کاربرد یادگیری عمیق در بازرسی و طبقه بندی محصولات غذایی

شرکت نوین ایلیا صنعت ربات

بسیاری از صنایع هنوز در خطوط کنترل کیفیت و بازرسی محصولات خود با مشکلاتی مواجه هستند و قادر به کنترل صددرصدی خطوط تولید نیستند. البته کارخانه‌ها و صنایعی که از سیستم یادگیری عمیق یا همان دیپ لرنینگ (Deep Learning) استفاده می‌کنند، مدت‌ها پیش مشکلاتی از این قبیل را پشت‌سر گذاشته‌اند. اگر با سیستم دیپ لرنینگ آشنایی ندارید، با ما همراه شوید تا در ادامه توضیح مختصری درباره مفهوم و کاربرد دیپ لرنینگ در بازرسی محصولات غذایی ارائه دهیم.

دیپ لرنینگ نوعی هوش مصنوعی است که با تقلید روش کار سیستم پردازش اطلاعات مغز انسان، به پردازش داده‌های مختلف می‌پردازد. در ابتدا مهندس یا متخصص مربوطه، داده‌ها را به سیستم دیپ لرنینگ آموزش می‌دهد و سیستم به‌صورت لایه‌ای آن‌ها را پردازش می‌کند. اطلاعات از هر لایه به لایه بعدی منتقل می‌شوند و تا لایه آخر، این روند ادامه دارد.

هرچه‌قدر داده‌هایی که به سیستم آموزش می‌دهیم بیشتر و پیچیده‎‌تر باشند، دوره آموزش هم طولانی‌تر می‌شود. در واقع مهم‌ترین قسمت این فرآیند، آموزش درست و دقیق داده‌هاست و نیاز به صرف زمان کافی دارد. با وجود اینکه کارخانه‌ها و صنایع بیشترین بهره را از سیستم‌های بینایی ماشین در خطوط تولید خود می‌برند، کاربردهای بینایی ماشین و دیپ لرنینگ بی‌شمار هستند و تنها محدود به کارخانه‌ها نمی‌شوند.

سیستم ماشین بینایی

اهمیت خطوط بازرسی و کنترل کیفیت صنایع غذایی

کیفیت و ایمنی محصولات غذایی، یکی از موضوعات بسیار مهم برای هر جامعه‌ای می‌باشد؛ چرا که اساس سلامتی انسان و توسعه و ثبات اجتماع است. تضمین این کیفیت و ایمنی در محصولات غذایی، فرآیند پیچیده‌ای است و تمام مراحل فرآوری مواد غذایی از کشت، برداشت و ذخیره‌سازی تا آماده‌سازی و مصرف باید زیر نظر گرفته‌ شوند.

امروزه، صنعت توسعه‌یافته بینایی ماشین به‌طور گسترده در تمام جنبه‌های فرآوری موادغذایی مورد استفاده قرار گرفته‌ است. کارخانه‌ها و صنایع مختلف از خطوطی با عنوان خطوط بازرسی و کنترل کیفیت به‌ منظور بررسی دقیق کیفیت تولیدات خود قبل از رسیدن به‌دست مصرف‌کننده، استفاده می‌کنند.

از طرفی دیگر، پردازش تصویر یکی از قسمت‌های مهم بینایی ماشین است؛ پردازش تصویر می‌تواند از یادگیری ماشینی و نیز، مدل‌های یادگیری عمیق برای شناسایی مؤثر و هدفمند نوع و کیفیت مواد غذایی استفاده کند. همچنین امکان درجه‌بندی موادغذایی، تشخیص عیوب و خرابی‌ها و حذف اجزای معیوب و اضافی، با بهره‌گیری از سیستم بینایی ماشین و دیپ لرنینگ میسر می‌شود.

کاربرد های دیپ لرنینگ

کاربرد دیپ لرنینگ در بازرسی محصولات غذایی در صنایع

اکنون با بخش بازرسی و کنترل کیفیت کارخانه‌ها آشنایی دارید و میزان اهمیت این بخش را به‌ خوبی درک می‌کنید. به‌ منظور برآورده ساختن انتظارات و استانداردهای جامعه جهت فرآوری موادغذایی، کنترل کیفی محصولات غذایی و کشاورزی باید کارآمد و دقیق باشد؛ همین امر سبب شده‌ است که بازرسی کیفی محصولات غذایی به کاری سخت و پرزحمت تبدیل شود.

به‌دلیل افزایش روزافزون جمعیت، تقاضا برای موادغذایی به‌طور قابل توجهی رو به افزایش است. از این‌رو، کارخانه‌ها روزانه تولید انبوه دارند و وجود یک سیستم قدرتمند بررسی و کنترل کیفیت محصولات در جهت عاری نمودن خطوط تولید از هرگونه کالای معیوب، خراب و غیرقابل مصرف، در سیستم تولیدی آن‌ها به‌شدت ضروری است. بهره‌گیری از نیروی انسانی ضعف‌های بسیاری دارد؛ اول از هرچیز، بسیار زمان‌بر است و سرعت تولید را پایین می‌آورد و کند شدن خط تولید به منزله ضرر و کاهش سود کارخانه است.

مسئله دیگر، خطای نیروی انسانی ناشی از خستگی، حواس‌پرتی و مواردی از این قبیل است. سیستم‌های هوش مصنوعی با دقت صددرصدی و با کم‌ترین خطا، تمامی محصولات را بررسی می‌کنند و کوچک‌ترین ناسازگاری با قوانین مصوبه را، گزارش داده و از خط تولید، خارج می‌کنند؛ به همین علت امروزه کاربرد یادگیری عمیق در صنعت بیشتر از قبل مورد توجه همگان قرار گرفته‌ است.

دقت سیستم دیپ لرنینگ به‌حدی زیاد است که برخی ادعا می‌کنند درصد خطای این سیستم، صفر است؛ تعدد جزئیات هم باعث بروز خطا در این سیستم نمی‌شود. دیپ لرنینگ می‌تواند کوچک‌ترین تفاوت در رنگ، سایز و بافت را تشخیص دهد و اجزای اضافی متصل به مواد غذایی مثل برگ، ریشه و ساقه را شناسایی کرده و جدا کند.

نمونه‌هایی از کاربرد دیپ لرنینگ در بازرسی محصولات غذایی و کنترل کیفی

کارخانه تولید خیارشور

کارخانه‌ای خطوط تولید خیارشور راه‌اندازی می‌کند. برای استفاده از تمامی خیار‌هایی که به کارخانه می‌آیند، تصمیم می‌گیرند از خیار‌ها در دو سایز بزرگ و کوچک، خیارشور تهیه کنند. نیاز دارند خیار‌های بزرگ، خیارهای کوچک و خیارهای خراب را از یکدیگر جدا نمایند. باز هم امکان انجام این کار بدون خطا توسط نیروی انسانی امکان‌پذیر نیست. بهره‌گیری از سیستم دیپ لرنینگ برای بررسی کیفیت محصولات موادغذایی و طبقه‌بندی آن‌ها، بهترین گزینه است.

کاربرد دیپ لرنینگ در بازرسی و طبقه بندی محصولات غذایی

کارخانه تولید کمپوت و آبمیوه

یک کارخانه تولید کمپوت و آبمیوه طبیعی اقدام به تولید همزمان این دو محصول با استفاده از میوه‌های طبیعی چند باغ میوه در اطراف شهر می‌کند. میوه‌هایی که از چند باغ مختلف به کارخانه می‌رسند، از نظر اندازه و سالم یا خراب بودن متفاوت هستند.

این کارخانه نیاز دارد در چندین مرحله میوه‌های بزرگ‌تر و سالم را برای تولید کمپوت و میوه‌های کوچک‌تر و قابل‌ مصرف را برای تولید آبمیوه جدا کند. از طرفی، میوه‌های خراب یا نرسیده هم باید کاملا جدا شده و از خط تولید خارج شوند. انجام این طبقه‌بندی برای نیروی انسانی بسیار وقت‌گیر و طاقت‌فرسا است؛ اما سیستم‌های بینایی ماشین به آسانی از عهده این کار برمی‌آیند و حتی درصد قطعیت یافته‌های خود را مشخص می‌کنند.

نمونه‌های استفاده از سیستم‌ بینایی ماشین در خطوط بازرسی کیفی صنایع، به‌ویژه صنایع غذایی، بی‌شمار هستند. صنایع با بررسی جوانب مختلف، عموما هوش مصنوعی را به نیروی انسانی ترجیح می‌دهند و سعی می‌کنند، احتمال بروز خطای انسانی را به صفر برسانند. سیستم دیپ لرنینگ، امنیت محصولات را تضمین می‌کند و طی بازرسی و کنترل آن‌ها، اصلا به محصولات و مواد غذایی آسیب نمی‌رساند.

سوالات متداول درباره کاربرد دیپ لرنینگ و یادگیری عمیق در بازرسی و طبقه بندی محصولات غذایی

دیپ لرنینگ چیست و چه کاربردی در صنایع دارد؟

یادگیری عمیق نوعی هوش مصنوعی است که با تقلید روش کار سیستم پردازش اطلاعات مغز انسان، به پردازش داده‌های مختلف می‌پردازد. این فناوری قادر به کنترل کیفیت و بازرسی محصولات و کنترل صددرصدی خطوط تولید است.

دیگر کاربرد های یادگیری عمیق و دیپ لرنینگ