Системаи биниши мошинӣ, ки қодир аст гулҳои шохи себро дар дохили кластерҳои гулҳои дарахтон дар боғҳо муайян кунад ва муайян кунад, аз ҷониби муҳаққиқони Пенн Стейт - як қадами муҳим дар рушди системаи гардолудкунии роботӣ - дар як таҳқиқоти аввалини худ таҳия шудааст. .
Гулҳои себ дар гурӯҳҳо аз чор то шаш шоха мерӯянд ва гули марказиро гули шоҳ меноманд. Ин гул аввал дар кластер кушода мешавад ва одатан меваи калонтаринро мерӯяд. Ба гуфтаи муҳаққиқ Лонг Ҳе, ассистенти кафедраи кишоварзӣ ва кишоварзӣ, ин ҳадафи асосии системаи гардолудкунии роботӣ мебошад. муҳандисии биологӣ.
Барои ҳосилнокии себ одатан гардолудкунии ҳашаротҳо такя мекард. Бо вуҷуди ин, далелҳо нишон медиҳанд, ки хидматрасонии гардолудкунии занбӯри асал ва гардолудкунандагони ваҳшӣ ба талаботи афзоянда мувофиқат намекунад, қайд кард ӯ. Аз сабаби вайроншавии колония, занбӯри асал дар саросари ҷаҳон бо суръати нигаронкунанда мемиранд. Дар натиҷа, истеҳсолкунандагон ба усулҳои алтернативии гардолудкунӣ ниёз доранд.
Ин таҳқиқот охиринест, ки аз ҷониби гурӯҳи тадқиқотии Ҳе дар Коллеҷи Илмҳои Кишоварзӣ гузаронида шудааст, ки ба таҳияи системаҳои роботӣ барои иҷрои корҳои меҳнатталаби кишоварзӣ, аз қабили ҷамъоварии занбурўғ, буридани дарахти себ ва лоғар кардани меваҳои сабз бахшида шудааст. Ҳадафи аввалиндараҷаи ин лоиҳа, фаҳмонд ӯ, таҳияи системаи амиқи биниш дар асоси омӯзиш буд, ки метавонад гулҳои шоҳро дар сояҳои дарахт дақиқ муайян ва ҷойгир кунад.
"Мо фикр мекунем, ки ин натиҷа барои системаи гардолудкунии роботӣ маълумоти ибтидоӣ медиҳад, ки боиси гардолудкунии самарабахш ва такроршавандаи себ барои ба ҳадди аксар расонидани ҳосили меваҳои баландсифат мегардад" гуфт ӯ. "Дар Пенсилвания, мо то ҳол метавонем ба занбӯри асал барои гардолудкунии зироатҳои себ такя кунем, аммо дар дигар минтақаҳое, ки марги занбӯри асал шадидтар будааст, кишоварзон ба ин технология зудтар ниёз доранд."
Синян Му, докторанти кафедраи муҳандисии биологии кишоварзӣ, ба омӯзиши гули шоҳ сарварӣ кард. Му Mask R-CNN - як барномаи маъмули компютерии амиқи омўзишро истифода бурд, ки сегментатсияи сатҳи пикселро барои муайян кардани объектҳое, ки аз ҷониби дигар объектҳо қисман пӯшидаанд - барои муайян ва ҷойгир кардани гулҳои шоҳ дар системаи биниши мошин истифода мебарад.
Барои сохтани модели муайянкунии Mask R-CNN, ӯ садҳо аксҳои кластери гули себро гирифт. Сипас, ӯ алгоритми сегментатсияи гулҳои подшоҳро таҳия кард, то гулҳои подшоҳро аз ин маҷмӯаи хоми тасвирҳои гули себ муайян ва ҷойгир кунад. Тадқиқот дар Маркази тадқиқот ва тамдиди меваҳои Пенн Стейт, Биглервилл гузаронида шуд.
Гала ва Honeycrisp себ навъҳо барои санҷиш интихоб карда шуданд. Дарахтони озмоишӣ дар соли 2014 бо масофаи тақрибан 5 фут (Гала) ва 6 1/2 фут (Honeycrisp) шинонда шуданд. Ин дарахтон дар меъмории биноҳои баландии шпиндель омӯзонида шуданд, ки баландии миёна тақрибан 13 футро ташкил медиҳад. Системаи ба даст овардани тасвир бо камера дар як мошини хидматрасон насб карда шуда буд, ки дар байни қаторҳои дарахтон маневр мекард.
Омӯзиши системаи биниши мошин барои пайдо кардани гулҳои шоҳ душвор буд, Му қайд кард, зеро онҳо як андоза, ранг ва шакл бо шукуфоии паҳлӯӣ дар кластерҳо мебошанд ва гулҳои шоҳӣ аз сабаби мавқеи марказии худ одатан аз гулҳои гирду атроф пӯшида мешаванд.
Барои иҷрои талаботи омӯзиши интиқол барои омӯзиши модели Mask R-CNN, тасвирҳои хом дар ду синфи пешакӣ муайяншуда нишон дода шуданд: гулҳои инфиродӣ ва гулҳои пӯшида. Барои баланд бардоштани дақиқ, маҷмӯи маълумотҳои омӯзишӣ бо истифода аз равишҳои афзоиш додани маълумот чор маротиба васеъ карда шуд, шарҳ дод Му.
"Барои фарқ кардани гулҳои шоҳӣ аз гулҳои паҳлӯӣ, гули марказӣ дар ҳар як кластери гул ҳадаф ё маҳаллисозӣ буд" гуфт ӯ. "Системаи биниш ба таври худкор кластерҳои гулро дар асоси равиши харитасозии зичии гулҳои дученака алоҳида ҷойгир мекунад. Дар дохили ҳар як кластери гули ошкоршуда, гул ё ниқоб дар мавқеи аз ҳама марказӣ ҳамчун гули подшоҳи ҳадаф муайян карда шуд."
Дар бозёфтҳое, ки ба наздикӣ дар Технологияи интеллектуалии кишоварзӣ, муҳаққиқон дар бораи сатҳи баланди дақиқии ошкор кардани гули шоҳ гузориш доданд, ки дар натиҷаи алгоритми Му. Дар муқоиса бо андозагириҳои дастӣ аз ҷониби муҳаққиқон, ки гулҳои шоҳро бо чашм муайян мекунанд, ки онро ченакҳои ҳақиқати заминӣ аз ҷониби муҳаққиқон меноманд, дақиқии ошкоркунии гули шоҳи биниши мошин аз 98.7% то 65.6% фарқ мекард.