996 基于图像识别的自动巡航垃圾清理机器人技术研究

项目负责人：张淳

公司/学校名称：北京工业大学

项目简介：

本产品所面向的主要用户为拥有大型户外设施的企业，公共设施管理者以及政府等。上述企业均面临着环境管理问题，大型游乐园，市属公园或者是交通枢纽，只要是人流繁华之地，管理者必定会花费大量的金钱以及人力负责环境的维护。

垃圾清理机器人不同于家庭用扫地机器人，其配备图像识别功能以及机械臂，主要作用为识别垃圾并将其捡起，清理。对于公共场合中普遍存在的废弃饮料瓶、食品包装、烟头等有着高效率的清理作用。根据调查以及亲身经历，我们发现上述垃圾也是保洁人员的主要目标。不过，与人工清理不同的是，机器人劳作不需要休息，其电量可以保持一天12小时不间断的作业。而且机器人体积小，平均为工人的1/5,面对高峰时段可以减轻作业对顾客正常行程的影响。每个机器人的默认工作范围为400平方米，在公园等分成不同路段的区域可以为机器人设定路径进行巡航，增加了机器人的清理范围。理论上，5个机器人便可以覆盖一座面积为6.86公顷公园的主要路段（以一天12小时为清理时限）。

机器人的保养问题不必客户担心，一经售出，本公司提供终身的保养服务，规定时段派遣专人进行检修。除此之外，公司提供一年的无偿保修服务。相比保洁人员每个月平均5000元的工资，机器人30000售价在长期服务计划上更胜一筹。

随着科技的进步，自动化已经不止是一种需求，更是 一种潮流。各大公司企业也会主动引入新科技，这就是我们的机会。垃圾清理机器人不止会是一个代替人力的工具，更会是一种发展的象征。它不需要完全替换掉保洁人员，只要作为实验机出现在人群中，就会有人响应。

我们计划首先申请在一些地标性场所提供免费的试用服务。当然这也要与管理公司进行商榷，证明自己的实例。人们总会对新鲜事物产生好奇，甚至怀疑。第一批机器人的作用就是消除这种怀疑，斩断人与机器的隔阂。如果试用阶段的结果是肯定的，这本身也会成为一种宣传，这也是目标指向公共服务的商品的好处。在这一阶段中，由于产品首次投入实战，可能面临种种问题，避免不了大幅度的更改，作为其宣传手段会有一定的风险。而由于是免费的试用服务，以及还包括基础的维护成本，本阶段将会以亏损为主。阶段的执行时长取决于故障率以及修复的时间。

第二阶段是有偿的租赁业务，面对新科技以及更高的价格，我相信很少会有公司一开始就进行大量的投资，所以在缓冲阶段，我们会实行租赁业务。租赁以月为单位，与公司雇佣工人形式一致，不过租赁的价格会控制在一般工人工资的一半左右，以提高公司对于产品的兴趣。如果产品可以快速的被人们接受，公司就可以转为盈利了。此阶段将执行一年，预计可以补回第一阶段的赤字。

第三阶段进入商品正式的运营阶段。产品改为销售，服务如之前所说的维护及保修业务。到达此阶段时产品机器市场已经完善，在获得利益之后，可以进一步加大广告宣传，以及开始投入资金开发新的功能。

本产品不同于扫地机器人。扫地机器人用于家庭，多为室内作业，主要功能为清洁家中的灰尘。垃圾清理机器人在公共场所作业，多为室外，功能为拾取大块的废弃物，工作与保洁员相近。从技术层面来讲，将图像识别技术与机械臂抓取技术结合并用于垃圾清理工作在世界范围内都是一例先河，这个创新点在自动化市场中是我们的一大优势。

现在使用机器人代替人类工作的例子已经数不胜数，工业流水生产线上，排爆机器人等等。这些机器人替换的工作所具有的共同点就是危险、繁琐。公共场所的垃圾清理虽然算不上是一件危险的工作，但绝对是繁琐的。理论上这完全符合使用机器人代替工人的条件。另一方面，以往产业中的自动化都不够灵活，如流水线上机器只工作于一个密闭的空间，只用应付流水线上发生的情况。而垃圾清理中，我们需要顾及行人的安全，外界对机器人的危害，甚至是机器人本身的美观。这些在自动化领域研究中都具有创新性。

对于保洁作业方面，目前最大的相关企业就是保洁公司。保洁公司雇佣工人，按照用户需求进行分配工作，按照工作量分配工资，是一个十分完善的体系。不过，与人共事难免会有情感，思想，观念之间的分期。工人也会面临突发情况等不可控因素。在此我们推出纯机械化自动化的业务。使用机器人进行室外清洁是一项新的创意，机器人可以逻辑性的应对各种情况。在分配工作时也不会有任何怨言，更不会存在达不到预定工作量的情况。垃圾清理机器人的推出，可以大大提高清理效率，减少人工成本。只需要定期进行保养与维护，甚至连社会保险都免了。

在技术的可操作性上，我们的团队在学校星火基金的帮助下正在进行原型机的研究。不过由于能力，资金的限制。原型机只是对于理论中功能的演示实现，并不具备商品性。本计划书中的计划还不足以在短时间内实现。但是根据我们目前的研究，自动垃圾清理机器人这项技术是绝对可以实现的。

在项目执行可操作性上，通过计划书可以看出，我们的创业项目不止一个app或一个小商店那么简单，而是一个系统化的企业。我们的商品价格高昂，面向的用户也是些大型企业或管理者。所以对于项目的启动，资金是必不可少的。这点对于计划可操作性来说是一大难点。计划终究是计划，计划可以是短期实现说干就干的，也可以是十分长远需要从脚下开始一步步接近最终目标的。自动 垃圾清理机器人就是一个宏伟的计划，虽然在大学生创业计划书看来要不可及，但是只要操作性不是零，我们的团队可以坚持走下去，计划实现的几率就会越来越高。

计划盈利部分的可操作性是这个项目最为困难的部分，虽然前文中对于如何推广宣传产品、各个阶段的销售模式如何高效的衔接讲的天花乱坠，我们都知道一旦实现起来一切都不会按计划进行了。凡是新鲜事物，人类都会抱有害怕与不信任的心理。即使倒贴钱可能也不能如意的推广我们的商品，但是计划不是一成不变的，任何计划实现起来都要跟着实现的进度进行更改，死计划的结局只能是死。我相信一个不断提升自己的计划是具有相当可观的可操作性的。

环境问题一直影响着人们的生活。不论政府是多么努力的实行新政策，企业与个人是多么努力的响应号召。只有真正走到人群当中去，才知道环境的现状依然是如此混乱。

道路，火车站，公园的清理工作全部都压在清洁工人的肩上。即使这样，我们依然可以看到空水瓶，废弃的食品包装，随手乱丢的传单等。造成这一现象的原因主要是人员分配不均，人手不足等。即使是刻苦的清洁工人，面对庞大人流生产的垃圾，也无法顾及大面积的区域。同时，工作与健康是相对的，如果过于劳累工人还有可能出现健康问题，对之后的工作效率造成更大影响。

自动垃圾清理机器人可以解决上述左右问题。无论是工作分配还是工作效率都十分得心应手。如果机器人可以在公共场合得到普及，场所的环境卫生一定可以得到改善。

有了机器步入人类生活的先例，人们也会对自动化有所了解，这对社会进一步自动化的脚步也有促进作用。