Как цифровые технологии помогают людям и бизнесу. Компьютерное зрение считает лес… и некоторых его обитателей

09.02.2021


«Искусственный интеллект», «компьютерное зрение», «дополненная реальность», — мы привыкли к тому, что эти понятия чаще всего связаны с зарубежными проектами. Но и в России тоже делают много высокотехнологичных решений и выпускают передовые продукты, которые используются в том числе и в повседневной жизни и помогают каждому из нас. К сожалению, о российских проектах знают немногие. Чтобы восполнить этот пробел, РИА Новости вместе с группой компаний ЛАНИТ представляют истории об уникальных отечественных ИТ-разработках, рассказанные их создателями.

Для сегодняшнего лесозаготовителя свалить лес — это только полдела. Не менее важно определить объем заготовленной древесины для транспортировки, продажи или переработки.

Обычно для обмера бревен и расчета объема сложенных штабелей используется пахиметр, или, по-простому, толстомер. Это специальная мерная вилка для определения диаметра ствола — она до сих пор есть в рюкзаке каждого лесника. Чтобы с ее помощью узнать объем штабеля, нужно измерить средний ствол, длину штабеля и умножить на число стволов. Также нужно учитывать сорт древесины. Все данные потом заносятся в специальную таблицу.

В компании «Системы компьютерного зрения» (входит в группу компаний ЛАНИТ) для этих целей разработали мобильное приложение Smart Timber. Оно использует технологии компьютерного зрения и искусственного интеллекта и может автоматически измерять объем древесины, уложенной в штабель на земле или погруженной в лесовоз. Для этого пользователю нужно просто сфотографировать на смартфон сложенные бревна, указать известные параметры (высоту эталона, тип и сорт древесины), и через несколько секунд Smart Timber выдаст все необходимые данные: длину, ширину, высоту, объем и коэффициент полнодревесности (КПД) штабеля. При необходимости можно автоматически создать отчет в Excel, также сервис поддерживает интеграцию с 1С.

Все началось в 2017 году, когда мы делали заказ для компании, предоставляющей услуги по обмеру древесины. Именно тогда мы познакомились с терминологией, поняли, как построен процесс, накопили опыт. Но решение, сделанное под конкретного заказчика, в тот момент не поддавалось быстрому масштабированию, — рассказывает Татьяна Елисеева, директор продуктового направления в «Системах компьютерного зрения»

За два года технологии искусственного интеллекта шагнули далеко вперед, смартфоны тоже стали более продвинутыми, в том числе с точки зрения качества фотографий. В компании увидели в этом новые возможности и начали разрабатывать продукт для подсчета объемов леса.

«Наша компания сосредоточена на разных направлениях, однако довольно большую долю занимают заказы по компьютерному зрению, связанные с беспилотной техникой. Старт проекта для лесной промышленности стал неожиданным поворотом. Хотелось, чтобы решение было простым, легким и могло работать прямо в смартфоне. Наработки 2017 года оказались хорошим фундаментом, а новые возможности искусственного интеллекта серьезно упростили подход к разработке», — продолжает Татьяна Елисеева.

Параллельно созданию решения компания искала партнера, который бы согласился протестировать приложение в реальных условиях. Таким партнером стал лесопромышленный холдинг Segezha Group.

В основе решения Smart Timber лежит нейронная сеть, которая проходит обучение на основе фотоснимков древесины, полученных от компаний лесной промышленности. При обучении нейросети разработчики сотрудничали с заготовителями леса, чтобы получать от них необходимую информацию.

Первое «пилотирование» новой разработки проходило на Сегежском ЦБК. Работающим на приемке леса сотрудникам выдали смартфоны с рабочей версией мобильного приложения и объяснили, как вести съемку. Пилотирование продолжалось полгода параллельно с традиционными ручными замерами. Приложение уже после нескольких недель обучения позволило производить измерения с той же или более высокой точностью, чем человек. Например, плотный объем круглого леса определялся с точностью, близкой к 95%, а КПД — с точностью до 98%.

По словам Татьяны Елисеевой, со времен начала «пилота» за счет сбора все новых и новых данных точность работы приложения постоянно росла и сегодня уже приближается к 97% (для плотного объема круглого леса). Это значит, что разработку вскоре можно будет использовать на складах лесозаготовителей, где допускается погрешность измерений как раз не более 3%.

Сегодня любое предприятие отрасли, независимо от размера, может получить бесплатную версию приложения Smart Timber, которое в течение месяца пройдет «обучение» непосредственно на производстве. После этого возможна индивидуальная доработка системы с учетом особенностей работы конкретного заказчика.

Пока в приоритете у разработчиков развитие приложения для ОС Android, поскольку большинство компаний в целях экономии стараются закупать для работников сравнительно недорогие устройства. Впрочем, создание приложение для iOS есть в планах на будущее, уточнила Татьяна Елисеева.

Smart Timber обеспечивает централизованный сбор данных (фото штабелей с указанием даты и времени, их местоположение, номера лесовозов и так далее) в единую систему для круглосуточного мониторинга всей цепочки передвижения древесины.

«Мы хотим, чтобы наше решение стало стандартом для отрасли, а простое и удобное приложение использовалось как личная линейка, которая есть у любого лесника», — заключает Татьяна Елисеева.


Тигр, я тебя знаю!

Для сохранения тигров, обитающих на Дальнем Востоке, в России в 2013 году создали организацию «Центр „Амурский тигр"».

Одно из направлений деятельности Центра — наблюдение за тиграми с целью их изучения. Для этого на тигров, которые возвращаются в дикую природу по программе реабилитации, надевают ошейники с GPS-передатчиком, а на звериных тропах размещают фотоловушки, которые помогают взглянуть на тайную жизнь хищников.

Полноценно обработать и проанализировать вручную всю информацию, которую получают ученые от этих устройств, очень сложно — по тайге сегодня бродят почти 600 уссурийских тигров.

В помощь защитникам животных компания «Системы компьютерного зрения» разработала технологию для мониторинга. Разработчики обучили нейросеть распознавать именно тигров на снимках с фотоловушек, а для идентификации конкретной особи использовали алгоритм, который используется в технологиях распознавания лица человека.

Известно, что каждый тигр обладает неповторимым полосатым узором, и систему начали учить эти узоры различать. Главной проблемой стал недостаток данных для обучения: пригодных для этого примеров в базе оказалось всего 450.

Задачу решили с помощью агрессивной аугментации (искусственного увеличения массива обучающих данных). Для этого использовались повернутые и перевернутые снимки, зумирование, изменения цвета, яркости изображений и так далее.

Теперь «умная» система мониторинга способна даже по небольшим фрагментам шкуры с точностью 97% отличить одного зверя от другого. Для работы с ней создан интерфейс, с помощью которого специалисты могут изучать базу данных уссурийских тигров и вносить в нее новую информацию. В системе у каждого тигра есть «личный кабинет» с уникальным идентификатором. Туда ученые загружают снимки с фотоловушек, указывают имя, возраст, пол зверя, его любимые места обитания, родственные связи и другую необходимую информацию о тиграх.

Такая система намного эффективнее позволяет наблюдать за жизнью животных практически в режиме реального времени и сохранять редкую популяцию — с надеждой на ее увеличение.
Источник: РИА Новости, 09.02.2021

Другие статьи по теме

Преимущества технологий дистанционной регистрации посетителей бизнес-центров в период пандемии

Пандемия коронавируса вызвала бум в развитии дистанционных сервисов и заставила бизнес по-новому посмотреть на процессы организации безопасности. К традиционным вопросам, связанным с системой контроля доступа, добавился мониторинг соблюдения санитарно-эпидемиологических требований при входе на объект (ношение масок и перчаток, измерение температуры). Еще одним следствием новой реальности стало изменение модели потребления и коммуникации, стремление минимизировать точки прямого контакта между участниками — все больше личное и деловое общение стало переходить в онлайн-формат. Как результат — на объектах с высокой пропускной способностью вырос спрос на сервисы удаленной регистрации посетителей.

Алексей Хромов Системы Безопасности, 28.07.2021