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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(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)生自動(dòng)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(tái)提供的AI技術(shù),機(jī)器能根據(jù)桃子的大小、顏色、品相來(lái)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多了。

　　據(jù)劉連全介紹說(shuō),平時(shí)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(zhǎng)期貼出招工告示,聘用大量務(wù)工人員來(lái)果園干活。采摘下來(lái)的桃子經(jīng)過(guò)大小分揀后裝箱,再拿到市場(chǎng)上賣出不同的價(jià)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(jí)果,這種桃子的售出價(jià)格就能達(dá)到每斤六6元每斤甚至八8元每斤。如果桃子重量達(dá)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(jià)格就會(huì)下跌到在三四元之間,更小的則是劣等果,劣等果會(huì)被裝箱后直接折價(jià)處理掉。

老劉強(qiáng)調(diào),人力分揀桃子的問(wèn)題在于只憑借手感用和肉眼觀察觀察,憑借手感的經(jīng)驗(yàn)分揀誤差大,有的人感覺(jué)半斤重的桃子,有的人會(huì)覺(jué)得不到四兩,桃子分揀數(shù)量大,、工時(shí)長(zhǎng),用電子秤給每只桃子稱重根本來(lái)不及,只好憑借經(jīng)驗(yàn)分揀裝箱。,但是運(yùn)往市場(chǎng)出售的桃子卻要經(jīng)過(guò)監(jiān)管部門抽樣測(cè)評(píng),測(cè)評(píng)不達(dá)標(biāo)就會(huì)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(biāo)同樣至關(guān)重要,人工挑選時(shí)“看走眼”的情況難免出現(xiàn)。

　　此外,隨著近幾年人力資源價(jià)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(fèi)開銷也在逐年增加,前兩年采摘桃子的價(jià)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(huì)繼續(xù)提高。采摘期斷斷續(xù)續(xù)會(huì)持續(xù)三兩個(gè)月,上漲的人力成本對(duì)于老劉來(lái)說(shuō)是個(gè)不小的支出。

　　讓老劉高興的是,就在這個(gè)暑假,北京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)的周忠祥和他的三個(gè)同學(xué)注意到了桃農(nóng)的難題,他們希望進(jìn)行一次嘗試,通過(guò)借助機(jī)器視覺(jué)將實(shí)現(xiàn)水果的自動(dòng)分類做的更精確。隨后他們便注意到了百度的的人臉識(shí)別技,大家由此聯(lián)想到或許可以嘗試“桃臉識(shí)別”。周忠祥和他的同學(xué)們雖然懂機(jī)械控制,但是對(duì)深度學(xué)習(xí)并不擅長(zhǎng),對(duì)和AI、深度學(xué)習(xí)并不了解的學(xué)生,想要完成自動(dòng)分類,就需要一個(gè)易學(xué)易用的開源平臺(tái)。幾番比較之后,百度‘“easy to use”’的PaddlePaddle深度學(xué)習(xí)開源平臺(tái)擔(dān)起了這個(gè)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?cè)谝恢苤畠?nèi)就建立了適用于桃子各個(gè)檔次級(jí)桃子分類的圖片的分類模型,并確定了機(jī)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(gè)平臺(tái)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(shí)際問(wèn)題。”百度深度學(xué)習(xí)平臺(tái)工程師趙成舵介紹說(shuō),“PaddlePaddle有一個(gè)非?；钣玫纳鐓^(qū),每天都會(huì)有專門的值班人員來(lái)回復(fù)大家提出的各種問(wèn)題,解決分揀桃子問(wèn)題的同學(xué)們就是通過(guò)該社區(qū)從值班人員處獲取幫助的。

　　通過(guò)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(shí)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(guò)程中,機(jī)器自動(dòng)提取了各分類的特征點(diǎn),并形成了自己的分類邏輯。由于運(yùn)用了人工智能AI技術(shù),分揀機(jī)不但能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)分揀,后期在工作的過(guò)程中,還會(huì)不斷積累并學(xué)習(xí)新的數(shù)據(jù),不斷提升自身的準(zhǔn)確率,經(jīng)過(guò)幾次數(shù)據(jù)測(cè)評(píng),機(jī)器分桃的準(zhǔn)確率最高已經(jīng)超過(guò)90%。

　　目前機(jī)器的工作效率是每個(gè)小時(shí)分揀大約1200斤桃子,周忠祥表示,隨著技術(shù)的不斷完善,機(jī)器的分揀準(zhǔn)確率和速度回越來(lái)越快,有望達(dá)到每個(gè)小時(shí)分揀1600斤,而普通人力每小時(shí)大約分揀800多斤,而且不能連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間分揀,這就意味著機(jī)器的分揀速度是將達(dá)到人力的兩倍。享受到機(jī)器便利的劉師傅不禁感慨說(shuō)“有智能分揀機(jī)太好了,我們省事多了,把桃子倒進(jìn)去,機(jī)器就給分好了。我們還希望以后能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人摘桃,讓我們農(nóng)民更方便?！?/span>

　　智能大桃分揀機(jī)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(jī)或是甜橙分揀機(jī)。目前,周忠祥的團(tuán)隊(duì)已將大桃分揀機(jī)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(shí)現(xiàn)自己的構(gòu)想。

　　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,數(shù)年以前,國(guó)外就嘗試了智能播種玉米、自動(dòng)噴灑農(nóng)藥等。作為農(nóng)業(yè)大國(guó),我國(guó)對(duì)人工智能和農(nóng)業(yè)結(jié)合的需求更強(qiáng)烈和迫切。如今,百度在大力發(fā)展人工智能之時(shí),并未借助技術(shù)優(yōu)勢(shì)建立壁壘,而是開源分享。此前,在百度AI開發(fā)者大會(huì)上,百度就推出了Duer OS和Apollo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),共同創(chuàng)造新價(jià)值。未來(lái),人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力,將會(huì)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大放異彩。