저장대학교 의사가 쓴 130페이지 분량의 논문에서 인공지능을 이용해 수박을 따는 방법을 알려줍니다.
여름에 가장 어울리는 과일이 무엇이냐고 묻는다면, 답은 수박일 것입니다. 주요 수박 생산국이자 소비국인 중국은 2018년에 70%의 수박을 소비했고, 세계 인구는 20%로 1인당 100kg에 해당합니다. 가장 달콤한 멜론을 선택하는 방법 역시 "멜론을 먹는 사람들"에게 큰 관심사가 되었습니다. 저장대학교의 한 박사과정 학생은 기계 학습 방법을 사용하여 수박의 익음 정도를 판단했는데, 이는 매우 현실적인 방법입니다.
빅데이터에 따르면 올여름은 140년 만에 가장 더운 것으로 나타났습니다. "더위"는 전 세계적으로 인기 있는 단어가 되었습니다. 가장 더운 6월을 경험했고, 가장 더운 7월에 작별 인사를 하고, 가장 더운 8월을 맞이하고 있습니다...
견딜 수 없는 더위에도 반쪽의 추위를 참으며수박풍성한 식사를 하는 것은 의심할 여지 없이 더위를 식히는 가장 좋은 선택입니다. 씹어서 먹어도 되고, 숟가락으로 떠서 먹어도 되고, 스무디에 섞어 먹어도 되고, 튀겨 먹어도 되고, 구워 먹어도 되고, 어떻게 먹어도 맛있습니다...
수박은 중국인에게 무엇을 의미할까?
세계에서 수박을 더 좋아하고, 더 많이 먹고, 수박을 더 잘 먹는 방법을 아는 사람들은 중국인보다 더 많지 않을 것이다.
~부터 1,000년 이상 전남북조 시대에 수박은 중국에 전래되었고, 점차 여름철 주요 과일로 자리매김하게 되었습니다.
역사가들은 1,000년 이상 전에베이징 지역수박은 중국에서 오래전부터 재배되어 왔습니다. 사람들이 수박을 먹는 가장 오래된 장면은 내몽골의 요나라 무덤 벽화에서 발견되었습니다.서기 1026년에서 1027년 사이.
수박이 처음 중국에 소개되었을 당시에는 귀족들만이 즐겨 먹었습니다. 1143년까지남송의 관리 홍호(洪浩)그는 진나라에서 임무를 마치고 돌아와서 진나라 사람들이 재배한 수박 씨앗을 가져왔습니다.그때부터 수박은 강남 지방에서 쉽게 구할 수 있게 되었고, 일반인도 먹을 수 있게 되었다.
홍호(洪浩)가 지은 송모지문(松毛紙文)에는 수박에 대한 다음과 같은 묘사가 있다. “수박은 둥글고 모양이 판(板) 모양이며, 색깔은 짙은 녹색이지만 1년이 지나면 누렇게 변한다. 줄기는 참외와 비슷하다.달콤하고 바삭바삭하며 육즙이 많고 특히 차가운 맛이 납니다.나는 그것을 집으로 가져갔고, 지금은 금지된 모든 정원과 마을 공원에 그것을 두고 있습니다. "
그 후로 남송 문인들의 글에 수박이 자주 등장하게 되었다. "수박은 요즘 어디서나 먹는다", "수박이 노랗고 덩굴이 짜여 있다", "술을 마시면서 수박을 주워서 쪼갠다" 등의 표현은 수박이 대중화되었음을 보여준다.점점 더 인기를 얻고 있습니다.
수박은 중국 문화의 일부가 되었습니다. 수박과 관련된 관용어가 많이 있습니다. 라오 왕이 수박을 팔다, 수박이 익었다, 수박이 익어서 덩굴에서 떨어지다, 덩굴을 따라 수박을 찾다...
2004년에베이징 다싱구 팡거좡진에 위치 "중국 수박 박물관"박물관은 공식적으로 "비행 수박"이라는 주제로 외부를 장식하며 개관했는데, 이는 해외로 날아가는 중국 수박을 의미한다. 이곳은 국내 최초의 수박을 테마로 한 박물관입니다. 이 박물관에서는 사람들에게 수박의 역사, 재배, 문화, 기술을 보여줍니다.
~에 따르면유엔 식량 농업 기구(FAO) 공개된 자료에 따르면, 우리나라는 세계 최대의 수박 생산국이자 소비국이 되었습니다.2018내 나라는 그 이상을 소화했다 7천만 톤수박, 즉 1인당 소비량 100진.
그러니 수박 앞에서 우리 모두 자랑스럽게 말할 수 있을 겁니다. 마침내 과일의 자유를 얻었어요!
멜론 따기의 보편적인 방법: 두드리기
하지만 멜론을 먹는 것은 쉽지만 선택하는 것은 어렵습니다.비슷하게 생긴 수박이 여러 개 있을 때, 어떻게 하면 가장 맛있고 달콤한 수박을 선택할 수 있을까요? 가장 보편적인 방법은 '노크'입니다.
하지만 실제로는 "수박 먹는 사람들" 중 상당수가 수박을 두드리고 또 두드렸지만 수박에서 아무런 대답도 들리지 않았습니다.
그래서,저장대학교 박사기사를 썼다 130페이지서류"수박의 숙성도 및 내부공극도 측정을 위한 음향 감지 기술 및 장치에 관한 연구"서류 주소:http://t.cn/AiYcAYei）, 인공지능 기술을 사용하여 수박을 두드리는 소리로 가장 달콤한 수박을 식별하는 방법을 알려줍니다.
물론, 그가 이 연구를 한 본래 목적은 수박 농가의 소득을 늘리고 수박 수출을 확대하는 것이었습니다. 또한 이는 우리의 광대한 "수박 먹는 대중"에게도 도움이 될 것입니다.
전통적인 방법으로 수박의 익음 여부를 판단하는 방법
우리나라 수박 생산 및 재배 면적은 세계 1위이지만 수출량은 생산량의 1%에도 미치지 못한다. 이는 우리 스스로 소비량이 많을 뿐만 아니라수박의 수확 후 검사 및 가공 방법이 뒤떨어져 있어 품질이 고르지 않고 상품성도 낮습니다.
수박을 적절한 시기에 수확하는 것은 수박의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 수박이 너무 익었거나 덜 익었을 때 따면 품질과 맛에 영향을 미칩니다. 우리나라에서는수확 시기는 주로 멜론 농부의 주관적인 경험에 따라 달라집니다.그들은 종종 수박의 익음을 성장 주기, 기후(주로 온도)로 판단하고, 껍질의 색깔과 질감을 관찰합니다.
물론, 위에서 언급한 또 다른 방법이 있는데, 멜론 껍질을 두드리고 소리를 듣는 것입니다. 이것은 현재 멜론 농부들이 가장 흔히 사용하는 방법입니다.
일반적으로 말해서,익지 않은 수박은 바삭바삭한 소리가 납니다.두드리면 "동동동" 소리가 납니다.익은 멜론의 소리는 비교적 낮고 탁합니다.소리는 "뱅뱅뱅"이고, 잘 익은 수박은 "팝 퍼프 퍼프"라는 소리를 냅니다. 수동으로 하나하나 테스트하는 것은 시간, 노동 집약적이며 경험에 의존적이며 정확성을 보장할 수 없습니다.
요즘에는 컴퓨터, 이미지 처리, 센서 등의 기술이 급속히 발전하고 있습니다. 농산물 품질 테스트에 이러한 기술을 널리 사용하면 테스트 효율성과 정확성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
머신러닝을 활용해 정확하고 효율적인 판단을 내리세요
연구를 통해 저자들은 수박의 성숙도 변화가 일반적으로 내부 구성(예: 당 함량) 및 구조(예: 부피 및 질량 증가, 내부 속이 비어 있음)의 변화와 밀접하게 관련되어 있으며 이러한 변화가 다음과 같은 결과를 초래할 수도 있음을 발견했습니다.음향 특성 매개변수변화가 있으므로 그는 그것을 사용한다고 믿습니다.음향 비파괴 검사 방법,수박의 익음 정도는 다양한 모델링 방법과 기술을 통해 판단하는 것이 더 적절합니다.
게다가 레이저, 핵자기공명 등의 다른 감지 방법과 비교했을 때 음향 특징 감지는 가격이 저렴하고 감지 효율이 높으며 정확도가 높다는 장점이 있습니다. 실험 후 저자들은 다음과 같은 결론을 내렸습니다.LS-SVM 방법수박 성숙도 분류 모델링에서 가장 우수한 성능을 보였습니다.예측 정확도는 73.6%입니다.
저자들은 음향 감지 장치의 구조와 재료를 최적화하고 노킹 신호의 잡음을 제거한 후 두 가지 실험을 수행했습니다.성숙도 분류 시험 및 중공 결정 시험.
실험의 샘플로 기린수박을 선택했습니다. 수박은 항저우시 위항구 창첸진 우산첸촌 5조 수박 농가에서 온실 수박 창고에서 일괄적으로 수확한 후, 수확 후 바로 실험실로 옮겼습니다.
성숙도 분류 실험에서는 속이 비어 있지 않은 멜론 147개를 선택하여 무작위로 두 그룹으로 나누었습니다. 75개는 모델링 세트에, 72개는 예측 세트에 포함시켰습니다.
중공 결정 시험에서는 190개의 샘플(중공 멜론 포함)을 선택하여 무작위로 두 그룹으로 나누었습니다. 97개는 모델링 세트에, 93개는 예측 세트에 사용했습니다.
모델링 세트는 샘플의 분류 또는 중공 판단 모델을 확립하는 데 사용되고, 예측 세트는 모델의 성능을 테스트하는 데 사용됩니다.
실험에서는 4가지 공통적인 것을 사용했습니다.지도 학습 알고리즘및 패턴 인식 알고리즘입니다.선형 판별 분석(LDA), K-최소 최근접 이웃(KNN), BP 신경망(ANN) 및 최소 제곱 지원 벡터 머신(LS-SVM)음향 특성은 익지 않은 수박, 익은 수박, 너무 익은 수박의 세 가지 유형을 분류하는 데 사용되었습니다. 또한 속이 빈 수박도 발견되었습니다.
수박 두드리는 소리의 스펙트럼에서 피크 분할의 부작용을 제거하기 위해 저자는 다음을 정의했습니다.하나1차 모멘트 지수 MI1과 2차 모멘트 지수 MI2,수박 찌르기 시험(과육의 단단함을 측정하는 시험)에서 이 두 가지 매개변수는 수박의 성숙도와 높은 상관관계를 갖습니다.이는 수박의 성숙도 분류를 위한 음향 특성 매개변수로 사용됩니다.
가장 적합한 멜론 식별 알고리즘: LS-SVM
실험 결과, LS-SVM 알고리즘의 모델링 집합과 예측 집합의 정확도는 각각 76%와 73.6%로 다른 세 분류기의 분류 결과보다 높은 것으로 나타났다.
또한, 신경망 모델링 세트와 예측 세트의 정확도는 각각 73.3%와 66.6%로 LS-SVM에 이어 두 번째로 높습니다.
저자들은 다음과 같이 결론을 내렸습니다.LS-SVM은 선형 방정식 시스템을 사용합니다.SVM의 2차 계획법 문제가 단순화되고, 분류 효율성이 크게 향상되었습니다.페널티 요소 도입구조적 위험을 최소화합니다. 이 방법은 분류를 위해 소규모 샘플 세트, 불균형 샘플 세트, 불균형 수박 샘플 세트를 처리하는 데 더 적합합니다.
그리고 엘디에이 이 알고리즘은 선형 분류 문제에 적합합니다.케이앤엔 알고리즘이 불균형한 샘플 집합을 분류할 때, 샘플 클래스의 수가 많은 쪽으로 위치 샘플이 편향되기 쉽고, 그 결과 분류 오류가 커지게 됩니다.신경망이 분류기는 과도하게 적합되고 지역적 극단값에 빠지기 쉽다는 단점이 있습니다.
또한 저자들은 위의 네 가지 방법과 에너지 비율 경험적 임계값 방법을 사용하여 MI1, MI2 및 에너지 비율 E를 기반으로 에너지 비율을 계산했습니다.아르 자형 는 특성 매개변수이고 불균형 샘플은속이 빈 멜론의 식별.
저자는 F를 사용합니다β 점수는 분류기의 평가 지표로 사용됩니다. 물리적 의미는 정밀도와 재현율에 서로 다른 가중치를 부여하고, 두 가지를 하나의 점수로 결합하여 전체 표본과 특정 유형의 표본을 분류하는 데 있어 분류기의 정확도를 종합적으로 판단하는 것입니다.
정의 공식에서 TP는 속이 빈 멜론으로 올바르게 분류된 샘플의 수이고, TN은 좋은 멜론으로 올바르게 분류된 샘플의 수이며, P는 속이 빈 멜론 샘플의 실제 수이고, N은 좋은 멜론 샘플의 실제 수입니다. 본 논문에서는 β = 2이다.
이러한 식별 방법 중, LS-SVM은 분류 효과가 가장 좋습니다.모델링 세트와 예측 세트의 Fβ 점수는 각각 88.1%와 74.7%입니다.
저장대학교의 박사학위 소지자가 이미 가장 달콤한 멜론을 고르는 방법을 알아낸 것 같습니다.
멜론을 먹어라, 우리가 가장 과학적이야
수천 년간 축적된 수박은 중국인들의 삶에 점점 더 큰 부분을 차지하게 되었습니다. 속담에 "여름에 수박을 먹어본 적이 없다면 인생을 말할 자격이 없다"고 했습니다.
요즘 매우 인기 있는 네트워크 유행어 "수박 먹는 군중"이는 또한 수박에 대한 우리의 사랑을 잘 보여줍니다. 원래 '멜론 먹는 사람들'의 '멜론'은 멜론 씨앗을 뜻했지만, 수박이 대중에게 인기를 얻으면서 '멜론'은 점차 '수박'으로 바뀌었습니다.
인공지능 분야를 전공하는 학생들에게 가장 익숙한 '멜론'은 난징 대학의 저우지화 교수가 작성한 것일 것이다. 머신러닝 수박 책.
저우지화 교수님도 수박을 아주 좋아하시는 것 같습니다.
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