収穫後の選別と包装のための AI:ビジネスのオプションを理解する

適切なグレーディング許容誤差を設定するには、時間と議論が必要で、少ない労力も必要ありません。生鮮食品業界には、季節ごとに変化が生じるという定常があります。TOMRAの AI 駆動ソリューションは、自信を持って変化に対応できるように設計されています。

高度なディープラーニングからシンプルな機械学習アプリケーションまで、トムラフードの AI 機能は、戦略的な意思決定をサポートし、オペレーターの負担を軽減するために構築されています。その結果 シーズンごとに適切な製品を適切なパックに入れる方法です。

人工知能とは何ですか?

人工知能は、機械が感知、理性、行動、適応できるようにするさまざまな複雑さのモデルを包括する総称です。

言い換えれば、これらのツールは人間の意思決定を模倣しています。また、ループに人員(熟練したオペレーター)がいる場合、手動で意思決定を行うよりも速く、一貫性があり、正確に行います。

TOMRA Foodでは、 AI が光学選別・グレーディング機器の中核を成しています。これにより、品種、条件、容量に関わらず、常に適切な製品が適切なパックに入ることが保証されます。

人工知能製品の重要な要素は、アルゴリズムのトレーニングに使用されるデータです。選別機の場合、このデータはトレーニング画像の形式で提供されます。トレーニング画像の可用性(正確なラベリングと組み合わせること)は、あらゆる形態の AI を実際のパフォーマンスの観点からローリングスタートさせるものです。

食品の生産者、包装業者、加工業者は、多様なデータ(すべての品種、欠陥、季節性など)だけでなく、 品質データも含まれます。高品質の画像(選別機の高性能センサーと組み合わせたもの)により、パフォーマンスを高速化できます。

TOMRAの卓越性 高度なカメラとセンサー技術を備えた当社の精密設計の光学選別機は、製品の最高品質の画像を取得するように構築されています。コモディティや地域にわたるグローバルなリーチと組み合わせることで、世界最高の生産データのいくつかに基づいて訓練された AI モデルを得ることができます。

より良いトレーニングデータ パフォーマンスの向上 よりスマートな仕上がり

当社のデータ、ハードウェア、専門家が協力し優れた AI モデルを生み出す理由をビジュアルでご紹介

SmartSort 機械学習について詳しく知る

TOMRA Food では、10年以上にわたり、機械学習と呼ばれる AI を製品に 導入してきました。これらのモデルは、当社の選別 装置の背後にある処理能力です。SmartSort と呼んでいます

SmartSort 機械学習は、過去の例のデータのパターンを検出するアルゴリズムを使用します。食品生産者、包装業者、加工業者にとって、機械学習は以下に理想的です。

  • 異物混入を検出する方法
  • 構造製品の欠陥の検出(サイズに関連しない)
  • 色に関連する問題の発見(緑の上の黒い点など)

TOMRA Foodの機械学習は、単純な予測から多変量の意思決定まで、幅広いモデルとアプリケーションの両方について話しています。つまり、非常にシンプルなプログラムから、予測を行う際に多くの異なる考慮事項を考慮するプログラムまでです。 

つまり、非常に精度が高く、専門家のオペレーターに力を与えることができます。TOMRA 5B または 5C で機械学習を活用することで、形状、サイズ、生物学的特性に関する許容誤差を設定し、ビジネスを際立たせ、顧客を満足させることができます。また、機械がお客様の役に立つことを信頼できます。マシンを稼働させると、モデルは現場で学習し、作業に適応します。時間の経過とともに、オペレーターのパフォーマンスを向上させ、新しい収益源を開くことさえできます。 

5B と 5C に組み込まれた機械学習を使用するお客様は、最も厳しい製品安全基準を容易に超え、変化する顧客の要件と期待に迅速に適応できることに気付きます。 

機械学習は 3A と 5A にも組み込まれており、これらの機械の処理能力です。Sackett Ranch のチームは、TOMRA 3A とTOMRA 5A を組み合わせて、各積載物のサイズとプロファイルを顧客に伝えることができます。TOMRA 3A は、貯蔵前に石、トウモロコシ、汚れの塊、緑のジャガイモなどの異物を除去するのに最適です。次に、TOMRA 5A は最終検査ツールとして機能します。多変数分類器(複雑な機械学習の形式)は、ジャガイモをサイズと品質で分類し、緑色のジャガイモと不要なジャガイモを除去して、緑色、小さすぎる、大きすぎる、欠陥のあるジャガイモの厳しい 2% のしきい値を満たします。

不良品ラインに選別される不良ジャガイモ

ディープラーニングとは?

ディープラーニングは、現在市場に出回っている食品生産者、包装業者、加工業者向けの最も高度な機械学習です。より複雑なニューラルネットワークを使用して、優れた一貫性、オペレーターのシンプルさ、高性能なグレーディングを実現します。TOMRA Food では、畳み込みニューラルネットワーク(CNN) を使用して、 LUCAi™ と呼ばれるフラッグシップのディープラーニング製品を構築しています。CNN はレイヤーフィルターを使用して画像を「スキャン」し、テクスチャ、エッジ、色などの有意義な特徴を自動的に抽出します。

畳み込みニューラルネットワークを理解するには、人間の脳が視覚入力を処理する方法からインスピレーションを得た(しかし、複製しない)構造的ネットワークとして考えることが最も簡単です。

視力に障害がない場合は、フィールドに立った経験を考慮してください。周囲を見回すと、土壌、植物、天候は単独では見えません。目はこうしたものを見て、脳は土壌が乾燥していること、天気が晴れていること、植物がぼやけていることを確認します。したがって、農場に給水する必要があると予測できます。CNN は、当社の機械が同様の考え方をすることを可能にします。乾燥した土壌、晴れた天候、腐敗した植物を個別に見て、腐敗した植物だけに基づいて灌水する必要があるかどうかを決定するのではなく、CNN を含む深層とトレーニングデータは、植物が腐敗している理由をよりよく理解し、予測に対する信頼性を高めるだけでなく、腐敗した葉の重症度も理解します。

ディープラーニングを適用して欠陥や欠陥の深刻度を予測することは、TOMRA独自の技術であり、生産者や包装業者にとってさらに高い精度とカスタマイズを可能にします。

畳み込みニューラルネットワークと代替案を比較する理由 これらの複雑なモデルの性質により、食品の選別と等級付けに最適です。

  • 精度:欠陥、へこみ、微細な欠陥の特定に最適
  • 階層別ラーニング:シンプルな視覚パターンと複雑な視覚パターンの両方を理解
  • 適応性:さまざまな種類、照明条件、成長環境に対応
  • 信頼性:シフトやオペレーター間で一貫した結果を提供

TOMRA Food 人工知能

LUCAi™ が 99%+ の欠陥検出を達成する方法

一度にわずか数ピクセルの果物の断面を分析することで、機械学習の作業をより複雑にする従来のグレーディングモデル。前述のCNN により、 LUCAi TM は異なるアプローチを取ります。人間の脳の視覚皮質を模倣し、画像全体を理解してから、スマートで状況に応じた予測を行います。

ここでは腐敗や欠陥をフラグ付けするだけでなく、それらが何であるか、どの程度深刻である可能性があるか、そしてそれがグレーディング許容誤差の範囲でその果物にとってどういう意味があるかを理解します。

 LUCAi™ は以下に基づいて選別します

  • 欠陥の種類:製品の不具合
  • 信頼性:分類の確実性
  • 重大度評価:欠陥の重大度を測定する 0-100 のスケール

これにより、オペレーターはプロセスから一貫性を取り除きながら、制御を維持するために必要なデータを入手できます。

オペレーターが欠陥を検出し、独自の重大度評価を割り当てるオレンジ向けのディープラーニングツール LUCAi を示すコンピュータモニターを見ている

従来の機械学習とディープラーニングの比較:お客様の業務に最適なものは

機械学習とディープラーニングの両方が、選別とグレーディング作業に真の精度と使いやすさを提供します。同様に、異物、環境材料、欠陥の検出にも適しており、適切な製品を適切なパッケージに収めることができます。

では、比較してみましょう。

特長 機械学習 ディープラーニング(LUCAi™)
モデル・バリエーション 従来の ML アルゴリズム 畳み込みニューラルネットワーク(CNN)
データの複雑さ 単純からピクセルレベルの詳細で多変量まで
オペレーターのセットアップ 専門家による設定が必要 主任オペレーターによる標準化されたセットアップ
カスタマイゼーション 新たな欠陥に対する現場での再トレーニングが必要 TOMRAによるグローバルモデルアップデート
パフォーマンス 熟練したオペレーターによる卓越性 セットアップ後すぐに高精度を実現
品質の均一化 信頼性の高い設定が可能 シフトやシーズンを超えて一貫性を保つ
データのオーナーシップ システムへのローカルアクセス グローバルモデルへの貢献と利益

どちらも非常に強力なツールですが、それぞれのニーズに応えます。機械学習は非常にパワフルで柔軟性が高く、ユーザーフレンドリーです。ディープラーニングはさらに精度を高めることができますが、一貫性をもたらし、テクノロジーと全体的なトレーニングの必要性を削減します。

TOMRA顧客 すでに AI を使用している可能性があります。TOMRA Foodの最新技術の進歩に関する最新情報をお届けします。 

TOMRA Food は、ディープラーニングモデルのリーチと能力の拡大に取り組んでいます。新しいテクノロジーはこれまで以上に急速に出現しており、当社はお客様のようなお客様が精度を向上させ、使いやすさを向上させ、変化を先取りできるように支援することに注力しています。アカウントマネージャーにお問い合わせいただくか、[ お問い合わせ ] ボタンからメッセージを送信してください。

TOMRAの AI 機能付き選別機の詳細をご覧ください

お客様の詳細とお問い合わせ