該原型利用定制訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型和精密機(jī)器人，自動(dòng)識(shí)別并消滅蚊子。

一位計(jì)算機(jī)視覺與機(jī)器人愛好者開發(fā)了一套 AI 驅(qū)動(dòng)的激光系統(tǒng)，能夠借助定制訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型和精密瞄準(zhǔn)硬件，檢測(cè)、跟蹤并消滅蚊子。

Steven Cheng 最近在網(wǎng)上公布了該項(xiàng)目，稱其為“終極滅蚊器”。

該原型結(jié)合了計(jì)算機(jī)視覺、人工智能、工業(yè)機(jī)器人和激光技術(shù)，可以自動(dòng)識(shí)別蚊子并將激光射向它們，同時(shí)內(nèi)置了安全機(jī)制，防止在人體或易燃物附近意外發(fā)射。

整個(gè)項(xiàng)目耗時(shí)約四個(gè)月，需要專門創(chuàng)建蚊子圖像數(shù)據(jù)集來訓(xùn)練模型。

經(jīng)過訓(xùn)練的 AI 模型可識(shí)別蚊子

該系統(tǒng)的檢測(cè)能力，建立在 Cheng 收集的數(shù)千張蚊子圖像所訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型之上。

為了構(gòu)建數(shù)據(jù)集，Cheng 使用單反相機(jī)搭配高倍變焦鏡頭拍攝蚊子，為計(jì)算機(jī)視覺模型生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

Cheng 說：“在這個(gè)項(xiàng)目階段‘歡迎’蚊子來拍照的副作用，就是‘我全身到處都是數(shù)不清的蚊子包’?！?/p>

收集并標(biāo)注圖像后，他訓(xùn)練了一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型來實(shí)時(shí)識(shí)別蚊子。訓(xùn)練過程需要大量算力。

他表示，這項(xiàng)任務(wù)“真讓我的顯卡經(jīng)受了嚴(yán)酷考驗(yàn)”。不過，Cheng 也提到，最終模型的檢測(cè)效果“相當(dāng)好”。

經(jīng)過訓(xùn)練的模型能讓系統(tǒng)在啟動(dòng)瞄準(zhǔn)程序之前，將蚊子與其他物體區(qū)分開來。

激光安裝在工業(yè)級(jí)追蹤平臺(tái)上

一旦實(shí)現(xiàn)了蚊子檢測(cè)，Cheng 便將基于激光的滅殺機(jī)制集成到了系統(tǒng)中。

根據(jù)項(xiàng)目細(xì)節(jié)，激光被校準(zhǔn)到能夠“瞬間把蚊子烤熟”。激光組件安裝在一個(gè)高精度工業(yè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和一個(gè)能快速調(diào)整位置以跟隨移動(dòng)目標(biāo)的云臺(tái)上。

瞄準(zhǔn)系統(tǒng)從 AI 模型接收位置數(shù)據(jù)，并持續(xù)更新激光位置，使其始終對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)到的蚊子。

計(jì)算機(jī)視覺與機(jī)器人追蹤相結(jié)合，使系統(tǒng)能夠在無需人工干預(yù)的情況下自動(dòng)識(shí)別并攻擊蚊子。

該項(xiàng)目展示了人工智能和機(jī)器視覺的進(jìn)步如何與精密運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)高度特定任務(wù)的自動(dòng)化。

安全功能防止意外發(fā)射

為了應(yīng)對(duì)室內(nèi)操作激光的安全問題，Cheng 添加了一個(gè)輔助廣角攝像頭來監(jiān)視周圍環(huán)境。

這個(gè)額外的攝像頭用于檢測(cè)可能出現(xiàn)在激光潛在射擊路徑上的人和易燃物。據(jù) Cheng 介紹，系統(tǒng)會(huì)持續(xù)評(píng)估目標(biāo)蚊子與檢測(cè)到的物體之間是否存在任何重疊區(qū)域。

如果在攻擊區(qū)域內(nèi)識(shí)別到人或易燃物，系統(tǒng)就會(huì)阻止激光發(fā)射。

這些安全功能是在開發(fā)過程中經(jīng)過仿真測(cè)試后引入的。

Cheng 報(bào)告稱，原型機(jī)在測(cè)試中表現(xiàn)符合預(yù)期，并表示經(jīng)過一夜的努力，他住所里的所有蚊子都“被成功消滅”。

雖然該項(xiàng)目仍然是個(gè)人的原型作品，但它凸顯了 AI、計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器人技術(shù)的日益普及，使個(gè)人也能在傳統(tǒng)科研與工業(yè)環(huán)境之外，開發(fā)出越來越精密的自動(dòng)化系統(tǒng)。

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