人工智能跨界農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)“桃臉識別”
今年，北京市平谷區(qū)大華山鎮(zhèn)后北宮村桃農(nóng)劉連全用上了智能大桃分揀機(jī)，這臺(tái)分揀機(jī)結(jié)合了百度paddlepaddle開源平臺(tái)提供的AI技術(shù)，由北京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生周忠祥等人研發(fā)制作，能根據(jù)桃子的大小、顏色、品相自動(dòng)分揀，省時(shí)省工。有了這臺(tái)機(jī)器，往年瑣碎繁重的桃子分揀工作變得輕松省力。
老劉的桃園近三十畝，平均每畝種了四十株桃樹，這些桃樹種類不一，成熟時(shí)間不同。平時(shí)桃子分揀的工作特別麻煩，不僅自己得起早貪黑，還得雇傭不少工人。采摘下來的桃子經(jīng)過分揀大小后裝箱，再拿到市場上按照不同價(jià)格售賣。每只重量在半斤以上的是一級果，每斤售價(jià)6-8元。每只重量三四兩的，市面售價(jià)3-4元。更小的是劣等果，只能低價(jià)處理。
劉連全介紹，人力分揀桃子工時(shí)長，而且只能憑借手感和肉眼觀察，分揀誤差大。除了重量，桃子的外觀、色澤、是否有傷疤等品相指標(biāo)同樣重要，人工挑選時(shí)難免出現(xiàn)看走眼的情況。
此外，隨著近幾年人力成本不斷上漲，庫卡機(jī)器人何服電機(jī)維修，老劉在用工方面的開銷也在逐年增加。采摘期前后會(huì)持續(xù)三兩個(gè)月，上漲的人力成本對于老劉來說是筆不小的支出。
讓老劉高興的是，今年暑假，周忠祥和他的三個(gè)同學(xué)注意到了桃農(nóng)的難題，他們希望通過自己的努力借助機(jī)器讓桃子分揀更精準(zhǔn)。他們注意到了百度的的人臉識別技術(shù)，并由此聯(lián)想到或許可以嘗試桃臉識別。
周忠祥和同學(xué)們從網(wǎng)上下載了文檔和代碼，KUKA機(jī)器人維修，建立了適用于桃子各個(gè)檔次分類的模型，并確定了機(jī)器的完整方案。在模型的訓(xùn)練上，百度PaddlePaddle社區(qū)工作人員為他們提供了在線技術(shù)指導(dǎo)。
通過不斷修改和調(diào)試，周忠祥等人最后將傳送帶、推拉裝置、電路控制系統(tǒng)和大桃品相識別系統(tǒng)整合組裝成了一臺(tái)智能大桃分揀機(jī)。為了讓機(jī)器學(xué)會(huì)分桃，大家給機(jī)器學(xué)習(xí)了6400張大桃的照片，在這個(gè)過程中，機(jī)器自動(dòng)提取了各分類的特征，并形成了自己的分類邏輯。由于運(yùn)用了人工智能技術(shù)，分揀機(jī)不但能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)分揀，在工作的過程中，還會(huì)不斷積累并學(xué)習(xí)新的數(shù)據(jù)，提升自身的準(zhǔn)確率，經(jīng)過幾次數(shù)據(jù)測評，機(jī)器分桃的準(zhǔn)確率最高已經(jīng)超過90%。
目前分揀機(jī)每小時(shí)可分揀約1200斤桃，周忠祥表示，隨著技術(shù)的不斷完善，機(jī)器分揀的準(zhǔn)確率會(huì)越來越高，速度會(huì)越來越快，有望達(dá)到每小時(shí)分揀1600斤。普通人力每小時(shí)大約分揀800多斤，而且不能連續(xù)長時(shí)間分揀。劉連全感慨道：有了智能分揀機(jī)，我們省事多了，只要把桃子倒進(jìn)去，機(jī)器自動(dòng)就分好了。
智能分揀機(jī)的誕生并非人工智能和農(nóng)業(yè)的第一次跨界合作，數(shù)年以前，國外就有相關(guān)嘗試。作為農(nóng)業(yè)大國，我國對人工智能和農(nóng)業(yè)結(jié)合的需求更強(qiáng)烈和迫切。此前，在百度AI開發(fā)者大會(huì)上，庫卡機(jī)器人，百度就推出了兩大開放平臺(tái)，讓人工智能賦能于包括農(nóng)業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè)。
目前，周忠祥團(tuán)隊(duì)已將大桃分揀機(jī)的所有方案和源代碼進(jìn)行了分享，希望有更多人參與，不斷提升方案品質(zhì)。周忠祥介紹，智能大桃分揀機(jī)的應(yīng)用，可以解放人力，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，也可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上繼續(xù)深入研發(fā)，以此為模本開發(fā)蘋果分揀機(jī)或甜橙分揀機(jī)。