«Случайный лес» научился отличать зрелую папайю от незрелой

Бразильские ученые создали алгоритм типа random forest («случайный лес»), способный очень точно оценивать зрелость папайи. Благодаря ему можно механизировать сбор урожая. О результатах исследования сообщает журнал Computers and Electronics in Agriculture.

Ручной сбор папайи – малоэффективное и долгое занятие. Помимо того, что этот процесс очень трудоемкий, фермеры часто получают на выходе плохо рассортированные фрукты. В одной коробке оказываются перезревшие и недозрелые плоды, которые быстрее портятся. На первый взгляд, по цвету можно легко отличить спелую папайю от недозрелой. Но в реальности это не всегда так.

«Желтая кожура не всегда означает, что фрукт созрел в том смысле, что вещества в нем превратились в сахар, что он мягкий и сладкий на вкус, – говорит Дуглас Фернандес Барбин из Университета Кампинаса в Сан-Паулу (Бразилия). – Иногда кожура частично желтая и частично зеленая». Вместе с коллегами из Государственного университета Лондрины (штат Парана, Бразилия) Барбин разработал компьютерный метод, способный определять зрелость папайи с точностью до 97,4%.

Новая технология, оценивающая спелость фруктов, опирается на цвет его кожуры в видимом и инфракрасном диапазоне. Оказалось, что посылая световой сигнал к плоду, можно оценить многие его биохимические параметры. Для экспериментов ученые купили 57 папай на городском рынке Кампинаса. Ученые тщательно исследовали по два образца мякоти с каждого фрукта. При этом учитывалось содержание каротиноидов, аскорбиновой кислоты, сахаров, мягкость, масса плода и множество цветовых параметров. После этого папайи были разделены на три группы по степени их зрелости.

Полученные данные были использованы для создания алгоритма машинного обучения типа random forest. Этот алгоритм сочетает в себе ансамбль решающих деревьев, каждое из которых дает не слишком точный результат, но вместе они достигают высокого качества классификации. После обучения компьютер ошибся только в одном образце.

Ученые считают, что их технологией можно оснастить машины для сбора папайи, которые будут оценивать спелость плодов по фотографиям с небольшой цифровой камеры. Это сделает сбор урожая более эффективным и аккуратным.