Ứng dụng AI “nghe” độ chín sầu riêng

Việc chọn sầu riêng thu hoạch lâu nay chủ yếu dựa vào kinh nghiệm cảm tính của những người thợ gõ chuyên nghiệp. Phương pháp này bộc lộ nhiều hạn chế: độ chính xác không đồng đều, phụ thuộc vào sức khỏe và tâm lý người thợ và không đáp ứng được công suất phân loại mỗi ngày tại các vựa lớn. Việc cắt nhầm quả non hay quá chín gây thiệt hại kinh tế nặng nề, làm giảm uy tín nông sản Việt.

Để giải bài toán này, TS. Lê Minh Tân và CN. Hoàng Ngọc Trung Nguyên (Trường Đại học Tây Nguyên) đã nghiên cứu thành công giải pháp: “Máy phân loại quả sầu riêng theo độ chín sử dụng AI phân tích âm thanh”.

Cơ sở khoa học của giải pháp dựa trên sự thay đổi đặc tính sinh lý theo độ tuổi của sầu riêng. Quả non có phần cơm cứng, vỏ chặt và không có khoảng trống bên trong. Khi quả già và đủ độ chín (từ 7,5 đến 8,5 tuổi), phần cơm mềm đi, các múi tách rời vỏ tạo ra các khoang khí. Khi gõ nhẹ vào quả, dao động cơ học lan truyền qua các lớp cấu trúc sẽ phát ra sóng âm mang đặc trưng vật lý riêng. Quả đủ tuổi phát ra âm trầm, biên độ giảm chậm và âm vang lâu (Decay dài) do năng lượng tập trung ở dải tần số thấp. Ngược lại, quả xanh phát ra âm cao, gắt, biên độ giảm nhanh và âm vang ngắn.

Để máy học được sự khác biệt tinh tế này, nhóm nghiên cứu xây dựng quy trình xử lý chuyên sâu, gồm: Thu âm không dây: Sử dụng microphone kết nối không dây tầm xa 10 - 15m, tối ưu hóa thao tác ngoài đồng ruộng; Trích xuất đặc trưng: Âm thanh qua bộ lọc nhiễu số, phân tích phổ tần số (FFT) và rút trích các đặc trưng Mel-frequency cepstral coefficients (MFCC) cùng Log-Mel Spectrogram để chuyển hóa file âm thanh thành "ảnh phổ"; Huấn luyện AI chuyên sâu: Nhóm nghiên cứu số hóa hàng nghìn mẫu âm thanh thực tế của hai giống sầu riêng Dona và Ri6 cùng các loại tạp âm thực địa (tiếng xe, quạt gió, giọng nói) thu thập từ năm 2024 đến năm 2025.

Nhờ thuật toán mạnh mẽ, mô hình AI của máy có khả năng phân loại chính xác 3 nhãn: Quả đủ tuổi, Quả xanh, và Thùng rỗng/Tiếng ồn.

Sản phẩm hoàn thiện là một thiết bị cầm tay nhỏ gọn, trang bị màn hình hiển thị LCD TFT 3,2 inch trực quan và hệ thống 3 đèn led báo hiệu (báo kết nối mic, báo quả đủ tuổi, báo quả xanh/nhiễu) kèm loa báo tiện lợi. Người dùng có thể chủ động chuyển đổi chế độ phân loại riêng biệt cho giống "Dona" hoặc "Ri6" bằng nút bấm. Thời gian xử lý và đưa ra kết quả phân loại cực nhanh, chỉ mất khoảng 1 giây. Thiết bị sử dụng 2 cell pin sạc, cho phép hoạt động liên tục từ 5 đến 6 giờ ngoài vườn.

TS. Lê Minh Tân chia sẻ: Qua các đợt thử nghiệm thực tế tại các nhà vườn và cơ sở thu mua sầu riêng lớn tại tỉnh Đắk Lắk từ tháng 7/2024 đến tháng 9/2025, máy đạt độ chính xác ấn tượng từ 92 - 94%. Đặc biệt, máy thể hiện khả năng kháng nhiễu môi trường rất tốt, loại bỏ hiệu quả các tạp âm xung quanh - điều mà các phiên bản công nghệ trước đây bất lực.

Giải pháp đột phá này mang lại ý nghĩa to lớn đối với ngành hàng sầu riêng Đắk Lắk, giúp doanh nghiệp và nhà vườn chuẩn hóa độ đồng đều của trái sầu riêng, đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe để xuất khẩu chính ngạch, nâng cao giá trị thương hiệu và tiết kiệm chi phí nhân công gõ phân loại. Với tính ứng dụng cao, giải pháp này đã được trao giải Nhì tại Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk (2024 - 2025) khu vực phía Tây.

Đoàn Văn Thanh

Nguồn: “Báo Đắk Lắk Điện tử”

Bài viết gốc: Xem tại đây