5月到7月,正是榴蓮大量上市的季節(jié)。在榴蓮的主產(chǎn)地馬來西亞,占地近2000畝的頂好榴蓮園里,果農(nóng)們正忙著給榴蓮“拍照”。不過他們拍照的目的,并非記錄種植過程,而是清點(diǎn)樹上的榴蓮數(shù)量——按下快門,僅需5秒鐘,單棵樹的“花果清單”便已生成。
這項(xiàng)AI榴蓮拍照技術(shù)由廈門大學(xué)馬來西亞分校人工智能與機(jī)器人學(xué)院師生團(tuán)隊(duì)研發(fā)。以往數(shù)清一棵約200個(gè)果實(shí)的榴蓮樹,人工需要花費(fèi)300秒,而AI系統(tǒng)識(shí)別使之開啟了“60倍速”。該技術(shù)的成功試點(diǎn),開創(chuàng)了針對(duì)“榴蓮果實(shí)遠(yuǎn)距識(shí)別”的AI新領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的榴蓮數(shù)量預(yù)測(cè)方式是“人眼識(shí)別”。一般的榴蓮樹20多米高,繁茂的枝葉在頂端交織成綠色穹頂,而青褐色、拳頭大小的果實(shí)就藏在葉幕深處——它們的顏色太相近了,僅憑肉眼難以辨別哪片是葉、哪個(gè)是果。
了解到這一核心痛點(diǎn)后,廈門大學(xué)馬來西亞分校人工智能與機(jī)器人學(xué)院教授張盈謙帶領(lǐng)5名本科生組成AI榴蓮團(tuán)隊(duì),耗時(shí)6個(gè)月調(diào)研馬來西亞頂好榴蓮園,自主研發(fā)出AI視覺識(shí)別系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了“拍張照,樹上的果子自己‘報(bào)數(shù)’”這一看似不可能完成的任務(wù)。
如今,員工們只需站在樹下,用手機(jī)全景拍攝模式給大樹拍張照,AI系統(tǒng)便能自動(dòng)將全景照片切割為不同的區(qū)域,高高懸掛在枝頭的榴蓮就會(huì)在AI的“火眼金睛”下一個(gè)個(gè)自己“報(bào)數(shù)”?,F(xiàn)階段的技術(shù)條件下,樹葉遮擋率在50%以下的榴蓮果都能被AI識(shí)別出“真面目”。運(yùn)用這一AI技術(shù),果實(shí)數(shù)量的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)95%,為產(chǎn)量預(yù)測(cè)提供了可靠依據(jù)。
這套專為榴蓮“綠色偽裝”定制的AI識(shí)別系統(tǒng),真正實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新性突破。張盈謙團(tuán)隊(duì)在調(diào)研中發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)外主流AI模型均無法適應(yīng)馬來西亞榴蓮種植的特殊環(huán)境。為攻克這一難題,團(tuán)隊(duì)摒棄通用模型,另辟蹊徑構(gòu)建專屬的AI深度學(xué)習(xí)框架。他們?cè)诜N植園內(nèi)采集了1500張涵蓋早晚、陰晴、順逆光等各種光照條件,遠(yuǎn)近、平拍、俯仰等多維度視角的圖像,經(jīng)數(shù)據(jù)增廣后形成5000張樣本,借助計(jì)算機(jī)視覺(CV)技術(shù),融合空間注意力機(jī)制與特征金字塔技術(shù),讓僅露出部分表皮的果實(shí),也能通過紋理與形態(tài)特征被精準(zhǔn)識(shí)別。
無論對(duì)生產(chǎn)端還是銷售端來說,這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)都是佳音?!吧a(chǎn)方可以選擇最佳時(shí)期采摘,銷售端可以精確預(yù)估銷售計(jì)劃。”張盈謙說。團(tuán)隊(duì)的下階段規(guī)劃是利用AI技術(shù)形成一整套方案?!拔磥?,我們希望能依托AI打造全能榴蓮產(chǎn)業(yè)鏈?!睆牧裆彉渖L(zhǎng)階段的精準(zhǔn)水肥管理、智能病蟲害防治,到產(chǎn)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析;再到榴蓮深加工環(huán)節(jié),包括果泥、榴蓮月餅等特色衍生品的研發(fā)生產(chǎn),從樹梢到餐桌,或許都能看到AI的蹤影。
秉持著“走出去,引進(jìn)來”的理念,張盈謙希望:“等技術(shù)成熟后,也能將這項(xiàng)技術(shù)引入國(guó)內(nèi),讓國(guó)人受益。”(中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)記者 黃星 通訊員 李盼 許婷玉)
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