16:57 2023-01-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Dezvoltarea unui sistem de viziune artificială capabil să localizeze florile rege pe meri
_ Dezvoltarea viziunii artificiale sistem capabil să localizeze florile rege pe meri
Un sistem de viziune artificială capabil să localizeze și să identifice florile rege-mărului în grupuri de flori de pe copacii din livezi a fost conceput de cercetătorii de la Penn State – un pas critic timpuriu în dezvoltare a unui sistem robotizat de polenizare — într-un studiu inițial de acest fel.
Florile de măr cresc în grupuri de patru până la șase flori atașate de ramuri, iar floarea centrală este cunoscută sub numele de floarea rege. Această floare se deschide prima în ciorchine și de obicei crește cel mai mare fruct. Deci, este ținta cheie a unui sistem robotizat de polenizare, potrivit cercetătorului Long He, profesor asistent de inginerie agricolă și biologică.
Polenizarea insectelor s-a bazat în mod tradițional pentru productivitatea merelor. Cu toate acestea, dovezile sugerează că serviciile de polenizare, atât de la albinele domestice, cât și de la polenizatorii sălbatici, nu corespund cerințelor în creștere, a remarcat el. Din cauza colapsului coloniilor, albinele din întreaga lume au murit în ritmuri alarmante. Drept urmare, producătorii au nevoie de metode alternative de polenizare.
Acest studiu este cel mai recent realizat de grupul de cercetare al lui He din cadrul Colegiului de Științe Agricole, care este dedicat dezvoltării sistemelor robotizate pentru a îndeplini sarcini agricole care necesită forță de muncă, cum ar fi precum culesul ciupercilor, tăierea mărului și rărirea fructelor verzi. Scopul principal al acestui proiect, a explicat el, a fost de a dezvolta un sistem de viziune bazat pe învățarea profundă, care ar putea identifica și localiza cu precizie florile rege în copac.
„Credem că acest rezultat va oferi informații de bază pentru un sistem robotizat de polenizare, care ar duce la polenizarea eficientă și reproductibilă a merelor pentru a maximiza randamentul fructelor de înaltă calitate”, a spus el. „În Pennsylvania, încă ne putem baza pe albine pentru a poleniza culturile de mere, dar în alte regiuni în care moartea albinelor a fost mai gravă, cultivatorii ar putea avea nevoie de această tehnologie mai devreme decât mai târziu.”
Xinyang Mu, doctorat. student la Departamentul de Inginerie Agricolă Biologică, a condus studiul floare rege. Mu a folosit Mask R-CNN — un program popular de calculator de învățare profundă care efectuează segmentare la nivel de pixeli pentru a detecta obiecte care sunt parțial ascunse de alte obiecte — pentru a identifica și localiza florile rege într-un sistem de viziune artificială.
Pentru a construi modelul de detectare bazat pe Mask R-CNN, el a capturat sute de fotografii cu grupe de flori de măr. Apoi a dezvoltat un algoritm de segmentare a florilor rege pentru a identifica și localiza florile rege din acel set de date brute de imagini cu flori de măr. Cercetarea a fost efectuată la Penn State's Fruit Research and Extension Center, Biglerville.
Soiurile de mere Gala și Honeycrisp au fost selectate pentru teste. Copacii de testare au fost plantați în 2014, cu o distanță între copaci de aproximativ 5 picioare (Gala) și 6 1/2 picioare (Honeycrisp). Acești copaci au fost antrenați în arhitectura copacului înalt, cu o înălțime medie de aproximativ 13 picioare. Sistemul de achiziție de imagini cu o cameră a fost montat pe un vehicul utilitar manevrat între rândurile de copaci.
Instruirea sistemului de viziune artificială pentru a localiza florile rege a fost o provocare, a subliniat Mu, deoarece acestea au aceeași dimensiune, culoare. și se formează ca florile laterale în ciorchini, iar florile rege sunt de obicei ascunse de florile din jur datorită poziției lor centrale.
Pentru a îndeplini cerințele de învățare prin transfer pentru antrenamentul cu modelul Mask R-CNN, imaginile brute au fost etichetat în două clase predefinite: flori individuale și flori ocluse. Pentru a spori precizia, setul de date de antrenament a fost mărit de patru ori folosind abordări de creștere a datelor, a explicat Mu.
„Pentru a distinge florile rege de florile laterale, floarea cea mai centrală din fiecare grup de flori a fost vizată sau localizată”, a spus el. „Sistemul de viziune a localizat automat grupurile de flori separat, pe baza unei abordări de cartografiere bidimensională a densității florilor. În cadrul fiecărui grup de flori detectat, floarea – sau masca – aflată în poziția cea mai centrată a fost determinată ca floarea rege țintă.”
În descoperirile publicate recent în Smart Agricultural Technology, cercetătorii au raportat un nivel ridicat de acuratețe de detectare a florilor rege, rezultat din algoritmul lui Mu. În comparație cu măsurătorile efectuate manual de cercetătorii care identifică florile rege cu ochiul – numite măsurători ale adevărului la sol de către cercetători – precizia detectării prin viziune artificială a florilor rege a variat de la 98,7% la 65,6%.
Comentarii:
Adauga Comentariu