Shinkei Systems: dirbtinio intelekto kompiuterinė rega ir robotizuota automatizacija akvakultūrai

Nešiojamasis kompiuteris ir telefonas su žuvų apdorojimo telemetrijos skydeliu ir tiesioginiu kompiuterinės regos vaizdu

Klientas: Shinkei Systems
Sritis: Žemės ūkisFintechGamyba ir Pramonė 4.0
Ką padarėme: Computer Vision Pipeline EngineeringEdge AI DeploymentEmbedded Systems ProgrammingHardware-Software IntegrationReal-Time Signal ProcessingTelemetry & Cloud DashboardUI/UX Operational Control System
Technologijos: PythonPyTorch / TensorFlowC++OpenCVCUDA / TensorRTReactTypeScriptPostgreSQLAWS IoT Core

Humaniškas žuvų skerdimas automatizuotas pasitelkiant realiojo laiko kompiuterinę regą, tikslią robotiką ir Ikejime kokybės kontrolę.

Prologas

Pasaulinė jūros gėrybių pramonė susiduria su rimtais iššūkiais: trūksta darbuotojų, daug produkcijos iššvaistoma, o kokybė nepastovi dėl tradicinių, rankinių apdorojimo metodų. Tradicinis japoniškas Ikejime metodas, kai žuvis humaniškai paralyžiuojama ir iš karto nuleidžiamas jos kraujas, visame pasaulyje pripažintas kaip geriausias būdas išsaugoti šviežumą, prailginti galiojimo laiką ir išlaikyti skonį. Tačiau rankiniu būdu jį atlikti gali tik itin gerai apmokyti meistrai, todėl komerciniu mastu jo taikyti neįmanoma.

Shinkei Systems sukūrė automatizuotą techninės ir programinės įrangos platformą, kuri japonų meistrų lygio apdorojimą dideliu mastu perkelia į komercinę žvejybą ir akvakultūros ūkius. Didelės spartos kompiuterinės regos įrenginyje (edge) ir specialiai sukurtos robotikos dėka Shinkei sistemos atpažįsta žuvų rūšis, realiuoju laiku nustato vidinę anatomiją ir per sekundės dalį atlieka tikslų automatizuotą Ikejime apdorojimą.

Rezultatas — esminis lūžis jūrų maisto technologijose: nebelieka žiaurumo, žuvies galiojimo laikas pailgėja keturis kartus, o vietinių žvejų ir komercinių akvakultūros įmonių produkcijos rinkos vertė visame pasaulyje gerokai išauga.

Vienos žuvies apdorojimo greitis: < 1 s
Ilgesnis galiojimo laikas dėl automatizuoto Ikejime: 4x
Humaniškas apdorojimas be skausmo: 100%
Rūšių anatomijos regos modeliai: 100+

Monitorius, planšetė ir telefonas su akvakultūros analitikos ir denio valdymo ekranais

Iššūkis

Tikslų biologinį apdorojimą jūroje pritaikyti dideliu mastu — milžiniškas inžinerinis ir operacinis iššūkis:

Atšiaurios sąlygos ir laivo supimas

Kad jautri optika ir didelio tikslumo robotika veiktų komerciniuose žvejybos laivuose, įranga turi atlaikyti sūraus vandens koroziją, stiprią vibraciją, išilginį ir skersinį supimą bei didelius temperatūros svyravimus.

Didelė morfologinė įvairovė

Skirtingai nei pramonės gaminiai, kiekviena į liniją patenkanti žuvis skiriasi dydžiu, svoriu, išlinkimu ir anatomine padėtimi. Kompiuterinės regos algoritmai turi akimirksniu pasiekti submilimetrinį tikslumą, nepaisant judėjimo ir šviesos iškraipymų.

Komercinio našumo reikalavimai

Rankinis apdorojimas stabdo visą žvejybos veiklą. Kad automatizuota sistema apsimokėtų komerciniams laivynams, ji turi rūšiuoti ir apdoroti bent taip pat greitai kaip žmogus, neprarasdama anatominio tikslumo.

Telefonas su įvairiais žuvų siluetais ir neaiškiais aptikimo kontūrais tamsioje sąsajoje

Naršyklės langas su sudėtinga apdorojimo linijos schema ir įspėjimais apie kamščius

Mūsų sprendimas

Shinkei Systems sujungė didelės spartos įterptinę robotiką, specialiai sukurtus neuroninius tinklus ir patvarią pramoninę inžineriją į iš karto naudoti paruoštą (plug-and-play) apdorojimo platformą.

Biologinė kompiuterinė rega realiuoju laiku

Shinkei sukūrė nuosavus mašininės regos modelius, apmokytus tūkstančiais žuvų skenavimų. Per kelias milisekundes nuo žuvies patekimo optinė sistema atpažįsta rūšį, išmatuoja matmenis ir nustato svarbiausias nervų sistemos tikslines zonas.

Submilimetrinio tikslumo robotika įrenginyje

Specialiai sukurtos robotinės pavaros dinamiškai prisitaiko prie kiekvienos žuvies unikalios formos ir be žmogaus įsikišimo atlieka tikslų automatizuotą Ikejime pradūrimą ir kraujo nuleidimą.

Jūrinėms sąlygoms pritaikyta patvari architektūra

Įrenginys įmontuotas į IP67 klasės vandeniui atsparų nerūdijančio plieno korpusą, skirtą montuoti denyje. Jame naudojami mažai energijos vartojantys edge skaičiavimo lustai, kurie jūroje realiuoju laiku vykdo modelių skaičiavimus be ryšio su debesija.

Laivyno telemetrija ir kokybės analizė

Platforma laimikio duomenis, rūšių rodiklius ir kokybės įvertinimus kaupia integruotame debesijos valdymo skydelyje, todėl žvejybos įmonių vadovai mato visą laimikio kokybę ir atsargų vertę.

Du telefonai su žuvies tikslinių zonų aptikimu ir automatizuoto robotinio apdorojimo būsena

Rezultatai

Shinkei Systems nustatė naują pasaulinį jūrų robotikos ir tvaraus maisto apdorojimo standartą.

Pramoninio masto našumas

Kiekviena žuvis apdorojama greičiau nei per sekundę, todėl komerciniai laivai ir sausumos ūkiai gali dideliu mastu automatizuoti visą laimikio apdorojimą.

Keturis kartus ilgesnis galiojimo laikas

Automatiškai standartizuotas Ikejime metodas sumažino pieno rūgšties kaupimąsi ir gedimą, o žalios žuvies galiojimo laikas pailgėjo iki 400 %, todėl ją galima tiekti aukščiausios klasės restoranams.

Pasaulinės pramonės pripažinimas

Svarbūs inovacijų apdovanojimai, rizikos kapitalo investuotojai ir Michelin žvaigždutėmis įvertinti kulinarijos partneriai pripažįsta Shinkei kaip tvarių akvakultūros technologijų pradininkę.

Monitorius su tvarkingu skydeliu ir augančio našumo bei kokybės įvertinimų diagramomis

Nešiojamasis kompiuteris ir telefonas su laivyno žemėlapiu, laimikio verte ir rūšių laimikio apžvalga