Приложение для смартфона может помочь при сборе урожая арахиса
Ежегодный урожай арахиса в Джорджии приносит более $600 млн, но определение оптимального времени сбора урожая может быть сложным. Существующие методы оценки трудоемки и подвержены человеческим ошибкам, что приводит к миллионным потерям урожая каждый год.
Исследователи из Инженерного колледжа Университета Джорджии разработали портативную систему на базе смартфона для анализа зрелости арахиса, чтобы помочь фермерам повысить качество и количество урожая, предоставив более быстрые и точные данные.
От дней к минутам
Один из основных текущих методов определения зрелости арахиса — визуальная оценка по цвету скорлупы на специальной панели. Этот процесс требует выкапывания образцов и их оценки агентом, что может занимать дни.
Новая система интегрирует технологию смартфона с портативной фотостанцией. Фермер размещает образцы на панели, делает снимок смартфоном, и приложение анализирует цвет арахиса, отправляя данные в онлайн-базу. Отчет можно получить за 3–5 минут.
По словам ведущего автора исследования Руи Ли, быстрое отслеживание зрелости позволяет начать сбор в оптимальное время и снизить потери от афлатоксина — токсина, уровень которого повышается в недозрелом или перезрелом арахисе.
Точность системы
В ходе 52 полевых испытаний система показала следующие ошибки по сравнению с оценкой человеком:
- Расчет процента черно-коричневых стручков: 9%
- Расчет процента черных стручков: 18.8%
- Подсчет общего количества стручков в образце: 5.8%
Несмотря на расхождения, система доказала концепцию возможности предоставления быстрых и надежных результатов.
Будущие улучшения
Систему можно улучшить двумя способами:
- Оптимизировать условия освещения для стабильного качества изображений.
- Улучшить функцию распознавания цвета с помощью алгоритмов на основе данных.
Исследователи считают, что после накопления достаточного объема данных оценок человека, алгоритмы машинного обучения смогут повысить точность системы и, возможно, создать прогнозную модель для сбора урожая.
Проект, поддержанный грантами National Science Foundation ICORP, Venturewell и Georgia Peanut Commission, привел к подаче двух патентов на полезную модель.
Польза для потребителя
По словам исполнительного директора Georgia Peanut Commission Дона Келера, система не только экономит время фермеров, но и улучшает определение зрелости, что напрямую связано со вкусом арахиса для потребителя. Фермеры, участвовавшие в испытаниях, высоко оценили портативность и низкую стоимость системы.