La UdL i l’IRTA desenvolupen una aplicació amb IA per mesurar el calibre dels fruits al camp

La Universitat de Lleida (UdL) i l’IRTA han desenvolupat una aplicació mòbil basada en intel·ligència artificial que permet mesurar la mida dels fruits directament al camp amb un telèfon intel·ligent. L’eina, anomenada FruitMeasureApp, s’ha validat en més de 3.000 fruits de cinc varietats de poma i ha mostrat una correlació elevada amb les mesures manuals.

L’aplicació combina tècniques de visió per computador i aprenentatge profund per detectar automàticament els fruits a les imatges captades amb el mòbil i estimar-ne el diàmetre. Per utilitzar-la només cal un telèfon intel·ligent i un suport imprès en 3D.

El projecte vol facilitar una tasca que tradicionalment es fa amb eines manuals, com ara peus de rei o anelles de calibratge. La mesura dels fruits permet disposar d’informació per planificar l’aclarida, fer prediccions de collita, organitzar la recol·lecció i optimitzar la comercialització de la producció.

Durant el projecte s’ha redissenyat l’aplicació i se n’ha millorat la interfície, alhora que s’ha incorporat compatibilitat amb dispositius Android i iOS i noves funcionalitats pensades per al seu ús en condicions de camp. També s’ha ampliat la base de dades utilitzada per entrenar els algoritmes, que inclou més de 2.300 imatges i 4.300 pomes de diferents varietats i estadis de desenvolupament.

L’eina incorpora dos modes de treball. El mode Corimbe permet mesurar alhora els fruits agrupats en una mateixa fotografia durant les primeres fases de desenvolupament, mentre que el mode Fruit està pensat per a peces individuals en estadis més avançats. Aquest sistema permet agilitzar el procés de mostreig i obtenir informació sobre l’evolució dels fruits.

FruitMeasureApp també permet organitzar les mesures per parcel·les i dates de mostreig, generar histogrames de distribució de mides, obtenir estadístiques bàsiques i elaborar corbes de creixement exportables.

Validada en més de 3.000 fruits

La tecnologia s’ha provat en més de 3.000 fruits de cinc varietats diferents de poma i en parcel·les diferents de les utilitzades durant el desenvolupament de l’eina. Les estimacions obtingudes amb l’aplicació s’han comparat amb mesures manuals fetes amb peu de rei.

Segons els resultats del projecte, els errors absoluts mitjans se situen entre 1,28 i 2,11 mil·límetres, en funció del mode de mesura utilitzat, mentre que la correlació amb les mesures manuals ha estat de R² = 0,987.

L’aplicació també s’ha comparat amb un sistema comercial de visió artificial destinat al seguiment del creixement dels fruits. Les corbes de creixement obtingudes amb totes dues tecnologies han mostrat una correlació de R² = 0,97.

Els responsables del projecte han identificat, però, aspectes que encara es poden millorar. Entre aquests hi ha la detecció dels fruits de menor mida, amb l’objectiu d’ampliar l’ús de l’aplicació en operacions com l’avaluació de l’aclarida.

L’eina està disponible de manera gratuïta i en obert per a dispositius Android i iOS. També s’han publicat una guia d’usuari, vídeos tutorials, material de suport, el model 3D del suport de calibratge FruitMeasureStick i el codi font de l’aplicació. Tot el processament de les imatges es fa directament al dispositiu mòbil, de manera que no necessita connexió a internet ni servidors externs.

Desenvolupada conjuntament per la UdL i l’IRTA

FruitMeasureApp ha estat desenvolupada conjuntament per la Universitat de Lleida, que ha coordinat el projecte, i l’IRTA, amb la participació d’investigadors especialitzats en visió per computador, intel·ligència artificial, agricultura de precisió i fructicultura.

Per part de la UdL, el projecte ha estat liderat per Eduard Gregorio, professor del Departament de Ciència i Enginyeria Forestal i Agrícola i membre del Grup de Recerca en Agròtica i Agricultura de Precisió (GRAP). També hi han participat els professors Joan Ramon Rosell, Ricardo Sanz, Àlex Escolà i Jordi Llorens, membres del mateix grup, i Jordi Mateo, del Departament d’Enginyeria Informàtica i Disseny Digital.

Per part de l’IRTA, el projecte ha estat liderat per Jordi Gené, investigador del programa d’ús eficient de l’aigua especialitzat en teledetecció proximal i intel·ligència artificial aplicada a l’agricultura. També hi han participat els investigadors del programa de Fructicultura Jaume Lordan, Carla Roman i Luis González, encarregats de la validació de la tecnologia en explotacions fructícoles i de l’avaluació de la seva utilitat.

El desenvolupament s’ha fet també en col·laboració amb el sector fructícola català, amb l’objectiu d’adaptar l’eina a les condicions i necessitats d’ús al camp. Durant el projecte s’han dut a terme accions de demostració i transferència en jornades tècniques celebrades a Mas Badia, Mollerussa i la Universitat de Lleida, dirigides a fructicultors, tècnics i empreses del sector.

Els resultats del projecte i el funcionament de l’aplicació es presentaran el 10 de setembre a Lleida en la jornada tècnica “FruitMeasureApp: Aplicació mòbil basada en IA per mesurar fruits en camp”.

El projecte demostratiu “FruitMeasureApp: Validació i prototipatge d’una aplicació mòbil basada en IA per mesurar fruits en camp” està cofinançat per la Unió Europea a través de la intervenció 7201 del Pla estratègic de la PAC 2023-2027.