機(jī)器視覺(jué)是人工智能正在快速發(fā)展的一個(gè)分支。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái),機(jī)器視覺(jué)就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。 機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品(即圖像攝取裝置,分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào),傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)1得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息,根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào);圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征,進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。
先進(jìn)的視覺(jué)傳感、人工智能和定制的手臂末端工具使機(jī)器人能夠直接從爬藤上摘取成熟的農(nóng)產(chǎn)品。(Root AI提供)
為提高作物產(chǎn)量、增加經(jīng)濟(jì)效益并減少耗時(shí)性的工作,農(nóng)民已開(kāi)始將機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。全球饑荒和勞動(dòng)力短缺等問(wèn)題正在促使農(nóng)業(yè)相關(guān)部門探索創(chuàng)新性的解決方案。機(jī)器視覺(jué)有望成為一種突破性的方案,因?yàn)樗梢詭椭r(nóng)民改進(jìn)種植方法,更好地控制雜草并且更有效地進(jìn)行灌溉。
農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題是一個(gè)全人類問(wèn)題,但可能需要機(jī)器人來(lái)解決。
自動(dòng)化和人工智能將有助于緩解農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力老齡化和田間勞力縮減帶來(lái)的不利影響。有了自動(dòng)駕駛農(nóng)機(jī)設(shè)備和自主無(wú)人機(jī),農(nóng)民可以減少花費(fèi)在當(dāng)前田間的時(shí)間,更多地關(guān)注農(nóng)業(yè)未來(lái)發(fā)展之路,以獲得更加可持續(xù)的收成和盈利。數(shù)據(jù)挖掘和預(yù)測(cè)分析將成為常用工具,幫助農(nóng)民做出更正確的決策,最大限度地利用資源,同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)量。
機(jī)器視覺(jué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
機(jī)器視覺(jué)對(duì)農(nóng)業(yè)企業(yè)最大的價(jià)值就體現(xiàn)在幫助他們改善經(jīng)營(yíng)方面。有了機(jī)器視覺(jué),農(nóng)民就可以更好地進(jìn)行種植規(guī)劃,更好地管理并控制農(nóng)作物。隨著農(nóng)耕方式的改進(jìn),作物產(chǎn)量不斷增加,成本不斷下降。機(jī)器視覺(jué)可以應(yīng)用到作物的各個(gè)生長(zhǎng)階段中。
播種 – 播種通常是農(nóng)耕中最費(fèi)力的部分,種子只有均勻播撒才能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。與傳統(tǒng)方式相比,配備機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)更快捷、更準(zhǔn)確地播種作業(yè),這將有助于提高作物的經(jīng)濟(jì)效益,獲得健康的農(nóng)產(chǎn)品。機(jī)器人還可以捕捉到詳細(xì)的農(nóng)田圖像,確定好播種地點(diǎn),然后有的放矢地播下種子。
除草 - 目前,農(nóng)民使用大量除草劑來(lái)控制雜草生長(zhǎng),防止其吸取養(yǎng)分,破壞農(nóng)作物生長(zhǎng)。迫于時(shí)間限制,農(nóng)民只能將除草劑噴灑到整塊田地,而沒(méi)有區(qū)分哪些是受雜草影響的作物,哪些不是。借助機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng),農(nóng)民就能夠捕捉到農(nóng)田的圖像,分析其照片,并用機(jī)器人來(lái)精準(zhǔn)除草。
灌溉 - 農(nóng)作物只有在生長(zhǎng)期獲得足夠的水分才能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。視覺(jué)系統(tǒng)可以自主監(jiān)測(cè)土壤水分含量和作物健康狀況,然后機(jī)器人就會(huì)適時(shí)適量地進(jìn)行合理灌溉。
機(jī)器視覺(jué)確保食品安全
食品種植公司可以依靠機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)向消費(fèi)者提供安全的食品。計(jì)算機(jī)視覺(jué)可以查找出真菌感染、作物病蟲(chóng)害等安全問(wèn)題。即使在收割之后,機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)也可用于查找食源性疾病的潛在原因,并幫助將其排除在廚房之外。
此外,一些作物采摘機(jī)器人可以自動(dòng)跳過(guò)那些受病蟲(chóng)害影響或開(kāi)始腐爛的植株。在分揀過(guò)程中,機(jī)器視覺(jué)也可用來(lái)篩除那些不太好的農(nóng)產(chǎn)品,不將其送去包裝。即便食物包裝后,檢查站依然可以識(shí)別出那些有問(wèn)題的包裝食品,使其無(wú)法送達(dá)消費(fèi)者餐桌。因此,可以說(shuō)機(jī)器視覺(jué)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品包裝和檢查的全過(guò)程都非常有幫助。
機(jī)器人和機(jī)器學(xué)習(xí)正在助推新興的、更加可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展方法,并更加節(jié)約資源、減少化學(xué)農(nóng)藥的使用和縮短上市時(shí)間。由于傳統(tǒng)種植者以及溫室立體農(nóng)場(chǎng)種植者可持續(xù)地提供更多新鮮的農(nóng)產(chǎn)品選擇,全世界人們都將吃得更好、更干凈、更高端并且更實(shí)惠。
未來(lái)農(nóng)場(chǎng)將集高科技、信息化于一體,將用更少的資源產(chǎn)出更多的產(chǎn)品,從而為全人類提供一個(gè)更加可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)。
來(lái)源:中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟網(wǎng)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)等