研究背景
　　秦岭是我国的中央水塔和重要的生态安全屏障。
　　据水利部统计，全国流域面积50平方公里，湖泊2.48万余个，河流达4.5万余条，公园人工湖3万余个。
　　公园人工湖泊、河流、水库等水域漂浮垃圾或营养化杂质，严重威胁水质安全和损害环境形象。
　　同时，随着城市经济建设的发展，居民生活水平的提高，生活垃圾清运量和资源枯竭城市数量逐年增加，急需进行资源循环利用“变废为宝”。
　　在习近平总书记“绿水青山既是自然财富，又是经济财富”的指引下，全面实行垃圾分类，开发垃圾回收智能机器人和智能化湖面垃圾清理装置，保障水质安全和美化环境势在必行。
　　研究过程
　　来自秦岭腹地商洛学院的“湖保卫士”大学生团队，深入贯彻落实“绿水青山就是金山银山”的发展理念，当好秦岭生态卫士。
　　针对垃圾分类存在先分后混、混装混运、抛洒滴漏导致的分类投放、存储、转运困难等问题，提出单片机控制、传感器感知、语音交互实现投放、存储、转运一体化的解决方案，立志用所学人工智能及智能控制相关专业知识，设计开发一款“垃圾回收智能机器人”和“智能化湖面垃圾清理装置”，全面推进秦岭生态保护工作，支撑创新、美丽、健康中国建设。
　　项目团队依托教育部“智能制造中外人文交流基地”和商洛市人工智能研究中心，结合学院电子类专业学科优势，以授权“基于大数据的水质参数可视化运维监测系统”“湖面垃圾回收自动化识别分类管理系统”软件著作权和受理实用新型专利“一种智能化湖面垃圾清理装置”为技术核心，单片机控制、传感器感知、语音交互实现投放、存储、转运一体化。利用控制系统整合各类传感器在对湖面垃圾分类收集的同时，实时采集水源各区域的水质数据，自动分析水质数据污染变化，为水源保护与治理提供参考依据。
　  具体实践
　　项目团队设计开发一款“垃圾回收智能机器人”和“智能化湖面垃圾清理装置”，制作完成的实物模型并进行测试，实施效果良好。
　　依托商洛学院陕西省商洛公众科学素质与创新发展研究中心赴商洛市漫川关同为希望小学和陈塬中心小学开展进校园科普环保宣传活动，受益师生达2000余人。
　　在开发垃圾回收智能机器人的实践过程中，以STM32单片机为智能控制系统，结合语音识别模块、颜色识别模块、机械臂、超声波检测模块、电源控制模块、蓝牙模块和指示灯、电机驱动模块、红外寻迹模块、消毒模块、人体红外感应模块等及其外围辅助电路，构成具有垃圾回收、存储和转运清理消毒一体化功能的智能垃圾转运车，从而提高垃圾分类的效率。
　　在开发智能化湖面垃圾清理装置的实践过程中，置架相对的两侧均安装有浮筒，装置架的底部安装有推进组件，装置架上转动安装有倾斜设置的传输带，传输带的外周侧上均匀设置有若干个用于拦截垃圾的拦截板，传输带上贯穿开设有若干个透水孔，装置架上设置有与传输带相对应的垃圾收集腔，装置架上设置有用于驱动传输带转动的驱动组件。
　　使用时，通过推进组件推动该装置达到垃圾的旁边，通过摄像头识别，驱动组件驱动传输带转动，将垃圾倒入收集腔的内部，并对垃圾进行分类，该装置也搭载了BMP180传感器，能够对环境的温度、气压、湿度实时监测。
　　依托商洛学院陕西省商洛公众科学素质与创新发展研究中心赴商洛市漫川关同维希望小学和陈塬中心小学开展进校园科普环保宣传活动。
　　2021年4月29日，商洛学院在山阳县漫川关同为希望小学开展了“环保科普行，我们一直在路上”科普环保宣传活动。本次活动包括科技创新成果展示、科技与环保趣味表演、科技展品互动体验、垃圾利用变废为宝手工教学等环节。
　　活动中，商洛学院教师开展了垃圾利用、废物变宝的知识讲堂，并现场进行废物利用教学。
　　活动现场还展示了垃圾利用系列手工制品和我校学生制作的航模作品。
　　2021年5月27日，商洛学院在商州区陈塬中心小学开展“环保科普行，我们一直在路上”进校园活动。通过表演环境保护小品节目《当好生态卫士，建设绿色家园》，让小朋友们在欢笑之余，认识到环境保护的重要性，从而树立生态环保观念，养成绿色生活方式好习惯。
　  研究成果
　　1、设计开发一款适用于公园或者小区的“垃圾回收智能机器人装置”，实现无接触智能投放和分类存储垃圾的同时自动完成垃圾转运，从而提高垃圾分类效率。
　　以此为基础，实用新型专利“垃圾回收智能机器人”获得授权，“垃圾分类回收智能管理系统V1.0”获得受理，项目“智能垃圾转运车—全站式垃圾分类的领航者”获得第六届互联网+省级复赛铜奖。
　　2、设计开发一款适用于公园湖面的“智能化湖面垃圾清理装置”，实现湖面垃圾识别、分类、存储、转运一体化，从而提高垃圾分类效率。
　　以此为基础，软件著作权“湖面垃圾回收自动化识别分类管理系统V1.0”与“基于大数据的水质参数可视化运维监测系统V1.0”获得授权，实用新型专利“一种智能化湖面垃圾清理装置”获得受理。作品“自动河道垃圾清理”获2021年陕西省工业设计大赛三等奖，项目“湖保科技—智能化湖面清理领航者”获得第十二届全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛校级二等奖。
　　3、“垃圾回收智能机器人”和“智能化湖面垃圾清理装置”作为典型创新创业教育案例，支撑“创新创业教育与训练”入选2021年省级一流社会实践课程。
　　4、依托商洛学院陕西省商洛公众科学素质与创新发展研究中心开展垃圾分类宣讲两次，受众达2000人次。
　　陕西省公众科学素质研究计划项目（项目编号：2021PSL109）