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標題:    50歲大叔回劍橋讀AI博士,研發機器人用AI收生菜     點閱:194   7/10/2019 7:00:40 PM

50歲大叔回劍橋讀AI博士,研發機器人用AI收生菜

郭一璞 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

機器收割農作物,不是什么新鮮事,小麥、土豆都有合適的機器。

但和這些耐操的糧食作物相比,收割容易碰壞的蔬菜,似乎難了很多。

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比如球生菜,一種脆嫩嬌弱的農作物,難以被機械收割,要是草草收割,生菜球切掉半個,那可沒法賣。

現在,劍橋一個研究團隊就實現了讓機器人靠AI收球生菜。

相比人類收菜,機器人收菜可以減輕農民的勞動量,菜農們不用辛辛苦苦趴在地里手動收菜了。

而且,還能實現機動的收菜方式,人類通常在成熟季節收一次就好了,那些沒熟的菜會浪費掉,但機器人不會覺得“好機不收回頭菜”,還可以等長大后返回來再收,甚至能根據不同的訂單要求,實現按需收菜。

收菜機器人50歲大叔回劍橋讀AI博士,研發機器人用AI收生菜

這臺名叫Vegebot的機器人,包括一個標準六自由度UR10機械臂,兩個攝像頭和一個特制的籠子狀的末端執行器,另外,還需要連接一臺筆記本電腦運行控制軟件。

這些設備運行在一臺有輪子的平臺上,輪子左右的距離剛好卡在兩排生菜之間的過道里,可以做一個行走的收菜俠。

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收菜過程中,由頭頂的相機收集信號,筆記本電腦和UR10的控制器分工控制末端執行器和機械臂。

怎么收菜

雖然超市里的球生菜看起來是非常圓滿完整的,但一大片生菜田可不是這樣。

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球呢?藏在一大片綠綠的菜葉子里,要先找到生菜球的位置。

因此,第一個攝像頭就要靠計算機視覺,找出所有的生菜球,這里,研究團隊用到了YOLOv3算法,因為它的速度比較快。

同時,研究團隊自己做了一個生菜數據集:

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再結合劍橋大學2015年的Deepfarm數據集,訓練生菜目標檢測模型,鎖定生菜球們都分布在哪里。

找出來之后還不算,畢竟生菜球不是標品,大球小球各不同,長大成熟的可以拿去賣掉,還小的生菜就等它長大再回來收吧。

但是,長大成球的生菜里,也有老弱病殘,要是收了老弱病殘,那可能就會傳染給健康的生菜,萬萬不能碰的。

所以,要完成針對生菜的分類,選出那些值得收的生菜。

這里,研究人員找到了665個球生菜的照片,做成數據集,87.5%作為訓練集,12.5%作為測試集,用Darknet分類器訓練分類技能。

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現在,你找到了一顆完整、飽滿、成熟、健康的生菜,該對它動刀了。

下手之前,需要先借助Aruco碼來校準校準末端執行器的位置,之后,把末端執行器扣在生菜頭上,用溫柔的抓手抓住這顆生菜,保證其不會被壓壞。

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根據超市收蔬菜的要求,借助皮帶驅動和雙氣動驅動,在第二個攝像頭的監控下,直直的沿著生菜的莖切下去。

好了,恭喜成功割生菜。

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最終的收割成功率大概在88%

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劍橋出品

這項研究的作者們來自劍橋大學工程系,一作Simon Birrell,上世紀80年代就從劍橋大學碩士畢業,之后成了一名企業家,創立了三家公司,從事過商業智能、消費咨詢、電影制片、娛樂等領域,2016年又以50歲的高齡回到母校開始讀AI和機器人博士。

50歲大叔回劍橋讀AI博士,研發機器人用AI收生菜

研究者們對這臺機器人報以巨大的希望,他們希望開發不僅限于球生菜的機器,在其他地上作物上也能用。

另外,根據機器人收菜的數據,還有額外功能:統計生菜產量,判斷不同土地的肥沃程度

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論文

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— 完 —

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