Un Article De 130 Pages Rédigé Par Un Médecin De L'université Du Zhejiang Vous Apprend À Cueillir Des Pastèques À L'aide De L'intelligence Artificielle
Si vous demandez quel fruit se marie le mieux avec l’été, la réponse doit être la pastèque. En tant que producteur et consommateur majeur de pastèque, la Chine a consommé 70% de pastèque en 2018 pour une population mondiale de 20%, soit 100 kilogrammes par personne. Comment choisir le melon le plus sucré est également devenu un sujet de grande préoccupation pour les « mangeurs de melons ». Un doctorant de l’Université du Zhejiang a utilisé des méthodes d’apprentissage automatique pour juger de la maturité des pastèques, ce qui est très terre-à-terre.
Les mégadonnées montrent que cet été est le plus chaud depuis 140 ans. « Chaleur » est devenu un mot à la mode dans le monde entier. Nous avons connu le mois de juin le plus chaud, nous venons de dire adieu au mois de juillet le plus chaud et nous entrons dans le mois d'août le plus chaud...
Face à la chaleur insupportable, tenant un demi-morceau de froidpastèqueManger un repas copieux est sans aucun doute le meilleur choix pour soulager la chaleur. Mangez-le en le mâchant, en le prélevant avec une cuillère, en le mixant dans des smoothies, en le faisant frire, en le grillant, il a bon goût, peu importe comment vous le mangez...
Ce que signifie la pastèque pour les Chinois
Dans le monde, il n’y a probablement aucun groupe de personnes qui aiment, mangent ou savent manger la pastèque plus que les Chinois.
depuis Il y a plus de 1 000 ansAu cours des dynasties du Nord et du Sud, la pastèque a été introduite en Chine et a progressivement commencé à devenir le fruit d'été dominant.
Les historiens ont vérifié qu'il y a plus de 1 000 ansrégion de PékinLa pastèque est plantée en Chine depuis longtemps. La première scène de personnes mangeant de la pastèque a été découverte sur une fresque murale dans une tombe de la dynastie Liao en Mongolie intérieure.Entre 1026 et 1027 après J.-C.
Lorsque la pastèque a été introduite pour la première fois en Chine, elle était appréciée exclusivement par la noblesse. Jusqu'en 1143 après J.-C.,Hong Hao, un fonctionnaire de la dynastie des Song du SudÀ son retour de sa mission au Royaume de Jin, il rapporta des graines de pastèque cultivées par le peuple Jin.À partir de ce moment-là, les pastèques étaient disponibles dans la région de Jiangnan et les gens ordinaires pouvaient les manger.
Dans le Songmo Jiwen écrit par Hong Hao, il y a une description de la pastèque : « La pastèque est ronde et en forme de plaque, et sa couleur est très verte, mais elle devient jaune après un an. Sa tige est semblable à celle d'un melon.Son goût est sucré et croquant, juteux et particulièrement froid.Je l'ai emporté chez moi et maintenant je l'ai dans tous les jardins interdits et parcs du village. "
Après cela, la pastèque a commencé à apparaître fréquemment dans les écrits des lettrés des Song du Sud. Des mots tels que « la pastèque a été mangée partout ces dernières années », « là où la pastèque est jaune, les vignes sont comme des tissages » et « ramasser des pastèques en étant ivre et les fendre » indiquent tous que la pastèque est devenue populaire.De plus en plus populaire.
La pastèque fait désormais partie de la culture chinoise. De nombreuses expressions idiomatiques sont liées à la pastèque : Lao Wang vend des pastèques, les pastèques sont mûres, les pastèques sont mûres et tombent de la vigne, suivez les vignes pour trouver la pastèque...
En 2004,Situé dans la ville de Panggezhuang, district de Daxing, Pékin "Musée de la pastèque de Chine",Le musée a officiellement ouvert ses portes avec le thème « Pastèque volante » à l'extérieur, ce qui suggère que les pastèques chinoises volent à l'étranger. Il s’agit du premier musée sur le thème de la pastèque du pays. Le musée montre aux gens l'histoire, la culture, la culture et la technologie de la pastèque.
selonOrganisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) Selon les données publiées, mon pays est devenu le plus grand producteur et consommateur de pastèques au monde.2018mon pays a digéré plus de 70 millions de tonnesPastèque, c'est-à-dire la consommation par habitant 100 jin.
Alors, devant la pastèque, nous pouvons tous dire fièrement : j'ai enfin atteint la liberté des fruits !
La méthode universelle pour cueillir des melons : le frapper
Cependant, il est facile de manger des melons mais difficile de les choisir.Face à un tas de pastèques qui se ressemblent, comment choisir la meilleure et la plus sucrée ? La méthode universelle est : frappez-le.
Mais en fait, de nombreux « mangeurs de melons » ont frappé et frappé mais n'ont pas pu entendre de réponse de la pastèque.
Alors, unDoctorat de l'Université du ZhejiangA écrit un article 130 pagesPapiers« Étude sur la technologie et le dispositif de détection acoustique de la maturité et de la cavité interne de la pastèque »Adresse du document :http://t.cn/AiYcAYei）, nous explique comment utiliser la technologie de l'intelligence artificielle pour identifier la pastèque la plus sucrée à partir du bruit des coups frappés dessus.
Bien sûr, son intention initiale en faisant cette recherche était d’augmenter les revenus des producteurs de pastèques et d’accroître l’exportation de pastèques. Cela profitera également à nos vastes « masses consommatrices de melons ».
Comment juger la maturité d'une pastèque par la méthode traditionnelle
La production et la superficie de plantation de pastèques de mon pays sont les premières au monde, mais le volume d'exportation est inférieur à 1% de la production, non seulement parce que nous consommons davantage nous-mêmes, mais aussi parce queLes moyens d’inspection et de transformation post-récolte des pastèques sont arriérés, ce qui entraîne une qualité inégale et un faible niveau de commercialisation.
Le fait que la pastèque soit récoltée au bon moment a un grand impact sur sa qualité. Cueillir la pastèque lorsqu’elle est trop mûre ou pas mûre affectera sa qualité et son goût. Dans notre pays,Le moment de la récolte dépend principalement de l’expérience subjective des producteurs de melons.Ils jugent souvent la maturité des pastèques par leur cycle de croissance, leur climat (principalement la température) et en observant la couleur et la texture de l'écorce.
Bien sûr, il existe une autre astuce, mentionnée ci-dessus, qui consiste à frapper sur l'écorce du melon et à écouter le son. C’est la méthode la plus couramment utilisée par les producteurs de melons à l’heure actuelle.
En général,Les pastèques non mûres ont un son plus croustillant.Quand vous le frappez, il fait un bruit de « dong dong dong ».Le son d’un melon mûr est relativement faible et trouble.Le son est « bang bang bang », tandis qu'une pastèque trop mûre produira un son « pop pop pop ». Les tests manuels un par un prennent du temps, demandent beaucoup de travail et dépendent de l'expérience, et leur précision ne peut être garantie.
De nos jours, les technologies telles que les ordinateurs, le traitement d’images et les capteurs se développent rapidement. L’utilisation généralisée de ces technologies dans les tests de qualité des produits agricoles peut considérablement améliorer l’efficacité et la précision des tests.
Utiliser l'apprentissage automatique pour prendre des décisions précises et efficaces
Grâce à des recherches, les auteurs ont découvert que les changements dans la maturité de la pastèque sont généralement étroitement liés aux changements dans la composition interne (comme la teneur en sucre) et la structure (comme l'augmentation du volume et de la masse, et le creux interne), et ces changements peuvent également conduire àParamètres caractéristiques acoustiqueschangements, il croit donc que l'utilisationMéthodes d'essais acoustiques non destructifs,Il est plus approprié de juger la maturité de la pastèque à travers différentes méthodes et techniques de modélisation.
De plus, par rapport à d'autres méthodes de détection, telles que le laser, la résonance magnétique nucléaire et d'autres technologies, la détection de caractéristiques acoustiques présente les avantages d'un prix bas, d'une efficacité de détection élevée et d'une grande précision. Après l’expérience, les auteurs ont conclu queMéthode LS-SVMLes meilleures performances en matière de modélisation de la classification de la maturité des pastèques,La précision de prédiction est de 73,6%.
Sur la base de l'optimisation de la structure et des matériaux du dispositif de détection acoustique et après débruitage du signal de cliquetis, les auteurs ont mené deux expériences :Test de classification de maturité et test de détermination du creux.
La pastèque Qilin a été sélectionnée comme échantillon dans l’expérience. La pastèque a été cueillie par lots par les producteurs de melons du cinquième groupe du village de Wushanqian, ville de Cangqian, district de Yuhang, ville de Hangzhou, dans la serre à melons, puis transférée au laboratoire immédiatement après la cueillette.
Dans l'expérience de classification de la maturité, 147 melons non creux ont été sélectionnés et répartis aléatoirement en deux groupes : 75 dans l'ensemble de modélisation et 72 dans l'ensemble de prédiction.
Dans le test de détermination du creux, 190 échantillons (y compris des melons creux) ont été sélectionnés et divisés aléatoirement en deux groupes, 97 pour l'ensemble de modélisation et 93 pour l'ensemble de prédiction.
L'ensemble de modélisation est utilisé pour établir le modèle de classification ou de jugement creux des échantillons, et l'ensemble de prédiction est utilisé pour tester les performances du modèle.
L'expérience a utilisé quatreAlgorithmes d'apprentissage automatique superviséet des algorithmes de reconnaissance de formes, respectivement.Analyse discriminante linéaire (LDA), K-plus petit voisin le plus proche (KNN), réseau neuronal BP (ANN) et machine à vecteurs de support des moindres carrés (LS-SVM),Les caractéristiques acoustiques ont été utilisées pour classer trois types de pastèques : non mûres, mûres et trop mûres. De plus, des pastèques creuses ont également été identifiées.
Afin d'éliminer les effets néfastes du fractionnement des pics dans le spectre du son de la pastèque tapée, les auteurs ont définiunL'indice de moment du premier ordre MI1 et l'indice de moment du second ordre MI2,Car dans le test de piqûre de la pastèque (pour déterminer la fermeté de la chair), ces deux paramètres sont fortement corrélés à la maturité de la pastèque.Il est utilisé comme paramètre caractéristique acoustique pour la classification de la maturité de la pastèque.
L'algorithme d'identification du melon le plus approprié : LS-SVM
Les résultats expérimentaux montrent que la précision de l'ensemble de modélisation et de l'ensemble de prédiction de l'algorithme LS-SVM est respectivement de 76% et 73,6%, ce qui est supérieur aux résultats de classification des trois autres classificateurs.
De plus, la précision de l'ensemble de modélisation du réseau neuronal et de l'ensemble de prédiction est respectivement de 73,3% et 66,6%, juste derrière LS-SVM.
Les auteurs concluent :LS-SVM utilise un système d'équations linéairesLe problème de programmation quadratique de SVM est simplifié et l'efficacité de la classification est considérablement améliorée.Introduction d'un facteur de pénalitéMinimiser les risques structurels. Cette méthode est plus adaptée au traitement de petits ensembles d’échantillons, d’ensembles d’échantillons déséquilibrés et d’ensembles d’échantillons de pastèques déséquilibrés pour la classification ;
et LDA L'algorithme est adapté aux problèmes de classification linéaire ;KNN Lorsque l'algorithme classe un ensemble d'échantillons déséquilibré, il est facile de rendre les échantillons de position biaisés en faveur de la classe d'échantillons avec un grand nombre, ce qui entraîne une erreur de classification plus importante ;Réseaux neuronauxLe classificateur présente l’inconvénient d’être sur-ajusté et d’être susceptible de tomber dans des valeurs extrêmes locales.
En outre, les auteurs ont également utilisé les quatre méthodes ci-dessus et la méthode du seuil empirique du rapport énergétique pour calculer le rapport énergétique basé sur MI1, MI2 et le rapport énergétique E.r est le paramètre caractéristique, et les échantillons déséquilibrés sontIdentification des melons creux.
L'auteur utilise Fβ Le score est utilisé comme indicateur d’évaluation du classificateur. Sa signification physique est d'attribuer des poids différents à la précision et au rappel, de combiner les deux en un seul score et de juger de manière exhaustive la précision du classificateur dans la classification de l'échantillon global et d'un certain type d'échantillon.
Dans la formule de définition, TP est le nombre d'échantillons correctement classés comme melons creux, TN est le nombre d'échantillons correctement classés comme bons melons, P est le nombre réel d'échantillons de melons creux et N est le nombre réel de bons échantillons de melons. Dans cet article, β = 2.
Parmi ces méthodes d’identification, LS-SVM a le meilleur effet de classification.Le F de son ensemble de modélisation et de son ensemble de prédictionβ Les scores sont respectivement de 88,1% et 74,7%.
Il semble qu'un docteur de l'Université du Zhejiang ait déjà découvert pour nous comment choisir le melon le plus sucré.
Mangez du melon, nous sommes les plus scientifiques
Après des milliers d'années d'accumulation, la pastèque est devenue de plus en plus une partie de la vie des Chinois. Comme le dit le proverbe : « Si vous n’avez jamais mangé de pastèque en été, vous n’êtes pas qualifié pour parler de la vie. »
De nos jours, les mots à la mode sur les réseaux sociaux sont très populaires « Foule de mangeurs de melons »Cela démontre également pleinement notre amour pour la pastèque. À l'origine, le « melon » dans « foule mangeuse de melons » faisait référence aux graines de melon, mais à mesure que la pastèque est devenue populaire parmi la population, le « melon » a progressivement évolué en « pastèque ».
Pour les étudiants dans le domaine de l'intelligence artificielle, le « melon » le plus familier doit être celui écrit par le professeur Zhou Zhihua de l'Université de Nanjing. Livre sur l'apprentissage automatique et la pastèque.
Il semble que le professeur Zhou Zhihua doit également beaucoup aimer manger de la pastèque.
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