Στον κόσμο της κατασκευής, οι υπολογιστές έχουν μείνει πίσω. Η βιομηχανία μόλις άρχισε να εκμεταλλεύεται τις τεράστιες δυνατότητες που προσφέρει η τεχνητή νοημοσύνη. Ωστόσο, η σύγκλιση της τεχνητής νοημοσύνης και της κατασκευής έχει ήδη αρχίσει να έχει αντίκτυπο. Αυτό το άρθρο θα διερευνήσει πώς η όραση υπολογιστή μεταμορφώνει τα εργοστάσια της βιομηχανίας. Παρέχοντας στα μηχανήματα καθαρές εικόνες των προϊόντων με τα οποία εργάζονται, αυτή η τεχνολογία επιτρέπει στους κατασκευαστές να μειώσουν το κόστος, να αυξήσουν την απόδοση και να βελτιώσουν την απόδοση.
Τους επιτρέπει επίσης παρακολουθεί και επιδιορθώνει ακόμη και προβλήματα καθώς προκύπτουναντί να περιμένετε να πάνε τα πράγματα στραβά και να χρειαστεί να παραγγείλετε ακριβά ανταλλακτικά ή να κάνετε επίπονες εργασίες επισκευής. Το πρώτο βήμα για να το πετύχεις; Κατανοήστε πώς είναι πραγματικά το εργοστάσιό σας από την άποψη της πληροφορικής. Ας ρίξουμε μια ματιά στο πώς η μηχανική όραση μεταμορφώνει τα εργοστάσια σε όλο τον κόσμο διερευνώντας μερικά βασικά παραδείγματα.
Τι είναι η όραση υπολογιστή;
Η μηχανική όραση είναι η διαδικασία με την οποία οι υπολογιστές αντιλαμβάνονται τον κόσμο. Διαφέρει από την ανθρώπινη όραση με μερικούς βασικούς τρόπους. Πρώτα απ 'όλα, η μηχανική όραση είναι ψηφιακή. Οι αλγόριθμοι υπολογιστικής όρασης μπορούν να ανιχνεύσουν σχήματα και χρώματα, αλλά στην πραγματικότητα δεν μπορούν να δουν τίποτα. Οι άνθρωποι βλέπουν χρώματα, αλλά ανιχνεύουμε και σχήματα. Αυτό είναι που κάνει την όραση υπολογιστή τόσο πολύτιμη. Η όραση υπολογιστών είναι ένα υποπεδίο της μηχανικής μάθησης. Όταν εκπαιδεύετε έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης, στην πραγματικότητα τον διδάσκετε. Του παρουσιάζονται παραδείγματα και μαθαίνει από αυτά. Όσο περισσότερα παραδείγματα του δείξετε, τόσο πιο ακριβής θα είναι. Αυτό συμβαίνει όταν εκπαιδεύετε έναν αλγόριθμο όρασης υπολογιστή. Αφού το τροφοδοτήσετε με πολλά οπτικά δεδομένα, γίνεται όλο και πιο ακριβές.
Πώς λειτουργεί η τεχνητή όραση;
Η τεχνητή όραση συνίσταται στην απόκτηση μιας καθαρής εικόνας του κόσμου. Για να το κάνετε αυτό, χρειάζεστε κάποιο τρόπο να ανιχνεύσετε τι συμβαίνει στη σκηνή. Υπάρχουν πολλοί τρόποι να το κάνεις. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια κάμερα, για παράδειγμα, ή μπορείτε να έχετε αισθητήρες που ανιχνεύουν τον κόσμο γύρω σας. Είτε έτσι είτε αλλιώς, χρησιμοποιείτε κάτι που ονομάζεται αισθητήρας για την ανίχνευση οπτικών δεδομένων. Στη συνέχεια, χρειάζεστε έναν τρόπο να ερμηνεύσετε τι ανιχνεύουν αυτοί οι αισθητήρες. Οι αλγόριθμοι υπολογιστικής όρασης το κάνουν αυτό μέσω μιας έννοιας που ονομάζεται εξαγωγή χαρακτηριστικών. Τα οπτικά δεδομένα από τον αισθητήρα μετατρέπονται σε αριθμητικές τιμές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τον αλγόριθμο.
Τύποι τεχνητής όρασης
Μερικοί από τους τύπους υπολογιστικής όρασης ή τεχνολογιών που εφαρμόζονται στην τεχνητή όραση είναι:
- βαθιά μάθηση: Τα συστήματα βαθιάς μάθησης, γνωστά και ως νευρωνικά δίκτυα, βρίσκονται στον πυρήνα της μηχανικής όρασης. Έχουν σχεδιαστεί για να μαθαίνουν και να βελτιώνονται με την εμπειρία, ενώ είναι επεκτάσιμα και αρκετά ευέλικτα ώστε να προσαρμόζονται στην ταχεία ανάπτυξη νέων τεχνολογιών. Συνήθως εκπαιδεύονται σε μεγάλα σύνολα δεδομένων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μια μεγάλη ποικιλία εργασιών, συμπεριλαμβανομένης της όρασης υπολογιστή, της αναγνώρισης αντικειμένων, της κατανόησης γλώσσας και των συμπερασμάτων. Τα συστήματα βαθιάς μάθησης, γνωστά και ως νευρωνικά δίκτυα, βρίσκονται στον πυρήνα της όρασης υπολογιστών. Έχουν σχεδιαστεί για να μαθαίνουν και να βελτιώνονται με την εμπειρία, ενώ είναι επεκτάσιμα και αρκετά ευέλικτα ώστε να προσαρμόζονται στην ταχεία ανάπτυξη νέων τεχνολογιών. Συνήθως εκπαιδεύονται σε μεγάλα σύνολα δεδομένων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μια μεγάλη ποικιλία εργασιών, συμπεριλαμβανομένης της όρασης υπολογιστή, της αναγνώρισης αντικειμένων, της κατανόησης γλώσσας και των συμπερασμάτων.
- ενισχυτική μάθηση: Τα συστήματα ενισχυτικής μάθησης χρησιμοποιούν AI για να τροποποιήσουν το σύστημα με βάση τη συμπεριφορά των χρηστών. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ένας εικονικός πράκτορας που ακολουθεί την κίνηση του χρήστη και αντιδρά με βάση παραμέτρους όπως η τοποθεσία και ο χρόνος. Στο VR, αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μιας διαδραστικής εμπειρίας όπου αντικείμενα στον εικονικό κόσμο ανταποκρίνονται στις ενέργειες του χρήστη, για παράδειγμα μια πόρτα που ανοίγει όταν ο χρήστης την πλησιάζει. Τα συστήματα ενισχυτικής μάθησης χρησιμοποιούν AI για να τροποποιήσουν το σύστημα με βάση τη συμπεριφορά των χρηστών. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ένας εικονικός πράκτορας που ακολουθεί την κίνηση του χρήστη και αντιδρά με βάση παραμέτρους όπως η τοποθεσία και ο χρόνος. Στο VR, αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μιας διαδραστικής εμπειρίας όπου αντικείμενα στον εικονικό κόσμο ανταποκρίνονται στις ενέργειες του χρήστη, για παράδειγμα μια πόρτα που ανοίγει όταν ο χρήστης την πλησιάζει.
- ημι-εποπτευόμενη μάθηση: Ημι-εποπτευόμενα συστήματα εκπαιδεύουν τα μοντέλα τους χρησιμοποιώντας μόνο ένα υποσύνολο των δεδομένων με ετικέτα. Για παράδειγμα, μια εφαρμογή είναι να αναγνωρίζουμε αντικείμενα χωρίς να επισημαίνουμε τα σχήματά τους. Μια αθλητική ομάδα χρησιμοποιεί ημι-εποπτευόμενη τεχνητή νοημοσύνη για να βρει παίκτες σε πλάνα χωρίς να γνωρίζει τα ονόματά τους.
Πώς η όραση υπολογιστή μεταμορφώνει τα εργοστάσια παρακολουθώντας εξαρτήματα
Ένα από τα πρώτα οφέλη της όρασης υπολογιστή ήταν η βελτιωμένη επιθεώρηση. Όχι μόνο οι κάμερες είναι καλές στο να εντοπίζουν ελαττώματα, αλλά η μηχανική όραση είναι εξαιρετική στον εντοπισμό τους. Αυτό την καθιστά βασική τεχνολογία για τη βελτίωση της ποιότητας, επιτρέποντας στους κατασκευαστές να αντιληφθούν προβλήματα προτού οδηγήσουν σε δαπανηρή επανεπεξεργασία. Η όραση υπολογιστή είναι επίσης ιδιαίτερα αποτελεσματική στην αυτοματοποίηση της επιθεώρησης μεγάλων και περίπλοκων εξαρτημάτων. Αυτό σας δίνει μια άποψη ολόκληρου του αντικειμένου που είναι πολύ πιο εύκολο να αναλυθεί από μια άποψη ενός μικρού τμήματος. Είναι πολύ πιο πιθανό να εντοπίσετε ένα πρόβλημα που διαφορετικά δεν θα παρατηρούσατε. Ένας αλγόριθμος όρασης υπολογιστή μπορεί επίσης να σας βοηθήσει να λύσετε αυτά τα προβλήματα. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την όραση υπολογιστή για να δημιουργήσετε ένα ψηφιακό μοντέλο του εξαρτήματος και να το χρησιμοποιήσετε για να παρακολουθείτε τα ελαττώματα καθώς εμφανίζονται και να παρακολουθείτε την πρόοδό τους καθώς επιδιορθώνονται.
Πώς η όραση υπολογιστή μεταμορφώνει τα εργοστάσια μέσω του εξοπλισμού παρακολούθησης
Τα ίδια πλεονεκτήματα που κάνουν την όραση υπολογιστή εξαιρετική για την επιθεώρηση εξαρτημάτων τον καθιστούν επίσης καλή επιλογή για εξοπλισμό παρακολούθησης. Ενώ μια κάμερα μπορεί να είναι πολύ μικρή για να δει την εσωτερική λειτουργία ενός μηχανήματος, η όραση υπολογιστή μπορεί εύκολα να χαρτογραφήσει ολόκληρο το εσωτερικό του μηχανήματος και να χαρτογραφήσει τα εξαρτήματα που περιέχει. Αυτό σας επιτρέπει να δείτε ακριβώς τι συμβαίνει και να εντοπίσετε πιθανά προβλήματα. Η όραση υπολογιστή είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την ανίχνευση προβλημάτων σε μηχανήματα. Μπορεί εύκολα να ανιχνεύσει κινήσεις που θα μπορούσε να χάσει ένας άνθρωπος. Μπορείτε επίσης να εντοπίσετε προβλήματα με το ίδιο το μηχάνημα καθώς παρουσιάζονται, όπως ελαττωματικά εξαρτήματα. Όταν πρόκειται για την παρακολούθηση της παραγωγής, η όραση υπολογιστή μπορεί να εντοπίσει πράγματα που μπορεί να χάσει ένας άνθρωπος. Μπορεί επίσης να ανιχνεύσει ανωμαλίες στα δεδομένα που ένας άνθρωπος δεν θα παρατηρούσε. Αυτά τα σημεία ονομάζονται ανωμαλίες επειδή δεν ταιριάζουν με τα υπόλοιπα δεδομένα. Αυτό μπορεί να σας βοηθήσει να εντοπίσετε πιθανά προβλήματα στις διαδικασίες σας. Μπορεί επίσης να σας βοηθήσει να δώσετε προτεραιότητα στα προβλήματα και να βρείτε λύσεις για τη βελτίωση της παραγωγής.
Πώς η μηχανική όραση μεταμορφώνει τα εργοστάσια παρακολουθώντας τους υπαλλήλους
Ακριβώς όπως η μηχανική όραση είναι κατάλληλη για την επιθεώρηση εξαρτημάτων, είναι επίσης κατάλληλη για την παρακολούθηση εργαζομένων. Αυτό το καθιστά έναν χρήσιμο τρόπο για να βελτιώσετε την ασφάλεια και να κρατήσετε τους ανθρώπους σε εγρήγορση. Είναι επίσης ένας χρήσιμος τρόπος για να μειώσετε την κούραση και τα προβλήματα που σχετίζονται με την κόπωση. Η όραση υπολογιστή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση εργαζομένων που κινούνται γύρω από το εργοστάσιο. Αυτό μπορεί να σας βοηθήσει να χαρτογραφήσετε το περιβάλλον εργασίας σας και να εντοπίσετε προβλήματα όπως φραγμένα ή πολυσύχναστα μονοπάτια. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε την όραση υπολογιστή για να παρακολουθείτε τις δραστηριότητες κάθε εργαζόμενου. Αυτό σας επιτρέπει να παρακολουθείτε την απόδοσή σας, εντοπίζοντας πιθανά σφάλματα προτού προκαλέσουν δαπανηρή επανεπεξεργασία. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε την όραση υπολογιστή για να παρακολουθείτε τον εξοπλισμό και τα μηχανήματα. Αυτό σας επιτρέπει να εντοπίσετε προβλήματα μηχανημάτων που είναι εύκολο να χαθούν με το ανθρώπινο μάτι.
Πώς η όραση υπολογιστή μεταμορφώνει τα εργοστάσια μέσω του εντοπισμού ελαττωμάτων
Η όραση υπολογιστή είναι επίσης ένα εξαιρετικό εργαλείο για τον εντοπισμό ελαττωμάτων. Αυτό είναι πολύ λογικό, καθώς πολλά από τα ίδια πλεονεκτήματα που το καθιστούν καλό εργαλείο για ανταλλακτικό έλεγχο σημαίνουν επίσης ότι είναι ένα καλό εργαλείο για τον εντοπισμό ελαττωμάτων εξαρτημάτων. Η όραση υπολογιστή είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για τον εντοπισμό ελαττωμάτων σε πρώιμο στάδιο. Αυτό σημαίνει ότι είναι λιγότερο πιθανό να χρειαστεί να παραγγείλετε δαπανηρές επισκευές ή λύσεις. Η όραση υπολογιστή είναι επίσης ιδιαίτερα κατάλληλη για την ανίχνευση επιφανειακών ελαττωμάτων, όπως γρατσουνιές ή ελαττώματα βαφής. Αυτό το καθιστά μια καλή επιλογή για ποιοτικό έλεγχο.
3D σάρωση
Όταν ξεκινάτε να χρησιμοποιείτε την όραση υπολογιστή για να καταλάβετε πώς είναι πραγματικά το εργοστάσιό σας, είναι φυσικό να αναρωτιέστε τι χάνετε. Το προφανές επόμενο βήμα είναι να αρχίσετε να χρησιμοποιείτε κάμερες για να δημιουργείτε τρισδιάστατα μοντέλα του περιβάλλοντός σας. Αυτή η προσέγγιση με βάση τα δεδομένα στη μηχανική όραση αναφέρεται συχνά ως βαθιά μάθηση. Και, για άλλη μια φορά, είναι πολύ λογικό. Οι αλγόριθμοι μηχανικής όρασης συνήθως εκπαιδεύονται σε μικρό αριθμό παραδειγμάτων. Αυτή είναι μια πολύ επιφανειακή μορφή μηχανικής μάθησης. Χρειάζονται πολλά οπτικά δεδομένα για να εκπαιδεύσετε έναν αλγόριθμο βαθιάς μάθησης, αλλά μόλις γίνει αυτό, μπορείτε να δείτε πολλά στα δεδομένα.
ρομποτική όραση
Ωστόσο, η τρισδιάστατη σάρωση δημιουργεί ένα πιθανό πρόβλημα. Λειτουργεί εξαιρετικά για επιτόπιους ελέγχους, αλλά μόλις δημιουργήσετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο, έχετε κολλήσει σε αυτό. Και, μόλις αρχίσετε να χρησιμοποιείτε την όραση υπολογιστή για την παρακολούθηση και την αναγνώριση μερών, πιθανότατα θα αρχίσετε να προσκρούετε σε πράγματα. Ευτυχώς, υπάρχει λύση και για αυτό το πρόβλημα. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την όραση υπολογιστή για να δημιουργήσετε μια οπτική αναπαράσταση του περιβάλλοντος του ρομπότ. Αυτό σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε την όραση υπολογιστή για να εντοπίσετε πιθανά εμπόδια και να τα αποφύγετε.
παρακολούθηση βίντεο
Μόλις αρχίσετε να χρησιμοποιείτε την όραση υπολογιστή στο μηχάνημά σας, πιθανότατα θα θέλετε να κάνετε το ίδιο και με τον εξοπλισμό σας. Μπορείτε να το κάνετε αυτό δημιουργώντας οπτικές αναπαραστάσεις της ομάδας. Αυτή η προσέγγιση ονομάζεται συχνά οπτικοποίηση. Μπορείτε να δημιουργήσετε οπτικοποιήσεις για να σας βοηθήσουν να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ο υπολογιστής σας ή μπορείτε να δημιουργήσετε απεικονίσεις που θα σας βοηθήσουν να εκπαιδεύσετε τους αλγόριθμους όρασης του υπολογιστή σας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οπτικοποιήσεις για να δημιουργήσετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο του μηχανήματος σας.
AI και αισθητήρες
Η όραση του υπολογιστή είναι βασικό συστατικό σε πολλές εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης. Αυτά περιλαμβάνουν πράγματα όπως η αναγνώριση εικόνας, η μετάφραση γλώσσας και η σύνθεση ομιλίας. Η όραση υπολογιστών είναι επίσης καθοριστική για την ανάπτυξη των νευρωνικών δικτύων. Αυτά αποτελούν βασικό μέρος των εφαρμογών βαθιάς μάθησης. Η όραση με υπολογιστή είναι πολύ περισσότερα από την απλή ανίχνευση οπτικών δεδομένων. Αυτά τα συστήματα πρέπει να εκπαιδευτούν με πολλά παραδείγματα για να είναι χρήσιμα. Πρέπει επίσης να αναπτυχθούν σε όλη τη γραμμή παραγωγής.