۶ کاربرد بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشین

هوش مصنوعی برای کسی که این وبلاگ مربوط به بینایی کامپیوتر را می‌خواند چیز جدیدی نیست. سیری، الکسا و ربات‌های چت، هوش مصنوعی را به امری عادی تبدیل کرده‌اند. با این حال، بینایی کامپیوتر  به هوش مصنوعی یک جفت چشم می‌دهد که می‌تواند به کمک یادگیری ماشین آموزش ببیند.

بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشین

یادگیری ماشین استفاده از مدل‌ها و الگوریتم‌های آماری برای انجام کارها بدون نیاز به ارائه‌ی دستورات صریح است. این سیستم بر پایه‌ی استنباط و تشخیص الگو در میان مجموعه داده‌های موجود است و برای تصمیم‌گیری به کمک برنامه‌نویسان نیاز چندانی ندارد.

بینایی کامپیوتر به توانایی یک دستگاه در فهم تصاویر و ویدئوها اشاره دارد. این فناوری با گرفتن، پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌های دنیای واقعی و تلفیق و تبدیل آن‌ها به اطلاعات مفید، از قوه‌ی بینایی انسان تقلید می‌کند. در واقع با استفاده از یک دوربین تصاویر و ویدئوها را ضبط می‌کند تا پس از آن تجزیه و تحلیل کند و به این ترتیب به تشخیص اشیاء، چگونگی حرکت آن‌ها و ردیابی ویدیویی بپردازد.

یادگیری ماشین و بینایی کامپیوتر اغلب با هم برای به دست آوردن، تجزیه و تحلیل و تفسیر مؤثر داده‌های تصویری استفاده می‌شوند. در این مقاله قصد داریم شش کاربرد از این تکنولوژی‌ها را برشماریم.

۱- خودرو

با افزایش شمار شرکت‌هایی که به دنبال راه‌های ابتکاری برای ارائه‌ی وسایل نقلیه‌ی الکتریکی هستند، اتومبیل‌های خودران به آرامی راه خود را به بازار باز می‌کنند. تکنولوژی بینایی کامپیوتر به این وسایل نقلیه‌ی خودران کمک می‌کند تا محیط را ببینند، درحالی که الگوریتم‌های یادگیری ماشین مثل مغزی عمل می‌کنند که به بینایی کامپیوتر کمک می‌کند تا اشیاء اطراف ماشین را تفسیر کند.

اتومبیل‌های خودران به چندین دوربین مجهز می‌شوند تا در محدوده‌ی صدها متری نمای 360 درجه‌ی کاملی از محیط داشته باشند. به عنوان مثال اتومبیل‌های تسلا برای دستیابی به این امر مهم تا 8 دوربین را به کار می‌برند. دوازده سنسور اولتراسونیک برای تشخیص اشیاء سخت و نرم در جاده و یک رادار روبه جلو که امکان تشخیص سایر وسایل نقلیه را حتی در زمان بارش باران و وجود مه فراهم می‌کند نیز برای تکمیل دوربین‌ها نصب می‌شود.

با وجود حجم عظیم داده‌های واردشده به وسیله‌ی نقلیه، وجود یک کامپیوتر ساده برای تحلیل این حجم از اطلاعات کافی نیست. به همین دلیل است که همه اتوموبیل‌های خودران کامپیوتری دارند که دارای ویژگی بینایی کامپیوتر حاصل از یادگیری ماشین است.

دوربین‌ها و سنسور‌ها وظیفه دارند تا هم اشیاء را در محیط تشخیص دهند و هم آن‌ها را طبقه‌بندی کنند – مانند عابرین پیاده. مکان، تراکم ، شکل و عمق اجسام باید بلافاصله بررسی شوند تا بقیه‌ی سیستم رانندگی بتوانند تصمیمات مناسب را بگیرند. همه‌ی این محاسبات تنها از طریق تلفیق یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی عمیق امکان‌پذیر است که ویژگی‌هایی مانند تشخیص عابر پیاده را ممکن می‌کند.

هر بار که سوار ماشین می‌شوید شرایط جاده‌، وضعیت ترافیکی و سایر عوامل محیطی تغییر می‌کنند. داشتن کامپیوتری که تنها آن‌چه را که می‌بیند در حافظه‌اش ثبت می‌کند، با وجود تغییرات ناگهانی محیط فایده‌ای نخواهد داشت. یادگیری ماشین به کامپیوتر کمک می‌کند تا چیزی را که می‌بیند «درک» کند و بدین ترتیب به سیستم اجازه می‌دهد تا به‌سرعت با هرچه که در محیط اتفاق افتاده سازگار شود. این هوش مصنوعی است.

۲- امور بانکی

بانک‌ها نیز برای احراز هویت سریع اسنادی چون شناسنامه، چک‌ها و گذرنامه، از بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشین استفاده می‌کنند. مشتری می‌تواند برای احراز هویت از خود یا شناسنامه‌اش با موبایل عکس بگیرد، اما تشخیص واقعی بودن عکس و جلوگیری از تقلب تنها از طریق یادگیری ماشین و سپس بینایی کامپیوتر به‌دست می‌آید.

برخی از بانک‌ها واریز آنلاین چک از طریق یک اپلیکیشن تلفن همراه را امکان‌پذیر کرده‌اند. با استفاده از بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشین، سیستم برای خواندن جزئیات مهم در عکسِ بارگذاری‌شده از چکی که به حساب خوابانده می‌شود، طراحی شده است. این الگوریتم می‌تواند به طور خودکار تغییر شکل‌ها، انحراف‌ها، اعوجاج‌ها و شرایط نوری ضعیف موجود در تصویر را اصلاح کند.

به کمک این تکنولوژی دیگر نیازی به مراجعه به بانک برای واریز چک یا انجام کارهای دیگر که قبلاً به صورت حضوری انجام می‌شد نیست. بانک تجارت میشیگان که این سیستم را به کار گرفته است، توانسته افزایش 20 درصدی در کاربران بانک آنلاین خود را تحقق بخشد.

۳- مدیریت تأسیسات صنعتی

بخش صنعتی دارای زیرساخت‌های حیاتی است که همیشه باید کنترل، ایمن‌سازی و تنظیم شود تا از هر نقص و آسیبی جلوگیری شود. به عنوان مثال در صنعت نفت، چاه‌های نفت در مکان‌های دور باید مرتباً کنترل شوند تا عملکرد صحیحشان تضمین شود. با این حال، با استقرار سایت در چندین منطقه، بازدید هر چند وقت یک‌بار از آن‌ها بسیار پرهزینه خواهد بود.

با استفاده از یادگیری ماشین و بینایی کامپیوتر، شرکت‌های نفتی می‌توانند بدون نیاز به استقرار کارمندان در سایت‌ها، به صورت شبانه‌روزی چاه‌ها را کنترل کنند. این سیستم می‌تواند برای خواندن سطح مخزن‌ها و نشتی‌های نقطه‌ای برنامه‌ریزی شود و امنیت تجهیزات را تضمین کند. هر گاه که ایرادی در هر یک از مقرها تشخیص داده شود، هشدار فعال می‌شود و امکان واکنش سریع تیم مدیریت را فراهم می‌کند.

کاربرد بینایی کامپیوتر در سناریوی بالا می‌تواند توسط کارخانه‌های شیمیایی، پالایشگاه‌ها و حتی نیروگاه‌های هسته‌ای نیز به کار گرفته شود. سنسورها و فید دوربین همگی باید به سیستم هوش مصنوعی قدرتمندی که قابلیت استفاده از بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشین را دارد متصل شود تا بتواند عابران پیاده و وسایل نقلیه در حال حرکت به سوی محل یا ورود به آن را تشخیص دهد.

4. بهداشت و سلامت

کاربردهای بسیاری برای یادگیری ماشین و بینایی کامپیوتر در حوزه‌ی سلامت وجود دارد. تشخیص دقیق بیماری‌ها درحال حاضر به لطف فناوری بینایی کامپیوتر در حال بهبود است. با آموزش یادگیری ماشین، هوش مصنوعی می‌تواند «بیاموزد» که بیماری‌ها در تصویربرداری پزشکی چگونه تشخیص داده می‌شوند. درحال حاضر حتی می‌توان با استفاده از یک تلفن همراه بیماری را تشخیص داد و نیاز به ایستادن در صف بیمارستان‌ها برای گرفتن نوبت نخواهد بود.

گاس سرجیکال (Gauss Surgical)، یک شرکت فناوری پزشکی، از تکنولوژی مبتنی بر ابر (cloud) و الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای تخمین مقدار از دست دادن خون طی عمل‌های جراحی استفاده می‌کند. با استفاده از یک اپلیکیشن مبتنی بر iPad و یک دوربین، تصاویر گرفته‌شده از قوطی مکش و اسفنج‌های جراحی برای پیش‌بینی احتمال خونریزی تجزیه و تحلیل می‌شود. مشخص شده است که تخمین این سیستم از برآوردهای دیداری پزشکان در طی مراحل جراحی دقیق‌تر است.

۵- خرده‌فروشی

آمازون اخیراً فروشگاه (Amazon Go) خود را افتتاح کرده است که خریداران در آن می‌توانند هر کالایی را برداشته و بدون این که نیاز باشد به صندوق بروند از مغازه خارج شوند. پرداخت‌های الکترونیکی خودکار از طریق تجهیز کردن فروشگاهِ (GO) به دوربین‌هایی با قابلیت‌های بینایی کامپیوتر امکان‌پذیر شده‌اند.

تعدادی دوربین بر روی راهروها و قفسه‌ها گذاشته شده‌اند تا کنترل کنند که چه زمانی مشتری کالایی را برمی‌دارد و یا آن را پس می‌دهد. به هر مشتری یک سبد مجازی اختصاص داده می‌شود که متناسب با کالایی که از قفسه‌ها برمی‌دارد، پر می‌شود. پس از اتمام کار، مشتریان می‌توانند به‌راحتی از فروشگاه خارج شوند و هزینه در حساب آمازون آن‍ها منظور می‌شود.

این سیستم صندوق‌داران را حذف کرده و علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه‌ی پرسنل، منجر به خروج سریع‌تر و راحت‌تر خریداران شده است. از آن‌جا که سیستم می‌تواند چندین فرد را به طور همزمان و بدون استفاده از تشخیص چهره ردیابی کند، امنیت نیز مسئله‌ای نخواهد بود.

آمازون همچنین درخواست ثبت اختراع آینه‌ی مجازی را داده است. این تکنولوژی از بینایی کامپیوتر برای تهیه‌ی تصویر فردی که به آیینه نگاه می‌کند، استفاده می‌کند. موارد مختلفی همچون لباس و اکسسوری می‌تواند بر روی تصویر درون آینه قرار گیرند که به خریدار این امکان را می‌دهد تا کالاهای مختلف را امتحان کند بدون آن‌که نیاز باشد به طور فیزیکی آن‌ها را بپوشد.

6. تأمین امنیت

بخش تأمین امنیت دفاتر کاری و تجاری نیز از هماهنگی کامل میان یادگیری ماشین و بینایی کامپیوتر، بیشترین سود را می‎‌برد.

دفاتر شرکت‌ها می‌توانند با نصب دوربین‌های مداربسته افرادی را که وارد و خارج می‌شوند شناسایی کنند. برای بعضی از اتاق‌ها که ورود به آن‌ها تنها برای پرسنل خاصی مجاز است، هنگامی که یک فرد ناشناخته توسط دوربینی که به سیستم بینایی کامپیوتر متصل شده، شناسایی می‌شود، می‌توان زنگ هشدار خودکار تنظیم کرد.

تأمین امنیت فروشگاه‌ها نیز با استفاده از بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشین ساده‌تر می‌شود. فروشگاه‌ها می‌توانند با نصب دوربین‌های هوشمند از تکنولوژی کامپیوتری برای کاهش دزدی در شعب خود استفاده کنند.

پرداخت نیز به این شیوه قابل نظارت است. با استفاده از تکنولوژی بینایی کامپیوتر می‌توان دوربین‌ها را روی پیشخوان‌های صندوق قرار داد تا اسکن محصولات را کنترل کنند. هر کالایی که بدون برچسب (تگ) فروش از اسکنر عبور کند،  توسط نرم‌افزار برچسب‌گذاری می‌شود. سپس گزارش برای رسیدگی به موضوع و جلوگیری از وقوع حوادث مشابه به مدیریت ارسال می‌شود.

نتیجه‌گیری

بینایی کامپیوتر کاربردهای متنوع زیادی در صنایع مختلف دارد. از بانک‌داری و خودروسازی تا سلامتی و امنیت، قدرت دوربین‌ها همراه با یادگیری ماشین امکانات بی‌حدی را برای بهبود عملکرد کسب‌و‌کارها ایجاد می‌کند.

ویژن ایکس انواع مختلفی از تکنولوژی هوش مصنوعی دیداری را به کسب‌وکارها ارائه می‌دهد تا بهره‌وری و بازدهی تلاش‌های شما را بهبود بخشد. اگر به دموی آن‌چه ویژن ایکس می‌تواند انجام دهد نیاز دارید، می‌توانید فرم درخواست را در وب‌سایت ما پر کنید.

منبع:

https://chooch.ai/computer-vision/6-applications-of-machine-learning-for-computer-vision/

مترجم: افروز عباسی

 

این مطلب را در شبکه‌های اجتماعی به اشتراک بگذارید: