رپورتاژ آگهی

بینایی ماشین (Machine Vision)، یکی از شاخه‌های جذاب و پرطرفدار حوزه هوش مصنوعی به شمار می‌آید که در حال تغییر نحوه تعامل ما با دنیای اطراف است. در واقع این فناوری به ماشین‌ها کمک می‌کند تا مانند انسان‌ها ببینند، درک کنند و حتی تصمیمات لازم را بگیرند. توانایی‌های مختلف Machine Vision تحولات زیادی را در صنایع مختلف به وجود آورده است، به همین دلیل برای اینکه با این فناوری همگام شوید و از دنیای تکنولوژی عقب نمانید، باید اطلاعات کاملی درباره آن داشته باشید.

در ادامه این مطلب، به شما می‌گوییم که بینایی ماشین چیست، چگونه کار می‌کند، چه مدل‌هایی دارد و مهم‌ترین مزایای آن کدام‌ها هستند. همچنین بررسی می‌کنیم که این فناوری در چه زمینه‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بینایی ماشین چیست؟

Machine Vision فناوری‌ منحصربه‌فردی است که به ماشین‌ها این امکان را می‌دهد تا مانند انسان‌ها، اطلاعات بصری را پردازش و تفسیر کنند. در واقع این فناوری با استفاده از کامپیوترها، دوربین‌های مخصوص و الگوریتم‌های پردازشی پیشرفته، به سیستم‌ها اجازه می‌دهد داده‌های تصویری را دریافت کنند و بعد از تحلیل آن‌ها، تصمیم‌گیری لازم را انجام دهند.

در حالی که چشم انسان تنها قادر به تشخیص امواج الکترومغناطیسی در محدوده ۳۹۰ تا ۷۷۰ نانومتر است، سیستم‌های بینایی ماشین می‌توانند امواج مادون قرمز، فرابنفش و حتی پرتوهای ایکس را نیز پردازش کنند. این ویژگی باعث می‌شود که فناوری Machine Vision در حوزه‌های متعددی مورد استفاده قرار بگیرد.

نحوه عملکرد بینایی ماشین

Machine Vision از ترکیب سخت‌افزار و نرم‌افزار برای دریافت، پردازش و تحلیل اطلاعات بصری استفاده می‌کند. این فرایند شامل چندین مرحله کلیدی است که در ادامه آن‌ها را بیان می‌کنیم:

       ثبت تصویر (Image Capture): در اولین مرحله، یک دوربین دیجیتال یا حسگر تصویری وظیفه ثبت یک یا چند تصویر از محیط را بر عهده دارد. این دوربین ممکن است روی یک بازوی رباتیک، نوار نقاله یا سایر تجهیزات نصب شود.

       پیش‌پردازش تصویر (Preprocessing): پس از ثبت تصویر، پردازش اولیه روی آن انجام می‌شود تا کیفیت داده‌های تصویری بهبود پیدا کند. در این مرحله، اصلاحاتی مانند تنظیم روشنایی و کنتراست، حذف نویز پس‌زمینه و اعمال فیلترهای خاص برای برجسته‌سازی ویژگی‌های مهم صورت می‌گیرد.

       استخراج ویژگی‌ها (Feature Extraction): بعد از پیش‌پردازش، الگوریتم‌های Machine Vision ویژگی‌های مهم تصویر را استخراج می‌کنند. این ویژگی‌ها می‌توانند شامل لبه‌ها، گوشه‌ها یا اشکال خاصی باشند که برای تشخیص اشیا و الگوها ضروری هستند.

       تشخیص الگوها (Pattern Recognition): پس از استخراج ویژگی‌ها، الگوریتم‌های یادگیری ماشین وارد عمل می‌شوند تا الگوها و اشیای موجود در تصویر را شناسایی کنند. این مرحله معمولاً شامل آموزش مدل‌های هوش مصنوعی با استفاده از مجموعه‌ای از تصاویر برچسب‌گذاری‌شده است.

       تصمیم‌گیری (Decision Making): در نهایت، سیستم بینایی ماشین با استفاده از اطلاعات به‌دست‌آمده، تصمیم‌گیری می‌کند.

انواع مدل‌های Machine Vision

سیستم‌های Machine Vision بسته به نیازها و کاربردهای مختلف، در انواع گوناگونی طراحی و پیاده‌سازی می‌شوند. هر مدل دارای ویژگی‌های خاصی است که آن را برای وظایف مشخصی مناسب می‌کند. در ادامه، متداول‌ترین انواع سیستم‌های این شاخه از هوش مصنوعی را بررسی می‌کنیم:

       سیستم‌های بینایی دو‌بعدی (2D Vision Systems): این مدل رایج‌ترین نوع Machine Vision است که برای تشخیص الگوها و اشکال در تصاویر دو‌بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

       سیستم‌های بینایی سه‌بعدی (3D Vision Systems): برخلاف مدل‌های 2D که تنها اطلاعات دوبعدی ارائه می‌دهند، سیستم‌های 3D می‌توانندابعاد، عمق و حجم اجسام را با دقت بالایی اندازه‌گیری کنند. این مدل‌ها برای بازرسی‌های دقیق در صنایع تولیدی، اتوماسیون صنعتی و کنترل کیفیت ایده‌آل هستند.

       سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند (Smart Camera-Based Vision Systems): این سیستم‌ها از دوربین‌هایی با نرم‌افزار داخلی بهره می‌برند که وظایف پردازش تصویر و تحلیل داده‌ها را به‌طور مستقل انجام می‌دهند.

       سیستم‌های بینایی فشرده (Compact Vision Systems): این مدل‌ها به‌صورت یکپارچه طراحی شده‌اند و به‌راحتی در تجهیزات و فرآیندهای تولیدی موجود ادغام می‌شوند.

       سیستم‌های بینایی مبتنی بر کامپیوتر (PC-Based Vision Systems): این سیستم‌ها با استفاده از پردازش کامپیوتری و الگوریتم‌های پیشرفته، امکان انجام وظایف پیچیده پردازش تصویر را فراهم می‌کنند.

       تصویربرداری چندطیفی (Multispectral Imaging): در این روش، تصاویر در چندین طول موج مختلف از طیف الکترومغناطیسی ثبت می‌شوند. این قابلیت باعث می‌شود که سیستم بتواند ویژگی‌هایی را که در تصاویر مرئی قابل مشاهده نیستند، شناسایی کند.

       تصویربرداری فراطیفی (Hyperspectral Imaging): این مدل از بینایی ماشین، امکان تحلیل دقیق‌تر داده‌های طیفی را فراهم می‌کند.

       لنزهای با بزرگ‌نمایی متغیر (Variable Magnification Lenses): این لنزها دارای قابلیت تنظیم میزان بزرگ‌نمایی هستند که انعطاف‌پذیری بالایی را در انجام وظایف بازرسی فراهم می‌کنند.

مهم‌ترین مزایای بینایی ماشین

فناوری بینایی ماشین به‌عنوان یکی از شاخه‌های هوش مصنوعی، توانسته است مزیت‌های زیادی را برای صنایع مختلف ایجاد کند. در ادامه برخی از این مزیت‌های مهم را معرفی می‌کنیم:

       کنترل کیفیت دقیق‌تر: این فناوری می‌تواند نقص‌ها و انحرافات ظریفی را که ممکن است از چشم انسان پنهان بماند، شناسایی کند و مانع از تولید محصولات معیوب شود.

       بهبود ردیابی و مدیریت محصولات: این فناوری با خواندن بارکدها و کدهای QR در مراحل مختلف تولید و توزیع، امکان رهگیری محصولات را فراهم می‌کند و شناسایی مشکلات احتمالی را سریع‌تر انجام می‌دهد.

       افزایش سرعت و بهره‌وری: با خودکارسازی فرآیندهای بررسی و اندازه‌گیری، Machine Vision چرخه‌های تولید را سریع‌تر می‌کند و کارایی تجهیزات را به حداکثر می‌رساند.

       کاهش ضایعات و هزینه‌های تولید: شناسایی زودهنگام نقص‌های تولیدی، جلوگیری از پرشدن بیش از حد بسته‌بندی‌ها و تحلیل علل مشکلات، موجب کاهش ضایعات و کاهش هزینه‌های مواد اولیه می‌شود.

       جبران کمبود نیروی کار: این شاخه از هوش مصنوعی در صنایعی که با کمبود نیروی انسانی مواجه هستند، بسیاری از وظایف تکراری و دشوار را خودکار می‌کند و نیروی انسانی را برای کارهای پیچیده‌تر آزاد می‌گذارد.

       بهینه‌سازی فرآیندها: این فناوری داده‌های بصری ارزشمندی را درباره عملکرد دستگاه‌ها، نقاط ضعف فرآیندها و منابع خطا ارائه می‌دهد که همین امر باعث بهبود مداوم فرآیندهای صنعتی می‌شود.

       اطمینان از رعایت استانداردها: فناوری بینایی ماشین در صنایعی مانند داروسازی، خودروسازی و صنایع غذایی، مستندات و داده‌های مورد نیاز برای رعایت مقررات و استانداردهای نظارتی را فراهم می‌کند.

       افزایش ایمنی در محیط‌های صنعتی: این شاخه از هوش مصنوعی با کاهش نیاز به تعامل مستقیم انسان با ماشین‌آلات پرخطر، ایمنی کارگران را بهبود می‌بخشد و امکان نظارت از راه دور را فراهم می‌کند.

جمع‌بندی

بینایی ماشین (Machine Vision) از آن دسته شاخه‌های هوش مصنوعی است که توانسته به کمک قابلیت‌های خود، تحولات زیادی را در صنایع مختلف ایجاد کند. در این مطلب به طور کامل این فناوری هوش مصنوعی را زوایای مختلف بررسی کردیم و اطلاعات کاملی درباره نحوه فعالیت، مدل‌های مختلف، مزایا و کاربردهای آن ارائه کردیم. 

انتهای پیام