可持续性设计——户外智能垃圾桶设计研究

王琪，李波涛

（武汉理工大学 艺术与设计学院，武汉 430070）

中国是人口大国，每日产生的垃圾是不可计数的，垃圾的处理也就自然而然的成为一个非常重要的问题，而垃圾桶在垃圾回收与处理过程中起到了收集乃至分类的作用，其重要性不言而喻。户外场所的垃圾桶更是在保证公共环境整洁有序中充当着无法取代的角色。随着可持续发展理念和人性化设计的普及，我们要求关于垃圾桶的功能不仅要做到收集垃圾，还要实现垃圾的分类收集，并且能达到前所未有的人机交互体验，就目前的现状来看，传统垃圾桶（图1）的设计存在很多弊病，还远远不能达到这一要求。

一、传统垃圾桶的弊病

（一）开口设置不合理

敞口式垃圾桶：虽然方便扔垃圾，但味道扩散快，尤其在夏天，剩余食物经过高温蒸发而散发的气味儿给途经的行人非常糟糕的体验；也造成了周边环境的视觉污染。

揭盖式垃圾桶：很多小区的大桶垃圾箱皆为翻盖垃圾箱，而一旦垃圾积累量过大没有得到及时的清理，会导致翻盖太脏，大家都不愿意掀起盖子去扔垃圾。有部分使用者甚至放在箱体旁边，久而久之，垃圾箱也就成了摆设。

踩踏开盖式垃圾桶：可以阻碍味道扩散，手也不用过多接触垃圾桶，较之于前两者体验更好。但是踩踏式户外公共垃圾桶的普及度远不如前两者，多为家庭使用。其次，脚踏式垃圾桶有时一脚踩下去，盖子打开速度过快，若垃圾过满，便会涌出，如果在盖体上有液体会飞溅到身上。作为路边的垃圾桶，如果采用脚踩式的话，最大的问题在于需要行人停下脚步去完成开盖子的操作，效率降低。

（二）容纳量与清洁问题

人流密集的地方，如学校、商场、公园等，虽然垃圾桶布置的数量会适当增多，但是进入人流高峰期时，垃圾桶的收纳量很容易达不到短时间内的需求。部分使用者并不会因为面前的垃圾桶已经不能承受而去寻找附近另一个垃圾桶，只是强行塞入导致垃圾溢出，“破窗效应”一旦出现再加之没有及时制止很快就会被扩大，极易出现垃圾积久成堆的现象，伤害环境的同时加重了清洁工的负担。

由于垃圾分类投放的模式在我国还未能很好地普及，垃圾的回收和垃圾箱的清洁便成了难题。更难以清洁的是垃圾桶内倒进的液体造成的顽固性贴壁污渍；且一旦清洁间隔时间过长或者清洁不彻底就会造成物污渍的顽固性存留，久而久之，就会更难清理干净。加上清洁工人无法知道垃圾箱的装盛状态，不能及时清理垃圾箱，当垃圾箱内垃圾过多而溢出，会影响公共场合的卫生，恶性循环就会加剧。

（三）分类与回收问题

由于垃圾的分类与回收在国内仍在起步阶段中前进，民众针对垃圾如何“被收纳”的认知不强，技术不到位，无明确规定与政策，故垃圾桶的分类也不明确；使用者甚至会有这样的体验：自己有意识将垃圾按类别扔进对应的箱体，但清洁工人回收垃圾的时候却又把所有的混杂起来。正确的行为得不到预期的回应，心理落差的积累就会造成失望，导致行动上的消极。

但值得注意的是，垃圾分类与回收利用是可持续发展模式的积极状态，垃圾桶终将实现严格分类。

> 图1 传统垃圾桶

> 图2 美国纽约时代广场“大胃王”垃圾桶Big Belly

> 图3 智能分类垃圾的机器——Transhbot

> 图4伦敦奥运会智能垃圾桶

二、户外智能垃圾桶的特点

（一）自动感应

感应垃圾桶，与日常生活中人们常见的普通构造的相区别，简单概括来讲，桶盖子可以结合感应器来实现开关模式的自动互换，省去手动和脚踏的操作。目前市面上主要有三种感应方式：热释电红外、红外对管、微波感应。感应高度可达30～40cm，开盖之后直到感应区域的东西离开才会将桶盖重新盖上。

自动感应让人们不用近距离接触垃圾桶盖，距离增大，自然会在一定程度上降低心理上的不适感。感应式垃圾桶智能感应打开，不仅让人们愿意走近扔垃圾，而且这种互动本身就在一定程度上带给人舒适感与愉悦感，解决人们惯性思维中对垃圾桶脏乱差的定势，减少远距离向垃圾桶“投篮”的运动。智能化让人们更享受生活。

（二）智能压缩与自动检测

《机器人总动员》里的机器人瓦力非常生动地把垃圾吃到肚子里，经过内部“消化系统”压缩成几何方体再吐出来，在纽约时报广场可以找到它的同伴——“大胃王”垃圾桶Big Belly（图2）。这款拥有相似“食量”的垃圾桶相对于其他同类来说更适宜安置在人群流动的速度和数量巨大的区域，比如Shopping步行街、欢乐谷、旅游景点……

Big Belly纵长128cm，体重可达136kg，日常垃圾桶的收纳量可以达到120升，而Big Belly可以利用压缩技术将“食量”扩充到其空间固定体积的5倍左右，当单次收纳到接近最大值时，压缩系统会在短短的40秒内将存储的杂物挤压至松散时的20%。通过这种特殊的“消化系统”可以将有效清洁次数由最初的半天一次减至为七天一次，大大减轻了相关人员的工作量，很大程度上提升了垃圾集纳和清理的效益。Big Belly收纳量一旦达到最大的极限时就会及时自发性连接网络，向处理中心发出容量告急预警并提供准确的定位。处理中心信息收集模块就会依据上传的数据通过解析做出最优的清理时间以及线路的行动方案，对其进行高效率的处理。如此，可降低经常性的人力巡视，同时避免垃圾过量未清理的情况，节省人力物力。

（三）智能分类

安放在箱体顶部的自动扫描装置，可以在顶部检测到使用者发出的投掷行为，通过对手持物识别扫描、鉴别品类，确定无误后，箱盖会呈现可投放状态，等待使用者完成最后投掷行为。反之，垃圾箱的盖子则不会打开。如此智能的技术真的可以实现吗？一个名为Clean Robotics的美国匹兹堡创业公司已经成功研制出了一款智能分类垃圾的机器——Transhbot（图3）。可见，智能分类并不是一件遥远的事了，已经是一项可以实现的技术。

（四）低温处理与新能源

早在8年前就已经有这样一种智能环保杀菌消毒除臭垃圾桶，它通过低温处理垃圾，无需添加任何药剂，杀菌消毒无死角，没有任何残留，同时避免了二次污染的问题。

智能垃圾桶较之于普通垃圾桶，需要消耗一些能量，而同样为了合乎可持续发展理念，可以运用新能源技术，如太阳能、风能等。Big Belly就是利用它顶部的太阳能电池板供能，一天消耗的能量大概等同于烤一片面包的能量。由此可计算出，当出现光照不充足甚至没有的情况时，其提前已存储的电量也可以满足大约72h的正常运作。

（五）智能化

随着智能化时代的到来，人们对智能产品的需求日益增大，哪怕是垃圾桶，当它可以提供无线网络时，人们也不惊讶。在第30届夏季奥林匹克运动会期间，在伦敦市街口和奥林匹克体育中心放置着一台“小型显示屏”，而真实身份是一款新型智能垃圾桶（图4）。强化玻璃钢材料的壳体，LCD显示屏安装在双侧，屏幕循环播放奥运会信息、天气预报等各种新闻消息。可见，智能垃圾桶的多功能化是一种无法阻挡的发展趋势。

三、面临的困难

户外智能垃圾桶的普及面临的最大难题是资金问题，智能垃圾桶确实功能强大，但其成本之高同样令人咋舌。让一个城市投资上百亿或者是几十亿可不只是说说而已。并且，由此引发的防盗问题也有待考虑。

不过，根本问题是人们的分类回收垃圾意识。不管垃圾桶的功能能发展到多么强大，若人们没有这方面的意识，都不能从根本上解决问题。中国是人口大国，居民的素养并没有达到很高的理想程度。部分人对垃圾分类有一定的认识，但做不到严苛程度，因此可以通过智能垃圾桶的辅助完成标准的垃圾分类；但仍存在习惯性随意扔掷，更别提分类回收了。所以明确并完善垃圾分类与回收的相关法律法规，培养人民垃圾分类与回收的意识与习惯显得尤为重要。

此外，户外智能垃圾桶的技术问题在这个科技飞速发展的智能化时代并不是难事，但是人们对于黑科技的认知度与接受度却有待提高，普通平常的垃圾桶一下子变得如此高大上，难免令人有种抵触感。因此，户外智能垃圾桶的普及很可能会受到一定程度上的阻碍。

结语

尽管户外智能垃圾桶的普及在短期内难以实现，但它是绿色环保的可持续发展规划中一项重要的环节，并且将会加入充分考虑的人机关系，如果在未来科技和政策的推动下将会成为一项完美的人性化设计，从长远角度来看，这为垃圾分类与回收的现状提供了一种有效的缓和方式。