百度AI跨界農(nóng)業(yè) 實現(xiàn)“桃臉識別”

　　——智能大桃分揀機解決桃農(nóng)難題被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)

　　陳泊翰

　　今年夏天,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,這臺分揀機結(jié)合了百度paddlepaddle開源平臺提供的AI技術(shù),由北京工業(yè)大學(xué)生自動化專業(yè)的學(xué)生周忠祥等人研發(fā)制作,結(jié)合了百度paddlepaddle開源平臺提供的AI技術(shù),機器能根據(jù)桃子的大小、顏色、品相來自動分揀,省時省工,有了這臺機器,往年瑣碎繁重的桃子分揀工作變得輕松省力多了。

　　據(jù)劉連全介紹說,平時桃子分揀的工作特別麻煩,不僅自己為此得起早貪黑,還得雇傭不少工人。老劉的桃園目前有近三十畝的桃樹,平均每畝有四十株桃樹,這些桃樹種類不一,依次成熟結(jié)果。每年到了桃子收獲的季節(jié),他就不得不長期貼出招工告示,聘用大量務(wù)工人員來果園干活。采摘下來的桃子經(jīng)過大小分揀后裝箱,再拿到市場上賣出不同的價格。如果一只桃子的重量在半斤以上,就算大果了,也可以叫一級果,這種桃子的售出價格就能達到每斤六6元每斤甚至八8元每斤。如果桃子重量達到三四兩,但不足半斤,但是有三四兩那么重,,就算平常果,市面價格就會下跌到在三四元之間,更小的則是劣等果,劣等果會被裝箱后直接折價處理掉。

　　老劉強調(diào),人力分揀桃子的問題在于只憑借手感用和肉眼觀察觀察,憑借手感的經(jīng)驗分揀誤差大,有的人感覺半斤重的桃子,有的人會覺得不到四兩,桃子分揀數(shù)量大,、工時長,用電子秤給每只桃子稱重根本來不及,只好憑借經(jīng)驗分揀裝箱。,但是運往市場出售的桃子卻要經(jīng)過監(jiān)管部門抽樣測評,測評不達標就會直接影響今年桃子的銷量,造成不必要的損失。除了重量,桃子的外觀、色澤、是否有傷疤等品相指標同樣至關(guān)重要,人工挑選時“看走眼”的情況難免出現(xiàn)。

　　此外,隨著近幾年人力資源價格人力成本的不斷上漲,老周劉在雇傭人手用工方面的花費開銷也在逐年增加,前兩年采摘桃子的價格還是每人每天18元,今年已經(jīng)上漲到每人每天20元,明年很可能會繼續(xù)提高。采摘期斷斷續(xù)續(xù)會持續(xù)三兩個月,上漲的人力成本對于老劉來說是個不小的支出。

　　讓老劉高興的是,就在這個暑假,北京工業(yè)大學(xué)自動化專業(yè)的周忠祥和他的三個同學(xué)注意到了桃農(nóng)的難題,他們希望進行一次嘗試,通過借助機器視覺將實現(xiàn)水果的自動分類做的更精確。隨后他們便注意到了百度的的人臉識別技,大家由此聯(lián)想到或許可以嘗試“桃臉識別”。周忠祥和他的同學(xué)們雖然懂機械控制,但是對深度學(xué)習(xí)并不擅長,對和AI、深度學(xué)習(xí)并不了解的學(xué)生,想要完成自動分類,就需要一個易學(xué)易用的開源平臺。幾番比較之后,百度‘“easy to use”’的PaddlePaddle深度學(xué)習(xí)開源平臺擔起了這個重任成為了他們的首選。

　　在從PaddlePaddle上下載了文檔和代碼,學(xué)生們在一周之內(nèi)就建立了適用于桃子各個檔次級桃子分類的圖片的分類模型,并確定了機器的完整方案。在模型的訓(xùn)練上,PaddlePaddle社區(qū)的人員還給他們提供了在線的技術(shù)指導(dǎo)�！斑@個平臺為初學(xué)者提供了PaddlePaddle Book和Models等學(xué)習(xí)資料,稍有編程基礎(chǔ)便可使用并利用深度學(xué)習(xí)方法解決各種實際問題�！卑俣壬疃葘W(xué)習(xí)平臺工程師趙成舵介紹說,“PaddlePaddle有一個非�；钣玫纳鐓^(qū),每天都會有專門的值班人員來回復(fù)大家提出的各種問題,解決分揀桃子問題的同學(xué)們就是通過該社區(qū)從值班人員處獲取幫助的�！�

　　通過不斷的修改和調(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)整合組裝成了一臺智能大桃分揀機。為了讓機器學(xué)會分桃,大家給機器“學(xué)習(xí)”了6400張大桃的照片,在這個過程中,機器自動提取了各分類的特征點,并形成了自己的分類邏輯。由于運用了人工智能AI技術(shù),分揀機不但能夠?qū)崿F(xiàn)自動分揀,后期在工作的過程中,還會不斷積累并學(xué)習(xí)新的數(shù)據(jù),不斷提升自身的準確率,經(jīng)過幾次數(shù)據(jù)測評,機器分桃的準確率最高已經(jīng)超過90%。

　　目前機器的工作效率是每個小時分揀大約1200斤桃子,周忠祥表示,隨著技術(shù)的不斷完善,機器的分揀準確率和速度回越來越快,有望達到每個小時分揀1600斤,而普通人力每小時大約分揀800多斤,而且不能連續(xù)長時間分揀,這就意味著機器的分揀速度是將達到人力的兩倍。享受到機器便利的劉師傅不禁感慨說:“有智能分揀機太好了,我們省事多了,把桃子倒進去,機器就給分好了。我們還希望以后能實現(xiàn)機器人摘桃,讓我們農(nóng)民更方便。”

　　智能大桃分揀機的應(yīng)用,可以極大的解放人力,提高分桃效率,也可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上繼續(xù)深入研發(fā),以此為模本開發(fā)更多的蘋果分揀機或是甜橙分揀機。目前,周忠祥的團隊已將大桃分揀機的所有方案和源代碼分享到了GitHub開源社區(qū),他們希望有更多人去迭代這些代碼,不斷提升方案品質(zhì),也希望更多像他們一樣的“非深度學(xué)習(xí)”工程師,能用PaddlePaddle實現(xiàn)自己的構(gòu)想。

　　智能分揀機的誕生并非人工智能和農(nóng)業(yè)的第一次跨界,數(shù)年以前,國外就嘗試了智能播種玉米、自動噴灑農(nóng)藥等。作為農(nóng)業(yè)大國,我國對人工智能和農(nóng)業(yè)結(jié)合的需求更強烈和迫切。如今,百度在大力發(fā)展人工智能之時,并未借助技術(shù)優(yōu)勢建立壁壘,而是開源分享。此前,在百度AI開發(fā)者大會上,百度就推出了Duer OS和Apollo兩大開放平臺,讓人工智能賦能于包括農(nóng)業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè),共同創(chuàng)造新價值。未來,人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力,將會在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大放異彩。