近年来，以竹代木成为趋势。福建竹林面积广阔，竹木深加工产业基础雄厚。随着人力成本上升以及产品质量标准提高，竹条分拣误检漏检成为行业发展痛点。福州大学团队经过三年攻关，利用被称为“工业之眼”的视觉检测技术，打造出竹条分拣机器人——
智慧担纲，数字先行。随着技术的日渐成熟，“互联网+人工智能”正在加速融入传统行业，并演进出形式多样、功能强大的各类应用，为千行百业的转型升级赋能。
日前，福州大学“视觉哨兵”创业团队研发出了一种“基于人工智能的竹条分选机器人”。利用自主研发的视觉检测系统，它可以完全替代熟练工人“秒杀”质量缺陷，完成竹条检测，准确率高达99%。
据悉，目前团队已积极联络进行量产，在福建、浙江等6家竹加工龙头企业投入使用。其中包括全球高端家居用品Umbra供货商柏毅竹业技术开发有限公司，宜家供货商福建双羿竹木发展有限公司，上市企业元力股份旗下的福建南平三元竹业有限公司，以及福建省外首家合作企业——浙江旺杰竹业有限公司等。
行业之痛：缺陷竹条带来百亿元之亏
“这个机器人圆了我17年的梦想。”柏毅竹业法人代表刘建章有着24年行业经历，他一直在追求竹产业智能化发展。
他列举了这样一组数据：全国竹加工行业产值约2000亿元，全国竹加工企业数超过1万家，随着人力成本上升，同时产品标准提升，“大家普遍感受到压力”。
他进一步分析说，以竹板材加工为例，一般用46根竹条压制成一块竹板。“现在客户对于产品要求非常精细，除了明显瑕疵，甚至颜色都会有具体要求。只要一根出现问题，竹板就会出现质量瑕疵，轻则评级受影响，重则报废，无法进一步加工成竹制品。”
尽管瑕疵筛选很重要，但如今行业大多只能依靠工人肉眼检测。“缺陷种类繁多，工人经验非常重要。但是即使工人再熟练，也有视觉盲区，也有精力不济的时候。”刘建章说，据不完全统计，每年由于缺陷造成的竹加工业利润损失近百亿元，因此缺陷竹条分拣成为行业“痛点”。
17年前，刘建章就曾经有过“利用计算机图像处理技术解决缺陷识别问题”的想法，但是投入十几万元后以失败告终。
3年前，他与福州大学联系谈及这一行业“痼疾”，双方决定合作启动科研项目，将人工智能应用于竹加工缺陷识别。
核心攻关：竹条缺陷99%实现“云处理”
经过产业调研，科研团队确定了方向：降低竹板材成品报废率就得降低高达30%的误检漏检率，而漏检误检的主要原因是竹条的缺陷种类繁多，分拣强度大、要求高，即使熟练工人也时常难以胜任。
为此，三年来，团队收集了20万张竹条数据，涵盖了竹条12大类、上百种缺陷。“可以自豪地说，这是全球首创体量最大的竹条缺陷数据库，目前数据还在持续更新。”“视觉哨兵”团队成员、福州大学物理与信息工程学院学生林博毅说。
与此同时，团队将视觉检测技术用在竹木加工行业，借助工业级混合数据云平台，开发出能够自主学习的核心算法软件，缺陷识别实时精准高效。团队出示的检测报告显示，机器人每分钟可处理缺陷图片高达2000张，缺陷检出率可达99%，检测精度达到0.1毫米。“目前国内也有两家企业在做竹木缺陷识别，但是从试用企业的反馈来看，我们的检测性能稳居业界第一。”林博毅说。
除了算法软件、数据库，分拣机器人还是一套集约化自动设备，从进材、识别到分拣，全程自动化。“区别于传统人工检测方式，我们研发的这套系统在采集竹条数据后，能根据颜色、缺陷等具体要求进行自动分拣，以前是机械手，现在是履带通道式，运转效率进一步提升。”
“这个机器人有两只眼睛、一双手、一个大脑，完全可以替代熟练工人，甚至已经高于人的水平。”刘建章评价道。
瞄准未来：毛竹到竹板全程脱离人工
团队提供了这样一组对比数据：目前机器人每分钟分拣50根竹条，日均检测24000根，相当于4个熟练工人一天的工作量，分拣速度接近人工10倍。
根据测算，自动化设备降低50%人工成本，而且准确率提高17%，让竹条的良品率提高20%，从而提高了10%单价，净利润提升40%。
福建是竹业大省，竹木的精深加工产业基础好。但是现有竹材加工企业总体生产机械化程度低，属于劳动密集型产业。如何通过解放劳动力间接为企业降低招工难的成本压力，竹加工自动化势在必行。
“分拣机器人只是迈出了第一步。未来，为了推动竹木加工产业的整体智能化，我们会继续攻坚，朝着全球首条标准自动化竹坯板生产线进军，实现从一根毛竹到一块竹板全程脱离人工。”林博毅表示。
在他们的设想中，这一生产线包括自动送料机器人、数控精刨机、智能精选机器人、自动涂胶机器人、自动压卸机器人等。
在竹材领域上的成功也打开了视觉检测在工业领域的应用想象空间。“视觉哨兵”团队认为，木材、钢材乃至玻璃等产品的视觉检测应用也值得期待。
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