Применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектов
Рассматривается применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении следующих задач: автоматизация обработки и анализа ботанических микро- и макрообъектов, в качестве которых выступают изображения спор папоротников, и разработка программного обеспечения цифрового двойн...
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Altai State University
2022-03-01
|
| Series: | Известия Алтайского государственного университета |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://izvestiya.asu.ru/article/view/11165 |
| _version_ | 1797565034185883648 |
|---|---|
| author | Роман Николаевич Панарин Андрей Александрович Соловьев Любовь Анатольевна Хворова |
| author_facet | Роман Николаевич Панарин Андрей Александрович Соловьев Любовь Анатольевна Хворова |
| author_sort | Роман Николаевич Панарин |
| collection | DOAJ |
| description | Рассматривается применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении следующих задач: автоматизация обработки и анализа ботанических микро- и макрообъектов, в качестве которых выступают изображения спор папоротников, и разработка программного обеспечения цифрового двойника агроробота. Первая задача представляет собой междисциплинарное исследование, направленное на решение прикладных и фундаментальных задач в биосистематике ботанических объектов и исследовании микроэволюционных процессов с помощью технологий компьютерного зрения, методами интеллектуального анализа изображений, машинного обучения и искусственного интеллекта. В статье представлен инструмент для решения прямой задачи — выполнение замеров по изображениям, получаемых методом сканирующей электронной микроскопии, по изображениям виртуальных гербариев, энтомологических коллекций или выполненным в природной обстановке фотографиям — программный модуль FAST (FunctionalAutomatedSystemTool).
Вторая задача — разработка программного обеспечения цифрового двойника агроробота, предназначенного для точечной механической обработки растений и почвы. В статье представлены: блок управления — вычислительный модуль NVIDIA Jetson NANO; исполнительный механизм — 6-осевая роботизированная рука; блок машинного зрения, состоящий из камеры Intel Real Sense; блок шасси — в виде гусеничных траков с драйверами для их управления. Цифровой двойник робота учитывает условия окружающей среды, ландшафт местности, в которой будет работать прототип робота. Использование ROS (Robot Operating System) при разработке программного обеспечения позволит с минимальными усилиями осуществить перенос цифровой модели на физическую (прототип и серийного робота), не изменяя исходный код.
Учет физических условий среды при программировании цифрового двойника робота позволил строить приближенные к реальности математические модели управления устройством, заниматься их отладкой и тестированием. |
| first_indexed | 2024-03-10T19:05:16Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-a2a667f821e64370870acec1d2a89af1 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 1561-9443 1561-9451 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-10T19:05:16Z |
| publishDate | 2022-03-01 |
| publisher | Altai State University |
| record_format | Article |
| series | Известия Алтайского государственного университета |
| spelling | doaj.art-a2a667f821e64370870acec1d2a89af12023-11-20T04:09:48ZengAltai State UniversityИзвестия Алтайского государственного университета1561-94431561-94512022-03-011(123)10110710.14258/izvasu(2022)1-1611165Применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектовРоман Николаевич Панарин0Андрей Александрович Соловьев1Любовь Анатольевна Хворова2Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)ООО Integra Sources (Барнаул, Россия)Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)Рассматривается применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении следующих задач: автоматизация обработки и анализа ботанических микро- и макрообъектов, в качестве которых выступают изображения спор папоротников, и разработка программного обеспечения цифрового двойника агроробота. Первая задача представляет собой междисциплинарное исследование, направленное на решение прикладных и фундаментальных задач в биосистематике ботанических объектов и исследовании микроэволюционных процессов с помощью технологий компьютерного зрения, методами интеллектуального анализа изображений, машинного обучения и искусственного интеллекта. В статье представлен инструмент для решения прямой задачи — выполнение замеров по изображениям, получаемых методом сканирующей электронной микроскопии, по изображениям виртуальных гербариев, энтомологических коллекций или выполненным в природной обстановке фотографиям — программный модуль FAST (FunctionalAutomatedSystemTool). Вторая задача — разработка программного обеспечения цифрового двойника агроробота, предназначенного для точечной механической обработки растений и почвы. В статье представлены: блок управления — вычислительный модуль NVIDIA Jetson NANO; исполнительный механизм — 6-осевая роботизированная рука; блок машинного зрения, состоящий из камеры Intel Real Sense; блок шасси — в виде гусеничных траков с драйверами для их управления. Цифровой двойник робота учитывает условия окружающей среды, ландшафт местности, в которой будет работать прототип робота. Использование ROS (Robot Operating System) при разработке программного обеспечения позволит с минимальными усилиями осуществить перенос цифровой модели на физическую (прототип и серийного робота), не изменяя исходный код. Учет физических условий среды при программировании цифрового двойника робота позволил строить приближенные к реальности математические модели управления устройством, заниматься их отладкой и тестированием.http://izvestiya.asu.ru/article/view/11165программное обеспечениеискусственный интеллекткомпьютерное зрениеязык программирования pythonизображения спор папоротниковагророботалгоритм управления агророботом |
| spellingShingle | Роман Николаевич Панарин Андрей Александрович Соловьев Любовь Анатольевна Хворова Применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектов Известия Алтайского государственного университета программное обеспечение искусственный интеллект компьютерное зрение язык программирования python изображения спор папоротников агроробот алгоритм управления агророботом |
| title | Применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектов |
| title_full | Применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектов |
| title_fullStr | Применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектов |
| title_full_unstemmed | Применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектов |
| title_short | Применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектов |
| title_sort | применение технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения при решении задач автоматизации обработки и распознавания биологических объектов |
| topic | программное обеспечение искусственный интеллект компьютерное зрение язык программирования python изображения спор папоротников агроробот алгоритм управления агророботом |
| url | http://izvestiya.asu.ru/article/view/11165 |
| work_keys_str_mv | AT romannikolaevičpanarin primenenietehnologijiskusstvennogointellektaikompʹûternogozreniâprirešeniizadačavtomatizaciiobrabotkiiraspoznavaniâbiologičeskihobʺektov AT andrejaleksandrovičsolovʹev primenenietehnologijiskusstvennogointellektaikompʹûternogozreniâprirešeniizadačavtomatizaciiobrabotkiiraspoznavaniâbiologičeskihobʺektov AT lûbovʹanatolʹevnahvorova primenenietehnologijiskusstvennogointellektaikompʹûternogozreniâprirešeniizadačavtomatizaciiobrabotkiiraspoznavaniâbiologičeskihobʺektov |