Cheap taighdeoirí Penn State córas fís meaisín a bheadh in ann bláthanna rí na n-úll a aimsiú agus a aithint laistigh de chnuasaigh bhláthanna ar chrainn in úlloird - céim luath ríthábhachtach i bhforbairt córais róbataice pailniú - i staidéar den chéad chineál. .
Fásann blossoms Apple i ngrúpaí de cheithre nó sé bhláth atá ceangailte le craobhacha, agus tugtar an bláth rí ar an lár-bhláth. Osclaíonn an bláth seo den chéad uair sa bhraisle agus de ghnáth fásann sé na torthaí is mó. Mar sin, is é an príomhsprioc de chóras pailniú robotic, de réir an taighdeoir Long He, ollamh cúnta talmhaíochta agus innealtóireacht bhitheolaíoch.
Go traidisiúnta bhíothas ag brath ar phailniú feithidí le haghaidh táirgiúlacht úll. Mar sin féin, tugann fianaise le fios nach bhfuil seirbhísí pailniú, ó bheacha meala ceansaithe agus ó phailineoirí fiáine, ag teacht le héilimh mhéadaitheacha, Thug sé faoi deara. Mar gheall ar neamhord collapse coilíneachta, tá beacha meala ar fud an domhain ag fáil bháis ar rátaí scanrúla. Mar thoradh air sin, tá modhanna malartacha pailithe de dhíth ar tháirgeoirí.
Is é an staidéar seo an ceann is déanaí a rinne grúpa taighde He i gColáiste na nEolaíochtaí Talmhaíochta, atá dírithe ar chórais róbatacha a fhorbairt chun tascanna talmhaíochta atá dian ar shaothar a bhaint amach, mar shampla piocadh muisiriún, bearradh crann úll agus tanú torthaí glasa. Ba é príomhsprioc an tionscadail seo, a mhínigh sé, ná córas fís foghlama domhain-bhunaithe a fhorbairt a d'fhéadfadh bláthanna rí a aithint agus a aimsiú go beacht i gceannbhrait crann.
“Is dóigh linn go gcuirfidh an toradh seo faisnéis bhunlíne ar fáil do chóras róbataice pailniú, rud a d’fhágfadh go ndéanfaí úlla a phailniú go héifeachtúil agus in-atáirgthe chun an toradh is fearr a bhaint as torthaí ardchaighdeáin,” a dúirt sé. “I Pennsylvania, is féidir linn fós a bheith ag brath ar bheacha chun barraí úll a phailniú, ach i réigiúin eile ina bhfuil díslí beacha níos déine, seans go mbeidh an teicneolaíocht seo ag teastáil ó shaothróirí níos luaithe ná níos déanaí.”
Bhí Xinyang Mu, mac léinn dochtúireachta sa Roinn Innealtóireachta Bitheolaíochta Talmhaíochta, i gceannas ar an staidéar bláth rí. Bhain Mu úsáid as Mask R-CNN - clár ríomhaireachta domhainfhoghlama a bhfuil an-tóir air a dhéanann deighilt ar leibhéal picteilín chun rudaí atá folaithe go páirteach ag réada eile a bhrath - chun na bláthanna rí a aithint agus a aimsiú i gcóras fís meaisín.
Chun an tsamhail braite Mask R-CNN-bhunaithe a thógáil, ghlac sé na céadta grianghraf braisle bláthanna úll. Ansin d'fhorbair sé algartam deighilte bláthanna rí chun na bláthanna rí a aithint agus a aimsiú ón tacar sonraí amh sin d'íomhánna bláthanna úll. Rinneadh an taighde ag Ionad Taighde agus Síneadh Torthaí Penn State, Biglerville.
Gala agus briosc meala úll roghnaíodh cineálacha do na tástálacha. Cuireadh na crainn tástála in 2014 le spásáil crann de thart ar 5 throigh (Gala) agus 6 1/2 troigh (Honeycrisp). Cuireadh oiliúint ar na crainn seo in ailtireacht ceannbhrat fearsaide arda, le meánairde de thart ar 13 troigh. Cuireadh an córas fála íomhá le ceamara ar fheithicil áirgiúlachta a ainliú idir sraitheanna crann.
Bhí sé dúshlánach an córas fís meaisín a oiliúint chun bláthanna rí a aimsiú, a dúirt Mu, toisc go bhfuil siad ar an méid céanna, dath agus cruth leis na bláthanna cliathánach i mbraislí, agus is gnách go mbíonn na bláthanna rí doiléir ag bláthanna máguaird mar gheall ar a suíomh lárnach.
Chun na ceanglais maidir le foghlaim aistrithe a chomhlíonadh le haghaidh oiliúna múnla Mask R-CNN, rinneadh íomhánna amh a lipéadú i dhá rang réamhshainithe: bláthanna aonair agus bláthanna occluded. Chun beachtas a fheabhsú, méadaíodh an tacar sonraí oiliúna ceithre huaire ag baint úsáide as cur chuige méadaithe sonraí, a mhínigh Mu.
“Chun idirdhealú a dhéanamh idir bláthanna rí agus bláthanna cliathánach, díríodh nó logántaíodh an bláth is lárnaí laistigh de gach braisle bláthanna,” a dúirt sé. “Luaigh an córas fís na braislí bláthanna go huathoibríoch bunaithe ar chur chuige mapála déthoiseach ar dhlús bláthanna. Laistigh de gach braisle bláthanna braite, socraíodh an bláth - nó an masc - ag an suíomh is dírithe mar bhláth an sprioc-rí.
I dtorthaí a foilsíodh le déanaí i Teicneolaíocht Chliste Talmhaíochta, thuairiscigh na taighdeoirí ardleibhéal cruinneas braite bláthanna rí mar thoradh ar algartam Mu. I gcomparáid le tomhais a ghlac taighdeoirí de láimh ag aithint bláthanna rí trí shúile - ar a dtugtar tomhais fhírinne na talún ag na taighdeoirí - bhí éagsúlachtaí i cruinneas braite bláth an mheaisín fís rí ó 98.7% go 65.6%.