可持續性設計
——戶外智能垃圾桶設計研究

王琪，李波濤

（武漢理工大學 藝術與設計學院，武漢 430070）

中國是人口大國，每日產生的垃圾是不可計數的，垃圾的處理也就自然而然的成為一個非常重要的問題，而垃圾桶在垃圾回收與處理過程中起到了收集乃至分類的作用，其重要性不言而喻。戶外場所的垃圾桶更是在保證公共環境整潔有序中充當著無法取代的角色。隨著可持續發展理念和人性化設計的普及，我們要求關于垃圾桶的功能不僅要做到收集垃圾，還要實現垃圾的分類收集，并且能達到前所未有的人機交互體驗，就目前的現狀來看，傳統垃圾桶（圖1）的設計存在很多弊病，還遠遠不能達到這一要求。

一、傳統垃圾桶的弊病

（一）開口設置不合理

敞口式垃圾桶：雖然方便扔垃圾，但味道擴散快，尤其在夏天，剩余食物經過高溫蒸發而散發的氣味兒給途經的行人非常糟糕的體驗；也造成了周邊環境的視覺污染。

揭蓋式垃圾桶：很多小區的大桶垃圾箱皆為翻蓋垃圾箱，而一旦垃圾積累量過大沒有得到及時的清理，會導致翻蓋太臟，大家都不愿意掀起蓋子去扔垃圾。有部分使用者甚至放在箱體旁邊，久而久之，垃圾箱也就成了擺設。

踩踏開蓋式垃圾桶：可以阻礙味道擴散，手也不用過多接觸垃圾桶，較之于前兩者體驗更好。但是踩踏式戶外公共垃圾桶的普及度遠不如前兩者，多為家庭使用。其次，腳踏式垃圾桶有時一腳踩下去，蓋子打開速度過快，若垃圾過滿，便會涌出，如果在蓋體上有液體會飛濺到身上。作為路邊的垃圾桶，如果采用腳踩式的話，最大的問題在于需要行人停下腳步去完成開蓋子的操作，效率降低。

（二）容納量與清潔問題

人流密集的地方，如學校、商場、公園等，雖然垃圾桶布置的數量會適當增多，但是進入人流高峰期時，垃圾桶的收納量很容易達不到短時間內的需求。部分使用者并不會因為面前的垃圾桶已經不能承受而去尋找附近另一個垃圾桶，只是強行塞入導致垃圾溢出，“破窗效應”一旦出現再加之沒有及時制止很快就會被擴大，極易出現垃圾積久成堆的現象，傷害環境的同時加重了清潔工的負擔。

由于垃圾分類投放的模式在我國還未能很好地普及，垃圾的回收和垃圾箱的清潔便成了難題。更難以清潔的是垃圾桶內倒進的液體造成的頑固性貼壁污漬；且一旦清潔間隔時間過長或者清潔不徹底就會造成物污漬的頑固性存留，久而久之，就會更難清理干凈。加上清潔工人無法知道垃圾箱的裝盛狀態，不能及時清理垃圾箱，當垃圾箱內垃圾過多而溢出，會影響公共場合的衛生，惡性循環就會加劇。

（三）分類與回收問題

由于垃圾的分類與回收在國內仍在起步階段中前進，民眾針對垃圾如何“被收納”的認知不強，技術不到位，無明確規定與政策，故垃圾桶的分類也不明確；使用者甚至會有這樣的體驗：自己有意識將垃圾按類別扔進對應的箱體，但清潔工人回收垃圾的時候卻又把所有的混雜起來。正確的行為得不到預期的回應，心理落差的積累就會造成失望，導致行動上的消極。

但值得注意的是，垃圾分類與回收利用是可持續發展模式的積極狀態，垃圾桶終將實現嚴格分類。

> 圖1 傳統垃圾桶

> 圖2 美國紐約時代廣場“大胃王”垃圾桶Big Belly

> 圖3 智能分類垃圾的機器——Transhbot

> 圖4倫敦奧運會智能垃圾桶

二、戶外智能垃圾桶的特點

（一）自動感應

感應垃圾桶，與日常生活中人們常見的普通構造的相區別，簡單概括來講，桶蓋子可以結合感應器來實現開關模式的自動互換，省去手動和腳踏的操作。目前市面上主要有三種感應方式：熱釋電紅外、紅外對管、微波感應。感應高度可達30～40cm，開蓋之后直到感應區域的東西離開才會將桶蓋重新蓋上。

自動感應讓人們不用近距離接觸垃圾桶蓋，距離增大，自然會在一定程度上降低心理上的不適感。感應式垃圾桶智能感應打開，不僅讓人們愿意走近扔垃圾，而且這種互動本身就在一定程度上帶給人舒適感與愉悅感，解決人們慣性思維中對垃圾桶臟亂差的定勢，減少遠距離向垃圾桶“投籃”的運動。智能化讓人們更享受生活。

（二）智能壓縮與自動檢測

《機器人總動員》里的機器人瓦力非常生動地把垃圾吃到肚子里，經過內部“消化系統”壓縮成幾何方體再吐出來，在紐約時報廣場可以找到它的同伴——“大胃王”垃圾桶Big Belly（圖2）。這款擁有相似“食量”的垃圾桶相對于其他同類來說更適宜安置在人群流動的速度和數量巨大的區域，比如Shopping步行街、歡樂谷、旅游景點……

Big Belly縱長128cm，體重可達136kg，日常垃圾桶的收納量可以達到120升，而Big Belly可以利用壓縮技術將“食量”擴充到其空間固定體積的5倍左右，當單次收納到接近最大值時，壓縮系統會在短短的40秒內將存儲的雜物擠壓至松散時的20%。通過這種特殊的“消化系統”可以將有效清潔次數由最初的半天一次減至為七天一次，大大減輕了相關人員的工作量，很大程度上提升了垃圾集納和清理的效益。Big Belly收納量一旦達到最大的極限時就會及時自發性連接網絡，向處理中心發出容量告急預警并提供準確的定位。處理中心信息收集模塊就會依據上傳的數據通過解析做出最優的清理時間以及線路的行動方案，對其進行高效率的處理。如此，可降低經常性的人力巡視，同時避免垃圾過量未清理的情況，節省人力物力。

（三）智能分類

安放在箱體頂部的自動掃描裝置，可以在頂部檢測到使用者發出的投擲行為，通過對手持物識別掃描、鑒別品類，確定無誤后，箱蓋會呈現可投放狀態，等待使用者完成最后投擲行為。反之，垃圾箱的蓋子則不會打開。如此智能的技術真的可以實現嗎？一個名為Clean Robotics的美國匹茲堡創業公司已經成功研制出了一款智能分類垃圾的機器——Transhbot（圖3）。可見，智能分類并不是一件遙遠的事了，已經是一項可以實現的技術。

（四）低溫處理與新能源

早在8年前就已經有這樣一種智能環保殺菌消毒除臭垃圾桶，它通過低溫處理垃圾，無需添加任何藥劑，殺菌消毒無死角，沒有任何殘留，同時避免了二次污染的問題。

智能垃圾桶較之于普通垃圾桶，需要消耗一些能量，而同樣為了合乎可持續發展理念，可以運用新能源技術，如太陽能、風能等。Big Belly就是利用它頂部的太陽能電池板供能，一天消耗的能量大概等同于烤一片面包的能量。由此可計算出，當出現光照不充足甚至沒有的情況時，其提前已存儲的電量也可以滿足大約72h的正常運作。

（五）智能化

隨著智能化時代的到來，人們對智能產品的需求日益增大，哪怕是垃圾桶，當它可以提供無線網絡時，人們也不驚訝。在第30屆夏季奧林匹克運動會期間，在倫敦市街口和奧林匹克體育中心放置著一臺“小型顯示屏”，而真實身份是一款新型智能垃圾桶（圖4）。強化玻璃鋼材料的殼體，LCD顯示屏安裝在雙側，屏幕循環播放奧運會信息、天氣預報等各種新聞消息。可見，智能垃圾桶的多功能化是一種無法阻擋的發展趨勢。

三、面臨的困難

戶外智能垃圾桶的普及面臨的最大難題是資金問題，智能垃圾桶確實功能強大，但其成本之高同樣令人咋舌。讓一個城市投資上百億或者是幾十億可不只是說說而已。并且，由此引發的防盜問題也有待考慮。

不過，根本問題是人們的分類回收垃圾意識。不管垃圾桶的功能能發展到多么強大，若人們沒有這方面的意識，都不能從根本上解決問題。中國是人口大國，居民的素養并沒有達到很高的理想程度。部分人對垃圾分類有一定的認識，但做不到嚴苛程度，因此可以通過智能垃圾桶的輔助完成標準的垃圾分類；但仍存在習慣性隨意扔擲，更別提分類回收了。所以明確并完善垃圾分類與回收的相關法律法規，培養人民垃圾分類與回收的意識與習慣顯得尤為重要。

此外，戶外智能垃圾桶的技術問題在這個科技飛速發展的智能化時代并不是難事，但是人們對于黑科技的認知度與接受度卻有待提高，普通平常的垃圾桶一下子變得如此高大上，難免令人有種抵觸感。因此，戶外智能垃圾桶的普及很可能會受到一定程度上的阻礙。

結語

盡管戶外智能垃圾桶的普及在短期內難以實現，但它是綠色環保的可持續發展規劃中一項重要的環節，并且將會加入充分考慮的人機關系，如果在未來科技和政策的推動下將會成為一項完美的人性化設計，從長遠角度來看，這為垃圾分類與回收的現狀提供了一種有效的緩和方式。