WE.AIBox团队着手研究垃圾入桶时的垃圾分类。在日前结束的第十二届iCAN国际创新创业大赛全国总决赛中，WE.AIBox团队的成果“基于AI图片识别实现的垃圾分类”荣获国家级二等奖。
　　
　　所有的垃圾
　　都是没有被利用的资源
　　“所有的垃圾，都是没有被利用的资源。”这是WE.AIBox 团队的队员进行项目研究的初衷。
　　垃圾分类是垃圾回收利用的首要环节，据了解，目前国际国内主要采用人工方式进行垃圾分类处理。传统垃圾箱以“可回收垃圾”和“不可回收垃圾”的字样提示人们将垃圾分类投放，此后环卫站或回收网点还要进行更细致的分拣，整个过程耗时、耗力，还需要很高的劳动成本。WE.AIBox团队基于 AI 图片识别实现垃圾分类的项目正是针对这一痛点进行了初步尝试与创新。
　　WE.AIBox团队着手于在人们丢弃垃圾时未对垃圾分类的情况，以净化身边环境，提高劳动力的效率为使命，借力AI平台的图像识别实现的智能分类与分拣的核心技术，实现垃圾的自动识别与分类的功能。从而在根本上解决填埋、焚化等传统垃圾处理方式对环境造成的种种不良影响及后果。
　　
　　不忘环保初心
　　新领域严谨求真
　　WE.AIBox 团队的五位队员均来自光电信息科学技术学院EDA实验室，他们白天上完课，晚上就待在实验室，几乎所有的闲暇时间都用来做研究，实验室变成了他们的“第二个家”。
　　WE.AIBox团队凭借 AI 平台的图像识别实现的智能分类与分拣来实现物品自动识别与分类的功能，在研制初期，他们针对图书馆、博物馆、实验室等区域的垃圾类型较为单一的情况（只需对纸屑、塑料瓶以及易拉罐等物品进行简单的分类），做了一个简易的垃圾箱模型。
　　基于 AI 图像识别实现垃圾分类的产品技术实现原理共有信息的获取、预处理、特征抽取和选择、分类器设计、分类决策五个步骤。在项目进行的最初阶段，如何用摄像头清楚地拍出图片是队员们面临的首要问题。当识别图像的摄像头放在外面时，没有光线的影响，拍出的图片很容易被识别。但是为了整洁美观，在改进产品时，队员们决定把摄像头放在内部，受到光线影响，图片拍摄效果并不好，为了解决这个问题，队员们把原本使用的摄像头换成了夜视摄像头。
　　除了拍摄照片，让机器准确识别垃圾的过程也是一波三折。队员们首先想到采用红外对管，通过发射红外激光来处理图片，但是传统方法使得实验误差比较大。队员们又根据自己所学的知识，使用对比图片相似程度提取图片像素，求取图片的均值和方差进而比较方差差值的方法，来看图片相似程度，但因为灯光条件不同，分类结果也会出现较大差异。几经探索，队员们决定使用求卡方分布来识别图片，增加了图片识别的准确率，提高了产品的核心竞争力。
　　相较于普通垃圾箱的垃圾在分类时耗时耗力， WE.AIBox团队设计的分类系统既减少了人工操作量，降低了劳动强度，又提高了垃圾的分类回收利用率。
　　“在图书馆里不会产生诸如瓜果皮的生活垃圾，使用过于细致的垃圾分类系统，浪费功能而且造价昂贵，这就违背了我们节能环保的初衷。”光电学院WE.AIBox团队的队长董宇波介绍说，“我们的产品性能良好，稳定性强，性价比高，贴合图书馆实际情况，相较于 WST 水分式垃圾分类系统和国外引进的分选系统，造价更合算，材料利用更合适。”
　　
　　锐意进取持续创新
　　前方路更长
　　在参加第十二届iCAN国际创新创业大赛山东赛区比赛时，通过与其他团队的交流学习，加上老师的指导建议，WE.AIBox 团队对产品持续进行升级，希望研发出更加美观、一体化的2.0版。
　　因所有队员都没有专业学习过机器结构的相关内容，硬件设计成了产品制作过程中的最大障碍。在产品运行中，队员们发现由于桶内只有一个支撑点，旋转中容易发生偏移，桶壁产生磨擦发出噪音。为最大限度地减轻桶壁之间的磨擦降低噪音，队员们在四周增加了轮滑装置。
　　2.0版的智能垃圾箱现在在实验室可以满足日常使用，因为纸张的形状不太一致，在准确识别方面偶尔会出现差错，但是它在不断地学习和记忆，识别的准确率也渐渐随之提高。带着2.0版智能垃圾箱迎战国赛，WE.AIBox 团队顺利斩获全国二等奖。
　　“产品目前的呈现形态只是一个智能垃圾箱，我们想要更加深入地去发展，从垃圾收入到最后的垃圾处理，不断地优化产业结构，真正实现垃圾分类、回收、利用。”机器在不断地学习，WE.AIBox 团队的队员们也从未放松，队长董宇波说，“准备这个项目大概用了一年的时间，我们一边参赛一边完善项目。每参加一个比赛就能从中获取一些经验、发现一些不足，然后再不断地去完善产品”。
　　谈及产品以后的规划，队员们表示，“这个产品的理念很好，以后发展‘智慧社区’， 我们希望它可以广泛投入使用。以后学弟学妹们会继续对产品进行更新换代，不断地完善下去，让产品功能更强。”
　　孙子曰：“上下同欲者，胜。”WE.AIBox团队成员认同于同一个目标，为达成这一目标他们彼此协调、相互依存，风险同担、收益共享。在WE.AIBox团队成员沈淑曼看来，他们用了将近一年的时间提出创意、设计产品，不仅仅是在参加比赛，更像是几个志同道合的朋友在一起创业。
　　　　　　　　　　　　　　　郭春香 魏思蓉 夏雨航