人工智能落地的瓶颈在哪里
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视觉人工智能(AI)的应用场景十分丰富,商业化价值巨大,全球40%的AI企业都集中在视觉AI领域。国内现在有不少从事视觉AI的企业,比如商汤科技、旷视科技、虹软科技、云从科技、依图科技等,他们基本都是以提供AI算法为主。
目前,全球技术输出规模最大的几个应用场景分别为智能消费、智能制造和智能汽车,以及安防和金融。在这些应用场景中已经有很多的项目已经落地。那这些项目落地过程中遇到了什么问题,主要的瓶颈来自哪里?现在是否都已经解决了呢?在不久前的一个“机器视觉产品与技术交流会”小型沙龙上,一些从事机器视觉的企业分享了他们具体项目的落地情况,以及遇到过的问题。
他们在去年年底开始行动,成立了一家至汉装备科技有限公司,专门结合工业应用市场需求将他们研究生院的科研成果工程化。为了避免玻璃盖板、手机外观检测等类红海竞争市场,他们在工业场景应用中,选择了一个比较细分的领域------磁瓦片缺陷检测设备。
市场足够大,因为只要“会转”的机器就需要电机,不论是小孩玩的电动玩具,还是家电、空调、汽车,甚至是航天飞机都需要电机,而电机需要磁瓦片。一个电机中一般会有两片磁瓦,有的是4片,甚至更多。据统计,目前中国磁瓦片的出货量占全球的70%左右,可以说是一个万亿级的市场,而且还在不断上升中。
磁瓦片检测领域目前还是空白,将机器视觉应用到这个领域的企业还不多。“做的人少是有原因的,因为对大多数人来说,这个领域很难,有很多坑。”钱翔表示。比如说,有的磁瓦片是黑色的,有的是亮的,尺寸各式各样,表面形状也各不相同,有的有倒角,有的没有,瓦片弧度也各不相同,没有一定的标准。
磁瓦片检测的现状主要是靠人工检测,而人工检测会有很多问题,比如由于磁瓦片在生产过程中会产生很多粉尘,检测人员在工作中必然会吸入过多的粉尘,从而容易造成尘肺病;还有经常盯着这些磁瓦片看,是很伤眼睛的,因此,每过一年到一年半左右,就需要换一批工人。还有检测效率也很低。
从需求区域来看,目前对磁瓦片检测需求较高的地区主要集中在长三角、珠三角、四川和江西这几个地方。经过半年多时间的实践,目前钱翔副教授所在的企业已经在广东和长三角地区,有3、4台订单销量了。针对磁瓦片检测领域,“我们根据自己已有的技术,包括光学、算法,在公司研发了一套这样的设备,可以根据不同的磁瓦片形状,定制一条检测生产线。”钱翔在分享中表示。
他拿给江门的一家磁瓦片厂商定做检测设备举例说,这个客户需要检测12个面,“我们用了4个工位来对产品进行翻转拍照,在使用我们的深度学习算法来对产品进行尺寸测量。”钱翔表示。
说到做这个项目的心得时,他感慨,“说起AI可能很激动人心,但与自然场景识别和自然语言处理相比,工业界留给AI的全是硬骨头。我们总觉得有一个好的算法,加一堆GPU,CPU,或者NPU就能解决所有问题,但其实不是这样的,光有AI算法根本不够,最后可能AI不是最重要的事情,最后卡脖子的是照明、成像和机电。”
“对视觉AI来说,其实还包括视觉硬件。”钱翔总结说,最开始做磁瓦检测时,想得也很简单,就是检测下产品有没有裂纹、崩缺、欠磨,以及气孔气泡等问题而已,拍个照片对比下就好了,但最后发现拍照都拍不清楚,因为磁瓦片使用不同材料颜色是不一样的,有的是黑色的,会吸光,有的是亮的,会反射光……这些在研发设备的时候必须同时考虑进去,“可以说机器视觉除了算法,对硬件的要求也是很高的,最后我们在硬件选型上花了很长时间。”
还有机电部分也很重要,如果机械运作过程中抖动厉害的花,就很难获得清晰的图像,当然这个问题可以从算法方面去解决,也可以从机械方面解决。对于成像问题,他表示,“开始我们都认为简单,拍下来就可以了。最后发现拍下来效果总是不尽人意,后来我们只好改进我们的成像系统。”
目前已经推出人工智能工业视觉算法平台软件AIDI和机器人3D视觉分拣系统解决方案等产品,用于工业复杂视觉检测及无序分拣。目前公司分布在背景、苏州昆山和深圳。其中北京为研发中心,苏州昆山和深圳为产品及业务中心。目前工业应用上面临的问题主要有:不同类别的缺陷样本数据量不均衡、同一类别正负样本数据量不均衡、缺陷尺寸变化大,以及无法通过简单的图像特征区分缺陷类别。在余任冲看来,工业应用上面临的问题,除了这4个,还有数据库不容易获得, “只有客户相信你之后,你才能拿到数据。拿到数据后,还需要现场有经验工程师和QC的配合,我们才知道如何标注数据,如果标注错了,也会产生干扰。”
他还提到一个问题,如果检测设备精度很高,能检测出所有问题,客户会很开心,但是他们却不会采用这个设备,因为当把所有瑕疵产品都剔除的话,产品不良率必然会升高,这样就会让新产品很难出货。
也就是说,AI产品要工程化落地的话,必须得到客户的现场配合。因为需要微调的东西太多了,一个项目的调试、训练时间其实还蛮长的。他拿机器视觉在连接器USB Type-C端子检测的案例举例说,就这一个项目,大概有30几个指标需要检测,每个指标都需要时间训练。
如果得不到客户现场配合,AI产品很难落地,工程化很难落地,这里面微调的东西太多了,每天都在现场调试。我觉得我们这个行业是一个耗能行业,因为每天都在调,在训练,时间点蛮长的。除了在连接器缺陷检测方面的应用,阿丘科技的AI算法和产品也有在笔记本电脑外壳外观缺陷检测、金属加工件外观缺陷检测、刀片刀具缺陷检测等工业领域,以及草莓干级别分类等农业领域中有应用。