最近，家住北京市平谷區(qū)的桃農(nóng)劉連全嘴角常帶笑意：不僅桃子喜獲豐收，而且還收獲了一臺(tái)智能大桃分揀機(jī)，“我第一次看到儀器時(shí)，就對它抱有很大期望?！?/span>

　　劉連全已有40年的種桃經(jīng)驗(yàn)了。如今，他和老伴共同打理著自家的30畝果田。劉連全口中的分揀機(jī)是由北京工業(yè)大學(xué)4名自動(dòng)化專業(yè)的大學(xué)生制造的，他們將自動(dòng)化技術(shù)與AI（人工智能）深度學(xué)習(xí)結(jié)合起來，用分揀機(jī)幫助果農(nóng)解決了人力挑揀的難題。“分揀機(jī)是件好事，成功后，果農(nóng)的收入提高，緩解我們好多壓力。”劉連全說。

　　平谷大桃用上AI技術(shù)

　　桃子從采摘到分裝上車，要經(jīng)過解袋、挑揀及分裝三道工序。采購商們按大、中、小三類標(biāo)準(zhǔn)，以不同的價(jià)格從果農(nóng)手中收走桃子。

　　“從采摘到末尾，是10天的期限，每年都得找四五個(gè)雇工幫忙選桃?！彼懔怂?，每年光挑揀桃子的人工成本就得近3萬元。

　　今年暑假，北京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)的周忠祥、劉雪峰等4名同學(xué)去平谷桃園游玩時(shí)，關(guān)注到桃子的挑選問題。“我們發(fā)現(xiàn)整個(gè)桃子分類過程都依賴人工，需要投入大量資金，就覺得這個(gè)過程有待優(yōu)化?！?人開始嘗試制作智能分揀機(jī)。

　　兩個(gè)月后，第一臺(tái)智能大桃分揀機(jī)擺在了劉連全面前，“分揀機(jī)準(zhǔn)確率和可靠性雖達(dá)不到人工80％的精準(zhǔn)率，但省去不少財(cái)力物力?！?/span>

　　從實(shí)驗(yàn)室走向果園

　　這臺(tái)分揀機(jī)包括傳送帶、推拉裝置、電路控制系統(tǒng)及大桃品相識(shí)別系統(tǒng)4個(gè)部分。每一個(gè)桃從開始到分揀結(jié)束，需要經(jīng)過拍攝、識(shí)別、分揀三個(gè)流程。

　　在實(shí)際挑桃過程中，傳送帶上的每個(gè)大桃都將進(jìn)入“暗箱”，暗箱內(nèi)有攝像機(jī)捕捉拍攝，最終將圖像返回識(shí)別系統(tǒng)，進(jìn)行識(shí)別分類。識(shí)別系統(tǒng)將最終指令發(fā)送到終端，一個(gè)個(gè)由氣缸推動(dòng)的助推器適時(shí)地將桃推倒，落入依次排列好的分揀框內(nèi)。整個(gè)過程構(gòu)成一個(gè)循環(huán)，機(jī)器在以后的訓(xùn)練中會(huì)不斷地累積新的圖片數(shù)據(jù)，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，以提高自身的分辨率。

　　周忠祥還記得，分揀機(jī)的實(shí)驗(yàn)過程并不順利。周忠祥本想用電磁推拉桿作為分桃控制器，但是接上電，給了信號，第一個(gè)桃子就被打碎了?！按蠹覉F(tuán)坐一塊樂了好半天，我們不僅分揀了桃子，還能直接把桃子做成‘罐頭’了?！?/span>

　　之后，他們團(tuán)隊(duì)仔細(xì)比較了幾類推動(dòng)裝置的適用性，最終選用了氣動(dòng)結(jié)構(gòu)?！斑@一思想來自機(jī)器人的氣動(dòng)手臂，而且力量合適，因此，我們根據(jù)桃子的情況購買了一個(gè)簡易的氣動(dòng)裝置并進(jìn)行控制”。

　　而分揀桃子，識(shí)別大小是關(guān)鍵。聯(lián)想到百度的人臉識(shí)別技術(shù)，周忠祥決定嘗試用圖像識(shí)別做“桃臉識(shí)別”。他通過百度深度學(xué)習(xí)開源平臺(tái)paddlepaddle提供的分類模型，建立了大桃識(shí)別系統(tǒng)。

　　智能系統(tǒng)在學(xué)習(xí)了分類后的6400張大桃照片后，依據(jù)桃子的大小、顏色分布等不同圖片信息，構(gòu)建桃子特征模型庫，形成機(jī)器自身的分類邏輯。機(jī)器學(xué)習(xí)的過程，首先經(jīng)過人工分類，按果農(nóng)分出的三個(gè)等級給桃子錄取照片；其次，將編號一、編號二、編號三的分類號錄入系統(tǒng)構(gòu)建模型庫，最后分揀機(jī)就依據(jù)圖像識(shí)別技術(shù)，對每個(gè)經(jīng)過“暗箱”的桃進(jìn)行拍照匹配。在顏色方面，按照果農(nóng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的一般分類法，大桃分為陽面和陰面，陽面受光照較多，桃皮呈紅色，如果紅色面積占比超過百分之八十就能算好桃了。識(shí)別系統(tǒng)在后期會(huì)通過持續(xù)的深度學(xué)習(xí)，不斷接近果農(nóng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，最終能夠像經(jīng)驗(yàn)豐富的桃農(nóng)一樣進(jìn)行比對，然后得到分類的結(jié)果。

　　“現(xiàn)在這臺(tái)機(jī)器制作費(fèi)用在6000元至7000元左右，未來將在不影響功能的情況下控制成本、優(yōu)化研發(fā)。”周忠祥并沒有急著把智能大桃分揀機(jī)推向市場，而是把源代碼投入了開源平臺(tái)，他們希望有更多的人參與進(jìn)來，完善分揀機(jī)，爭取將分揀機(jī)技術(shù)普及開來。