现在很多人喜欢喝咖啡,但是大部分人却不知道,生咖啡豆在烘培之前,必须先剔除质量不好的豆子,以免降低烘培后的咖啡豆质量。然而,长期以来,挑选咖啡豆的工作只能人力来做,也就是将豆子摊开在桌上,一颗一颗慢慢地挑。
最近,台湾清华大学电机信息学院院长黄能富教授联合工业计算机厂商新汉研发了一款咖啡豆挑选机器人,结合机械手臂和人工智能,让现有人工挑选咖啡豆作业全面自动化,协助农民与咖啡豆烘焙工厂节省人力与时间成本。
黄能富是智慧农业领域的宗师级人物,多年来一直专注推动农业自动化,他常常到田间地头访问农民,亲自了解他们的痛点与需求,希望能够通过物联网技术和人工智能来满足他们的需求。
在某次走访云林古坑与花莲瑞穗的咖啡农民后,黄能富教授发现,“挑选生豆”是咖啡农民们现阶段最头痛的问题之一。在参观新汉的机械手臂后,黄能富终于找到了解决问题的方法,那就是结合机械手臂和人工智能,应用 AI 技术让机器人学会如何辨别质量不好的咖啡豆,再经由机械手臂将这些咖啡豆挑选出来。
挑选咖啡豆不仅旷日费时,而且由于人们长时间注视某件事物时,很容易造成视觉疲劳与精神衰弱,难免会有疏漏,让质量不好的咖啡豆从眼前溜走。再加上人口老龄化问题持续恶化,未来人们势必要将劳动力投放到更重要的事情上,这种重复性高、技术门槛低的工作,交给机器人来完成效率更高。
为此,黄能富决定研发一套自动挑选咖啡豆的机器人,帮助农民及咖啡豆烘焙工厂节省时间和人力。黄能富教授的研究团队首先尽力了一个自动化挑选缺陷咖啡豆的AI模型,然后由新汉负责将机器人和AI整合作业。
新汉采用六轴的机器人能富教授的研究团队拍摄三百多颗好的、坏的咖啡豆 360 度的图片,总计上万张照片训练出来的人工智能模型,通过微软的 Azure IOT Hub 搭建沟通平台,快速在所有的咖啡豆中进行筛检,找出有瑕疵的咖啡豆并标出坐标,并通过Azure IOT Hub将信息共享给新汉的机械手臂,由机器人移动到人工智能指定的坐标,将有瑕疵的咖啡豆挑出来,完成人工智能和机器人的串接。
机器人与农业的整合将会是世界的大趋势,尤其在东南亚等国家,都会是智慧农业新的发展重心,因为东南亚相对粗放而不精致化的农业,非常适合由机械来代替。机械手臂可以做到比人手更精细的动作,误差更小,对于精准农业来说,引进机器人也是实现产业升级的目标。