塑料制品智能回收柜的设计与制作

作品构思

作品的创意来源首先是基于生活中困扰我的一个问题：每一次点外卖，那些很精致的餐盒被扔掉。我都觉得这很浪费，我观察了那些餐盒的材质，大都是PP5，为可回收塑料，于是我产生了设计一个回收柜的想法。我比较擅长图形化编程，也向信息老师进行了求助，老师给我提供了一套科大讯飞未来派的编程套件，可以实现我的创意。于是，我分析了需要做哪些准备工作，首先需要制作好一个箱子，还需要收集各种塑料制品，然后还要对程序的逻辑进行分析。考虑好这些问题以后，我就在老师的支持下，开始进行创意设计了。

创作过程

1.收集相关材料——塑料制品和纸箱

我找到了一个打印机墨盒的纸箱，把它分成四个格子，用纸板分隔，并用交代粘贴固定（图1）。然后，我又从生活中收集了一些可以回收的塑料制品（图2），比如奶茶杯、水果餐盒、饺子餐盒、塑料袋、矿泉水瓶等等。

2.图像分类模型创建与训练

我利用午休的时间，使用AI训练平台，创建了一个图像分类模型，然后对每一个塑料制品进行不同角度的图像采集（图3）。每个样品至少要拍摄三十张照片。我采集了水果餐盒、饺子盒、奶茶杯、矿泉水瓶等等十种样本。

3.硬件与纸箱结构设计

我首先固定主机、编码电机 、DC马达和摄像头等硬件，这个过程需要反复尝试和思考，找到最好的位置并且固定牢固，然后就是用彩纸、胶带等工具进行包装，尽可能将一些硬件隐藏起来（图4）。

图4 搭建硬件材料以及柜体设计过程

4.功能思维导图设计

思维导图如图5所示。

5.程序设计与调试运行

程序设计的部分，我首先实现的是对于不同种类塑料制品的识别和判断，然后进一步实现数量的统计和金额的核算，最后开始思考怎样分配快递柜，如何判断快递柜是否还有空的格子可以回收（图6）。

6.代码设计

代码截图如图7所示。

创新点

（1）将智能硬件与生活中的废旧材料结合，废物利用与设计实物二者很好地结合，生成了智能柜子的实体。

（2）结合人工智能的计算机视觉原理，创建图像分类模型，训练机器识别不同种类的塑料制品（可回收和 不可回收），赋予机器学习能力和认知能力。

（3）利用人工智能的语音识别和语音合成技术，实现人机对话，提升了人机的互动性和体验感。

（4）塑料制品回收完毕，可以通过手机扫描二维码的方式，获得公益红包奖励。

功能展示

（1）智能语音唤醒。

（2）摄像头采集图像信息。

（3）语音合成分类识别结果。

（4）塑料制品数量统计和奖励基金核算。

（5）手机扫描二维码获得奖励红包。