این ایده که ماشین‌ها بتوانند برای ما ببینند و عمل کنند، ایده جدیدی نیست. دهه‌هاست که این موضوع علمی تخیلی بوده و اکنون به یک واقعیت تبدیل شده است. کامپیوتر نیز یکی از ماشین‌هایی است که در آن از علم بینایی و هوش مصنوعی استفاده میشود. تمایز اولیه بین بینایی کامپیوتر و بینایی ماشین این است که بینایی کامپیوتر (Computer Vision) ظرفیت بسیار بالاتری برای پردازش دارد، در حالی که بینایی ماشین (Machine Vision) امکان تصمیم‌گیری خودکار را ساده‌تر می‌کند. اصطلاح “دید ماشین” یا “بینایی ماشین” به اجرای بینایی کامپیوتر در یک محیط تجاری یا عملیاتی اشاره دارد. درک و انجام پیش بینی‌های دقیق در بینایی کامپیوتر اولویت بیشتری دارد. در این مطلب از شرکت هوش مصنوعی آویر قرار است به بررسی تفاوت میان بینایی ماشین و بینایی کامپیوتر بپردازیم. با ما همراه باشید.
تعریف مختصری از دید ماشین؛ بینایی ماشین چیست؟
اصطلاح ” بینایی ماشین” به تمرین استفاده از فناوری‌ها و ابزارهای توسعه‌یافته قبلی برای کمک به ماشین‌ها در برقراری ارتباط مؤثر حقایق یا اطلاعات خاص به روش‌های جدید و استفاده از آنها برای حل مسائلی اشاره دارد که در دنیای واقعی رخ می‌دهند.
حوزه کاربرد بینایی ماشین کم و بیش مرتبط با بخش صنعتی تخصصی است، حوزه‌ای که وظایف بسیار دقیق است و شرایط ساده و به خوبی درک شده است؛ زیرا محیط‌های صنعتی دارای شرایط شناخته شده و مستند هستند.
این اصطلاح اکنون به کاربردهایی در بخش‌های صنعتی و غیر صنعتی اشاره دارد. در دنیای صنعت، یکی از رایج ترین کاربردهای سیستم های هوش مصنوعی بینایی ماشین، بازرسی محصولات در طول فرآیند تولید است.
تجزیه و تحلیل وظایف و شرایط باید قبل از شروع طراحی سیستم بینایی ماشین انجام شود. علاوه بر این، طیف گسترده‌ای از کاربردها در دنیای تجاری را دارد، از جمله بازرسی، راهنمایی، شناسایی، ردیابی و بسیاری موارد دیگر. اصل اساسی بینایی ماشین پردازش تصاویری است که از حسگرهای مختلف به کامپیوتر ارسال میشود.
تعریف مختصری از کامپیوتر ویژن؛ بینایی کامپیوتر چیست؟
بینایی کامپیوتر (Computer Vision) فرآیند استخراج اطلاعات ارزشمند از تصاویر یا فیلم‌های دیجیتال با شبیه‌سازی بعضی از پیچیدگی‌های چشم انسان است. بینایی کامپیوتر زیر شاخه‌ای از علوم کامپیوتر است که بر توسعه فناوری‌ها و روش‌هایی متمرکز است که به رایانه‌ها توانایی “دیدن” و درک دنیای اطراف خود را به همان روشی می‌دهد که انسان‌ها انجام می‌دهند.
چشم انداز کامپیوتر در نتیجه پیشرفت‌های فنی که در زمینه هوش مصنوعی و یادگیری ماشین ایجاد شده است، گام مهمی به سمت آینده برداشته است. هدف از این پروژه توسعه سیستم های دیجیتال با مدل سازی سیستم بینایی انسان با هدف پردازش، ارزیابی و درک تصاویر دیجیتال به منظور استخراج بینش معنادار از دنیای واقعی است.
حوزه بینایی رایانه به دنبال خودکارسازی فعالیت هایی است که معمولاً توسط سیستم بینایی انسان انجام شود. به بیان ساده‌تر، تضمین می‌کند که ربات‌ها یک تصویر را به همان شیوه‌ای انجام می‌دهند که انسان‌ها به لطف پردازش تصویر انجام می‌دهند و گاهی حتی بهتر از انسان درک می‌کنند.
بینایی ماشین و بینایی کامپیوتر چگونه با هم کار می‌کنند؟
استفاده از بینایی کامپیوتر، دستگاه‌های کنترل‌شده توسط رایانه را قادر می‌سازد تا وظایف خود را به شیوه‌ای هوشمندتر و ایمن‌تر انجام دهند. بینایی کامپیوتر به ماشین‌ها کمک می‌کند تا به روش‌های بیشتر و متنوع‌تر نسبت به قبل عمل کنند. این فناوری در همه چیز استفاده میشود، از تجهیزات صنعتی و کشاورزی عظیم گرفته تا پهپادهای کوچکی که می‌توانند چهره را تشخیص دهند و به طور مستقل آنها را ردیابی کنند.
در مشاغل صنعتی، ارزش بینایی ماشین برای اهداف بازرسی برای مدت بسیار طولانی تایید شده است. در صورت ترکیب، دوربین‌ها و رایانه‌ها توانایی ضبط و تجزیه و تحلیل تصاویر را با دقت و سرعت بیشتری نسبت به هر شخصی دارند. در فرآیند بسیار دقیق ساخت قطعات برای پیس میکر (باتری قلب) که در خط تولید انجام میشود، نمی توان اشتباه کرد و به همین دلیل نیاز به تکنولوژی دقیق است.
دقت بازرسان انسانی در مقایسه با قدرت چشم و مغز کامپیوتر، خطر بسیار بزرگی برای چنین معاینات عمیقی دارند، و با در نظر گرفتن موارد زیر به راحتی می‌توان فهمید که چرا این مورد است:
حتی اگر کسی به تمام عکس‌هایی که در یک ساعت قبل در اینستاگرام گرفته شده‌اند نگاه کند، ۱۰ سال طول می‌کشد تا این کار را انجام دهد.
بسیاری از شرکت های تولیدی معاصر بدون بازرسی ماشین‌های کامپیوتری به عنوان بخشی از عملیات خود، به سادگی نمی‌توانند در بازار امروز دوام بیاورند و مزیت رقابتی خود را حفظ کنند. یکی از گسترده‌ترین کاربردهای ماشین‌های کامپیوتر در ساخت، بسته‌بندی و تحویل مواد غذایی است.
هر روز، بینایی ماشین در فرآیند کاهش ضایعات در طول فرآیند دسته‌بندی مواد غذایی، حصول اطمینان از بسته‌بندی مواد غذایی به گونه‌ای استفاده میشود که برای حمل و نقل و بررسی تمام برچسب‌ها مناسب باشد.
اگر یک فروشگاه مواد غذایی متوجه شود که برچسب اشتباهی روی مواد غذایی وجود دارد، بلافاصله یک اخطار “خروج اضطراری محصول” صادر می‌کند و همچنین جریمه‌های قابل توجهی را اعمال می‌کند.
با توجه به مقدار اطلاعاتی که اکنون در نتیجه دستورات نظارتی لازم است در برچسب های مواد غذایی درج شود، برای یک فرد عملی نیست که هزاران محصول مارک را که یک کارخانه بسته بندی معمولی هر روز تولید می کند، بررسی کند.
کاربردهای بینایی ماشین
طیف وسیعی از فعالیت‌های دارای پیچیدگی سطح پایین تا متوسط باید تکمیل شود تا بتوان از فناوری بینایی ماشین استفاده مؤثر کرد. با این حال، هنوز هم برای ربات‌هایی مانند جوشکارهای رباتیک، نوار نقاله‌ها و مرتب‌کننده‌ها ضروری است، زیرا بینایی ماشین این ماشین‌ها را قادر می‌سازد تا بدون دخالت شخص، درک، تجزیه و تحلیل و عمل کنند.
استفاده از بینایی ماشین در هر مرحله از فرآیند تولید تأثیر عمده‌ای دارد. این فناوری بر دو حوزه اصلی تمرکز دارد: اولی امکان کارآمدتر و دقیق‌تر را برای اپراتورها فراهم می‌کند و دومی دستیابی به یکپارچگی با تجهیزات صنعتی.
1. بینایی ماشین در ربات‌ها
بینایی ماشین در حال ادغام با ربات‌ها به همان روشی است که سایر فناوری‌ها می‌توانند به سطوح بالایی از دقت، جهت‌گیری و درک دست یابند. البته نکته‌ای که باید در نظر داشته باشید این است که ربات‌های “کور” در کاری که می‌توانند انجام دهند محدود هستند.
با این حال، ربات‌هایی که دید و درک محیط اطراف خود را دارند، می‌توانند به سادگی با شناسایی کارهایی که باید در مرحله بعد انجام شود، طیف گسترده‌ای از کارهای از پیش برنامه‌ریزی شده را انجام دهند.
برداشتن یک محصول یا یک جزء از یک محصول، شناسایی و کار روی یک جزء در هر جهت و دیگر موارد مشابه، همگی نمونه کارهایی هستند که می‌توانند در ربات‌های صنعتی مورد نیاز باشند.
2. بینایی ماشین در تولید
بینایی ماشین در تولید استفاده بسیار زیادی دارد. در زیر برخی از معمولی‌ترین کاربردهای بینایی ماشین در تولید آورده شده است:
- شناسایی عیوب محصولات تولیدی
- انجام تعمیر و نگهداری پیش‌بینی کننده
- تشخیص و خواندن متون و همچنین بارکد
- بررسی بسته‌ها
- ایمنی کارکنان
3. کاربردهای صنعتی بینایی ماشین
سیستم‌های بینایی صنعتی شامل شبکه‌ای از دوربین‌ها هستند که به یک سیستم پردازش کامپیوتری متصلند. طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی ممکن وجود دارد. در زیر بعضی از آنها را نام خواهیم برد:
- مونتاژ محصول
- طبقه بندی قطعات
- محل قرارگیری و طبقه بندی قطعات
- تشخیص ناهنجاری ها و عیوب
- یکپارچگی و قابلیت اطمینان محصول
کاربردهای بینایی کامپیوتر
قابلیت‌های سیستم‌های بینایی بیولوژیکی، حسگرها، کامپیوتر‌ها و الگوریتم‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق از طریق توسعه فناوری‌های بینایی کامپیوتری گرد هم آمده‌اند. به عبارت دیگر، هدف آن انجام همان کارهایی است که بینایی انسان انجام می‌دهد، اما ماشین باید آن را سریعتر و مؤثرتر انجام دهد.
در اینجا برخی از کاربردهای بینایی کامپیوتر آورده شده است:
1. ماشین‌های خودران و بینایی کامپیوتر
وقتی صحبت از ماشین‌های خودران به میان می‌آید، هدف اصلی بینایی کامپیوتر این است که در یک منطقه به روشی حرکت کند که نه تنها ایمن باشد، بلکه سریع، موثر و راحت هم باشد. تحولات اخیر در این حوزه امکان استقرار ایده‌های بدیع را در دنیای واقعی فراهم کرده است.
برای مثال، بینایی کامپیوتر می‌تواند برنامه‌ریزی مسیر مستقل را انجام دهد و حتی نقشه‌های سه بعدی بسازد. همچنین می تواند خطوط، وسایل نقلیه ترافیکی، موانع و سیگنال‌ها را به طور قابل اعتماد تشخیص دهد. تسلا در این بخش پیشتاز است.
2. کاربرد بینایی ماشین در خرده فروشی
هم خرده‌فروشان سنتی و هم بازارهای آنلاین می‌توانند از افزایش کارایی عملیاتی و خدمات سریع به مشتریان بهره‌مند شوند که توسط هوش مصنوعی و «بینایی کامپیوتر» مجهز به “بینایی ربات” (Robot Vision) فعال میشود. در زیر چند نمونه آورده شده است:
- پرداخت با استفاده از یک سیستم کامپیوتری
- کنترل موجودی انبار (مدیریت موجودی)
- قابلیت مشاهده موجودی
- مدیریت زنجیره تامین
- مطالعه رفتار مصرف کننده و تحقیقات بازار
- مدیریت امنیت فروشگاه
3. مدیریت انبار
اتوماسیون کارهای انبار نیز توسط سیستم‌های بینایی کامپیوتر امکان پذیر شده است. از بینایی کامپیوتر می توان در زمینه‌های زیر در شرکت‌ها برای ساخت مدلی برای مدیریت هوشمند انبار استفاده کرد:
- کنترل موجودی شامل اسکن، شمارش و بازرسی
- ربات‌های متحرک خودکار
- سیستم‌های اندازه‌گیری
- ناوبری برای وسایل نقلیه و هواپیماهای بدون سرنشین
آینده فناوری‌های بینایی چگونه است؟
در حال حاضر کاربردهای بالقوه بی‌شماری برای بینایی ماشین در آینده وجود دارد و دامنه این کاربردهای بالقوه تقریباً هر روز بیشتر و بیشتر میشود. دامنه کاربردهای جدید احتمالی همزمان با توسعه فناوری ساختاری گسترش می‌یابد که زیربنای سیستم های بینایی است.
گسترش صنعت، گواه این پدیده است. پیش‌بینی می‌کنیم که به جای اینکه سیستم‌های از قبل موجود برای انجام کارکردهای جدید اصلاح شوند، سیستم‌های بینایی به طور فزاینده‌ای از ابتدا برای دستیابی به اهداف خاص ساخته شوند.
نوآوری و اصلاح مداوم از ویژگی‌های چشم انداز تکنولوژیک امروزی است. این امر نه تنها به این معنی است که بینایی ماشین برای تعداد بیشتری از شرکت‌ها مفید خواهد بود، بلکه به این معنی است که سیستم‌های توسعه‌یافته سازگارتر و به‌طور خاص‌تر برای برآورده کردن نیازهای شرکت‌ها طراحی شده‌اند.
یادگیری عمیق، محاسبات ابری، پردازنده‌های سریعتر و نرم‌افزارهایی که داده‌ها را ادغام می‌کنند، همگی به افزایش تعداد امکانات موجود در زمینه بینایی کامپیوتر کمک می‌کنند. یادگیری ماشین قادر خواهد بود به کارخانه‌ها کمک کند، که متعاقباً می‌تواند داده‌های تولید را با سیستم برنامه‌ریزی منابع سازمانی برای کل شرکت مبادله کند.
از طرف دیگر بینایی ماشین، نوآوری‌های اجزاء، مواد خام بسیار پیشرفته‌تری را ارائه می‌کنند، مانند انتخاب گسترده‌تری از دوربین‌ها که می‌توان از آنها برای تولید راه‌حل‌های بسیار خاص عکس‌برداری، لنزهای جدید، روباتیک پیچیده و موارد دیگر استفاده کرد. این پیشرفت‌ها را می‌توان هم در لپ تاپ‌ها و هم در دستگاه‌های تلفن همراه یافت.
ما در شرکت هوش مصنوعی آویر در کنار شما هستیم تا به سوی تکنولوژی‌های هوش مصنوعی از جمله بینایی ماشین و بینایی کامپیوتر گام برداریم و زندگی و کار را سریعتر و آسان‌تر کنیم. اگر به دنبال استفاده از خدمات هوش مصنوعی هستید، همین حالا با آویر تماس بگیرید.
