بینایی ماشین در دنیای مدرن امروز : کاربردها و اجزا

اجزای سیستم‌های بینایی ماشین

سیستم‌های ماشین ویژن که به آنها سیستم‌های بینایی خودکار یا سیستم‌های بازرسی بینایی نیز گفته می‌شود؛ از اجزای مختلفی تشکیل شده است که در اکثر سیستم‌ها، این اجزای سیستم بینایی ماشین مشترک هستند. اگرچه هر یک از این اجزا function یا عملکرد منحصر‌به‌فرد خود را دارند و در بسیاری از سیستم‌های دیگر نیز یافت می‌شوند؛ اما هنگام کار با یکدیگر، هر یک از آن‌ها نقش متمایزی در سیستم ماشین ویژن دارند.

اجزای سیستم‌ ماشین بینایی به طور معمول شامل پنج المان زیر است:

• سیستم روشنایی
• سیستم نوری یا لنز
• سنسور
• سیستم پردازش بینایی
• سیستم ارتباطی

اجزای سیستم بینایی ماشین می‌توانند از عناصر گسسته تشکیل شده باشند یا ممکن است در یک واحد مانند یک دوربین هوشمند، عناصر جداگانه را با هم ترکیب کنند و با هم ادغام شوند.

در بخش‌های صنعتی امروزی، ماشین ویژن در کاربردهای بسیار متنوعی به کار می‌رود. از صنعت غذا و نوشیدنی گرفته تا صنعت خودرو، ماشین بینایی برای اطمینان از دقت، تکرارپذیری، کیفیت بالا و افزایش بهره‌وری یک امر اساسی است

کاربرد‌های اجزای سیستم بینایی ماشین

اگرچه کاربردهای ماشین ویژن هم‌زمان با پیشرفت تکنولوژی درحال‌رشد است؛ 4 کاربرد اجزای سیستم‌ بینایی ماشین بسیار مفید‌‌تر دیده شده‌اند:

کاربرد‌ بینایی ماشین در صنایع

ماشین بینایی در حال حاضر در بسیاری از صنایع، سازمان هواشناسی، علوم شهرسازی، مهندسی کشاورزی، علوم نجوم و فضا و نیز صنعت پزشکی و غیره کاربردهای بسیار زیادی داشته و نمی توان کاربرد های بینایی ماشین را در آنها نادیده گرفت.

اگر بخواهیم کاربرد این تکنولوژی را در صنعت معرفی کنیم می توان به کارخانه هایی اشاره کرد که تمام یا بخشی از دستگاه های اتوماتیک آنها توسط ماشین بینایی اداره می شود و این تکنولوژی تمامی برنامه ریزی ها را از تولید تا بسته بندی انجام می دهد.

کم شدن خطاهای انسانی، افزایش سرعت تولید، کاهش هزینه های نگهداری و عدم نیاز به پشتیبانی 24 ساعته توسط اپراتور و مامور نظارت باعث شده است تا کارخانه های متفکر به سرعت به سمت تکنولوژی ماشین بینایی رفته و بخشی از دستگاه های خطوط تولیدی خود را به این تکنولوژی بسپارند. اگر بخواهیم یک مثال ساده از کاربرد این تکنولوژی در صنعت بزنیم می توان به یک کارخانه تولید نان اشاره کرد که در آن دستگاه با تشخیص خود می تواند نان های پخته شده را به سمت بسته بندی هدایت نماید و نان های نپخته را به سمت پخت مجدد سوق دهد.

اما در علوم هواشناسی نیز بینایی ماشین  در حال فعالیت بوده و کاربردهای زیادی دارد.

همانطور که میدانید هواشناسی یک پیش بینی از روی تصاویر ماهواره ای انجام می دهد که برای دقیق تر بودن این پیش بینی ها و افزایش سرعت پیش بینی لحظه ای از تکنولوژی بینایی ماشین بهره می برند.
اما در علوم شهرسازی استفاده از ماشین بینایی بسیار گسترده تر بوده و یکی از استفاده های آن در مقایسه گسترش و چگونگی گسترش شهرها با استفاده از تصاویر هوایی منطقه بندی شده می باشد.
همچنین اگر در منطقه ای بخواهیم میزان ترافیک آن منطقه را طی سالیان متمادی پیش بینی کنیم می توان از روی تصاویر هوایی این کار را به تکنولوژی ماشین بینایی سپرده تا با تحلیل های خود این کار را انجام دهد.
از دیگر کارهایی که ماشین بینایی در زمینه شهرسازی می تواند انجام دهد شبیه سازی یک شهر با استفاده از مدل سازی های تصویری بوده که می توان با استفاده از این تکنولوژی بهره گرفت تا پیش بینی چندین ساله ی مدل ارائه شده را انجام دهد.
در سایر صنایع کشاورزی، نظامی و امنیتی و همچنین نجوم، پزشکی، باستان شناسی، سینما، اقتصاد و زمین شناسی و حتی سینما نیز کاربرد بینایی ماشین بر کسی پوشیده نیست و همه اینها به نوعی برای بقای خود و بهینه کردن تشکیلات خودشان نیاز به استفاده از این تکنولوژی را دارند.

جایگاه بینایی ماشین در رباتیک

امروزه هوش مصنوعی قابلیت درک و یادگیری را برای بسیاری از ربات ها افزایش داده و بینایی ماشین ربات ها را هوشمندتر کرده است.
یک ربات با سنسورهایی که روی آن نصب می شود و نرم افزارهایی که روی آن پیاده سازی شده است می تواند این تکنولوژی هوش مصنوعی را نیز بکار ببندد و با دریافت اطلاعات از محیط اطراف خود آن را پردازش و تحلیل نماید.
سپس با تحلیل درست محیط پیرامون، تصمیم گیری های صحیح را در مواقع مختلف انجام دهد.
هدف آخر در استفاده از هوش مصنوعی و بکار بردن ماشین بینایی این است که ربات به درک درست انسانی و حتی بالاتر برسد.

این هدف باعث می شود تا ربات هایی که از تکنولوژی هوش مصنوعی بهره می برند بتوانند به جای یک انسان بخشی از کار و یا حتی تمام یک کار مورد نیاز را پیش ببرند.
در نتیجه این تکنولوژی مدام در حال ارتقاء خود برای بهبود کیفیت انسان با استفاده از ربات ها می باشد.
اما به این نکته نیز بایستی توجه کافی را داشته باشیم که هوش مصنوعی فقط برای راحت طلبی بشر نبوده و می تواند جان انسان ها را نیز در مواقع خطر نجات دهد.
مثلا برخی ربات های نگهداری کودک که مشابه سگ های نگهبان ساخته می شوند می توانند حرکات کودک و نمای محیط را تشخیص داده و اگر احساس کنند کودک می خواهد از روی گهواره یا پله سقوط کند سریع اقدام لازم را انجام دهند.

بینایی ماشین در اتوماسیون صنعتی

در زمان حاضر اتوماسیون صنعتی برای اینکه بتواند کالاهای با کیفیت صنعتی را تولید کند نیاز مبرم به استفاده از تکنولوژی بینایی ماشین دارد.

بینایی ماشین می تواند مانع از تولید محصولات معیوب صنعتی شده و هزینه هایی که صرف نیروی انسانی در کارخانه های صنعتی می شود را کاهش دهد.
همچنین با به کارگیری درست این تکنولوژی در صنعت می توان تولیدات را افزایش و کیفیت آنها را به شدت بالا برد.
با بکارگیری ماشین بینایی در تولیدات کارخانه ای می توان تمامی خطاهایی که از دید دستگاه ها دور مانده است تشخیص داد و پس از تحلیل، خطاهای موجود را برطرف نمود.
مثلا وقتی یک خط تولید نوشابه تمامی شیشه نوشابه ها را پر میکند ممکن است در یک خطای دستگاهی یک شیشه بطور کامل پر نشود.
در نتیجه سیستم ماشین بینایی فعال شده و بطری معیوب را شناسایی و با ارسال یک خطا به اپراتور آن را اطلاع رسانی می کند.
سپس اپراتور شیشه معیوب را با مسیر هایی که برای آن تعریف شده به سمت دستگاه های پرکننده باز می گرداند تا به اندازه مناسب پر شود.
این شناسایی و تحلیل بطری خالی از بطری های پر شده و سپس ارسال پیغام برای رفع ایراد باعث خواهد شد کیفیت محصولات بصورت یک دست حفظ شده و برند کارخانه همیشه مورد تحسین مشتریان قرار گیرد که همین امر موجب افزایش فروش نیز خواهد شد.

سرویس‌‏های بینایی ماشین

خدمات و سرویس های بینایی ماشین که می تواند به بشریت ارائه شود بسیار بی شمار و متنوع هستند که برخی از آنها را در ادامه متن اشاره کرده و به دلیل گستردگی موضوع برخی از آنها توضیح داده می شود.
از مواردی که این تکنولوژی برای ما به ارمغان آورده می توان به مدیریت کردن اجناس موجودی فروشگاهها، آینه های مجازی، تشخیص دزدی هایی که از فروشگاه ها انجام می شود و همچنین تشخیص کمبود کالاها، انواع مراقبت ها و ایمنی در رانندگی و بی نهایت خدماتی که این تکنولوژی ارائه می کند اشاره کرد.
مثلا در بحث های پزشکی در حال حاضر این تکنولوژی به پزشکان برای تشخیص بیماری های پوستی کمک زیادی می کند.
شرکت آمازون توانسته با ساختن یک نرم افزار پزشکی بیماری های پوستی را با استفاده از پردازش تصویر شناسایی، تحلیل و تشخیص دهد و بیماران با نام کاربری و رمز عبور آمازون خود می توانند از پوست خود عکس بگیرند و با استفاده از نرم افزار تحلیل های پوستی خود را دریافت کنند.
در صنعت کشاورزی نیز خدمات زیادی توسط بینایی ماشین ارائه شده است که با استفاده از آن می توان تصاویر هوایی از مزرعه را دریافت و با بهره گیری از هوش مصنوعی وضعیت سلامتی و کیفی محصولات را سنجش کرد.
همین طور در بحث میزان آفت زدگی این تکنولوژی به سرعت وارد عمل میشود و مانع خرابی تمامی محصولات می گردد.

مزایای بینایی ماشین

آینده ماشین بینایی

با پیشرفت روزمره علوم مختلف و تجهیز شدن تمامی کامپیوترها به نرم افزارهای پیشرفته این امید را به ما می دهد تا در آینده ای نه چندان دور شاهد گسترش تکنولوژی بینایی ماشین  باشیم و این گسترش را در بخش های مختلف زندگی بشر مشاهده کنیم.

برای مثال با پیشرفت سیستم های ماشین بینایی و ترکیب این تکنولوژی با نرم افزارهای گفتاری می توان زمینه را برای دیدن افراد نابینا و کم بینا بوجود آورد.
شاید امروز درک بسیاری از موارد مرتبط با بینایی کامپیوتر و ماشین بینایی سخت باشد و در آینده بسیاری از جنبه های پنهان این تکنولوژی قابل مشاهده تر از امروز باشد.

سوالات متداول

سیستم بینایی ماشین چه مزایایی دارد؟

استفاده از این سیستم امکان بازرسی صد‌درصدی از محصولات یا قطعات را فراهم می‌کند و باعث بهبود عملکرد، کاهش نرخ نقص، افزایش کیفیت، هزینه‌های کمتر و سازگاری بیشتر نتایج فرایند می‌شود.

سیستم بینایی ماشین از چه اجزایی تشکیل شده است؟

• سیستم روشنایی
• سیستم نوری یا لنز
• سنسور
• سیستم پردازش بینایی
• سیستم ارتباطی

4 کاربرد اجزای سیستم‌ بینایی ماشین چیست؟

• اندازه‌گیری
• بازرسی
• راهنمایی
• شناسایی

کاربردهای ماشین بینایی چیست؟

ماشین بینایی دارای کاربردهای زیادی در صنایع مختلف از جمله سازمان هواشناسی، علوم شهرسازی، مهندسی کشاورزی، علوم نجوم و فضا، پزشکی و … است.