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比孙猴子眼睛还尖 “桃脸识别”挑出最大最红的鲜桃

2017年09月08日 10:22   来源:经济日报-中国经济网   
   

    夏秋时节是北京平谷大桃丰收的季节。往年这时正是桃农刘连全和老伴忙得直不起腰的时候,但今年,他却揣着手,站在深绿的桃林里,笑眯眯地看一台机器帮自己挑选桃子。

  一筐大桃从一端倒入,传送带托着桃子经过一个黑色的暗盒,再出现时,另一端的机器手臂就准备好了,有的桃会被第一个机器手推下传送带,掉到事先准备好的筐里,有的桃会被第二个机器手推下,还有的要一直走到最后一个机器手跟前才完成旅途。

  看似杂乱无章,但只要看筐里的桃就会明白,第一筐最大最红,第二筐其次,第三筐明显个头要小得多。

   

  这台比孙猴子眼睛还尖的机器,就是北京工业大学的4个学生为桃农们开发的“人工智能分桃机”。

  “上次我们来采摘桃,得知桃子是一种季节性很强的水果,每个品种的桃子成熟期只有几天,像刘大爷他们,有时候忙得凌晨2点就起床,摸黑摘桃,趁着天亮再分成一类果、二类果什么的,卖给等在桃林边上的收购商。只要过了时候,桃子的品质和卖相打折扣,就买不上好价钱里。”团队负责人周忠祥告诉记者,当时他们几个就琢磨着,能不能开发出一种机器,帮桃农们分拣桃子。

  桃农们的桃子只分大中小三档,但刘雪峰他们决定按照大小、颜色、光泽度等多个标准,为桃子分出更精细的档次。在人工智能技术中,图像识别,尤其是人脸识别技术可以实现“桃脸识别”。

  不过,周忠祥、刘雪峰、朱明君等3位同学都是控制科学与工程专业,另一位来自肯尼亚的西蒙还是土木工程专业,对人工智能技术几乎算是“小白”。他们以前听说过百度的人脸识别技术,更重要的是,在查询比较之后,他们发现百度PaddlePaddle是目前唯一一个免费的中文深度学习开源平台,有现成的分类模型。也就是说,只要有足够量的桃子图片数据,PaddlePaddle就能对应训练桃子的分类模型,最终达到鉴别桃子档次的目的。

  刘连全免费赞助了学生桃子,并在当时成熟的铁桃里,按照大小、颜色、品相分了3类,代表不同价位的大桃。学生为这些大桃重复拍照,得到6400张三类大桃的照片数据,再放入机器,利用PaddlePaddle提供的分类模型进行训练。学生睡觉的时候,机器还在认桃子。不过,只用了24小时,机器就能识别出铁桃里的大中小,准确率达到90%。

  机器学会识别桃子了,剩下的机械部分就相对容易了。周忠祥和同学一起,用纸盒子糊暗盒,用塑料袋剪挡帘,用饮料瓶盖做推手,再加上学校里提供的材料,做出了一个简陋的样机,搬到了刘连全的桃林里测试。

  “比我雇的人选得快,不过比我嘛,还差一点。”刘连全评价说。他已经种了40年桃子。家里的30多亩桃园,种了20多个品种的大桃。他看一眼就知道是什么品种,手一掂就知道斤两。因为年纪大了,身体吃不消,近些年刘连全每年都要雇4、5个人摘桃,工钱近3万元,但经验不足的新手桃子分得并不理想。

   

  现在有了这台分桃器,刘连全觉得省事多了,“把桃子倒进去,机器就给分好了。以后有没有机器人摘桃啊,让我们农民更方便?”围观的桃农们也很兴奋,“苹果能分不?”“西瓜能分不?”“李子呢?”

  “理论上来说,只要有足够的训练图像,大到一个瓜,小到一粒米,机器都能识别分类。”周忠祥解释说,“只是要根据不同品种,建立不同的识别,模型,进行训练。”西蒙还期待这次的研究成果能够引入自己的家乡非洲,实现牛油果、芒果等更多品类果蔬的智能分拣。

  “这项技术只是一个引子,帮助农业实现人工智能。”刘雪峰说,为了更好地帮助农民,几个学生“码农”已将大桃分拣机的所有方案和源代码分享到了GitHub开源社区,“我们希望有更多人去迭代这些代码,不断提升方案品质,也希望有更专业的农机厂家介入,批量生产出效率更高、更好用的蔬果分拣机。”(经济日报-中国经济网 佘颖)

(责任编辑:张雪)