近日,騰訊微校聯(lián)合上海交通大學(xué)、深圳大學(xué)、中國美術(shù)學(xué)院、吉首大學(xué)等全國42所高校,基于AI技術(shù),發(fā)起了一場別開生面的“光盤行動”。目前,活動已吸引了超十萬名學(xué)生參與,厲行糧食節(jié)約開始在各大高校蔚然成風(fēng)。

(學(xué)生在使用“光盤”小程序)

今年9月,教育部正式印發(fā)《教育系統(tǒng)“制止餐飲浪費(fèi) 培養(yǎng)節(jié)約習(xí)慣”行動方案》。《方案》指出,要引導(dǎo)廣大師生牢固樹立勤儉節(jié)約意識,切實養(yǎng)成勤儉節(jié)約的良好習(xí)慣。在2020年秋季學(xué)期的基礎(chǔ)上建立健全學(xué)校餐飲節(jié)約管理長效機(jī)制,結(jié)合 科技 創(chuàng)新手段及綠色學(xué)校創(chuàng)建,因校制宜制定針對性、操作性、實效性強(qiáng)的舉措,重在從根本上解決學(xué)校餐飲浪費(fèi)問題。

響應(yīng)方案號召,騰訊微校聯(lián)合各大高校發(fā)起了“百校光盤行動”,運(yùn)用AI智能識別“光盤”,鼓勵高校學(xué)子節(jié)約糧食、杜絕餐飲浪費(fèi),同時推進(jìn)節(jié)約型智慧食堂的搭建。”背后的技術(shù)支持,來自騰訊AI Lab提供的基于深度學(xué)習(xí)的AI智能識別系統(tǒng)。據(jù)了解,通過自動數(shù)據(jù)增強(qiáng)、遷移學(xué)習(xí)和知識蒸餾等技術(shù),“AI光盤識別系統(tǒng)”在40毫秒內(nèi)即可高效、穩(wěn)定、準(zhǔn)確地識別盤中食物存留情況。“AI光盤識別系統(tǒng)”準(zhǔn)確率可達(dá)到98%。

A I 識別“光盤”引爆學(xué)生參與熱情

10月22日,上海交通大學(xué)閔行校區(qū)的食堂中,學(xué)生們在就餐后,掏出 手機(jī) ,打開“交我辦APP”,在“交大V卡”里直接拍照上傳了光盤照片。當(dāng)系統(tǒng)識別為“光盤”后,學(xué)生們獲得了用餐代金券的獎勵。代金券可以用于下次消費(fèi)或者用于自動抵扣,光盤累計達(dá)一定次數(shù)后,就可以兌換學(xué)校提供的特色獎品,其中還包括一些特產(chǎn),比如來自上海交通大學(xué)定點扶貧縣——云南洱源縣的特色飲料。

上海交通大學(xué)的“光盤活動”上線于9月11日。在開學(xué)伊始,上海交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息中心與后勤保障中心就推出了“‘光盤’換好禮,文明‘益’起來”為主題的光盤行動。為了讓活動持續(xù)落地,有效激勵師生不留剩飯剩菜,上海交通大學(xué)聯(lián)合騰訊微校,率先嘗試使用AI技術(shù)來檢測“光盤”,用科技打造智慧型節(jié)約食堂。

學(xué)生們上傳的照片,經(jīng)過騰訊AI Lab的智能識別系統(tǒng),能夠快速識別食物存留情況。截止至11月6日,上海交通大學(xué)數(shù)萬名師生參與了這次“光盤行動”,完成人次超8萬。

“參與‘光盤行動’不是為了紅包,而是覺得活動本身非常有意義。學(xué)校推出的這個活動新穎又有趣,激發(fā)了我們參與的積極性。”上海交通大學(xué)的吳同學(xué)說道。

(上海交大食堂就餐指數(shù)圖)

“AI+光盤”并非上海交通大學(xué)首個將科技與食堂相結(jié)合的項目。在此前,為了做好疫情防控,上海交通大學(xué)后勤保障中心就和網(wǎng)絡(luò)信息中心合作推出了“上海交通大學(xué)食堂就餐指數(shù)”,實時發(fā)布各食堂就餐人數(shù)信息,引導(dǎo)師生錯峰分時就餐。不僅如此,師生們還能查看更詳細(xì)的餐廳各樓層的用餐人數(shù)分布,實現(xiàn)分流就餐。

AI“檢測員”背后:為期7天的研發(fā)搶時戰(zhàn)

讓AI來充當(dāng)光盤“檢測員”,是如何實現(xiàn)準(zhǔn)確“光盤”的準(zhǔn)確定義的?這背后是一場7天的“搶時戰(zhàn)。”

9月4日,上海交通大學(xué)在 微信 群里向騰訊微校及AI Lab團(tuán)隊發(fā)出了合作要求。接到需求后,騰訊微校產(chǎn)品副總監(jiān)李鑫和研發(fā)工程師蔣子良當(dāng)天就商量出了產(chǎn)品方案。第二天方案成型后,兩人便開始同步收集大量的餐盤照片,為之后AI Lab做圖像識別、數(shù)據(jù)分析來提供數(shù)據(jù)。

“通過AI技術(shù)來識別光盤是一個聽起來很酷的想法,但一開始我們并不確定能否真的做到。”李鑫說道。他們唯一能做的,就是跟時間爭搶更多的時間。

從產(chǎn)品方案生成后,短短兩天時間內(nèi),李鑫和蔣子良的團(tuán)隊就完成了初步的產(chǎn)品設(shè)計,并人工識別了近900張“光盤”圖片。9月7日,AI Lab加入了這個項目,此時距離上海交通大學(xué)9月11日開學(xué)僅剩4天了。

在短短4天時間里,AI Lab工程師完成了數(shù)據(jù)采集、建立模型、訓(xùn)練并優(yōu)化模型、版本測試以及最終的上線。從第一張帶有餐盤的“光盤”圖像上傳成功,到下一張留有剩菜的“非光盤”圖像上傳成功,再到第十張,第一百張……直到第九百張圖片上傳成功,第一階段的數(shù)據(jù)采集初見成效。

但問題又隨之而來,“光盤”或“非光盤”的識別該如何做到準(zhǔn)確定義?餐盤中有吃剩下的骨頭,算不算光盤?骨頭又分為脆骨和硬骨,那照片中發(fā)現(xiàn)可食用的軟骨算不算光盤?喝剩下的湯,湯中沒有肉和菜,“光盤”了嗎?真實場景中遇到的問題遠(yuǎn)比最開始的設(shè)想更復(fù)雜。

(AI工程們觀看近萬張圖片用于開發(fā)算法)

為解決這個問題,騰訊微校產(chǎn)品團(tuán)隊和AI Lab工程師在后臺逐一查看了每一張圖片,并進(jìn)行定義分類:光盤,或者非光盤,同時還要定義這個過程中可能產(chǎn)生的歧義,例如將硬骨和脆骨進(jìn)行單獨標(biāo)注,并把定義變得易于讓機(jī)器學(xué)習(xí)并理解。

在數(shù)據(jù)量不斷增加,準(zhǔn)確率不斷提升的過程中,定義被干擾的問題又產(chǎn)生了——有學(xué)生拍了外賣塑料杯,甚至拍了電腦屏幕上的“光盤”來參與抽獎。這些數(shù)據(jù)該如何定義?團(tuán)隊經(jīng)過商討后,提出了這樣的解決方式:嚴(yán)格定義正常數(shù)據(jù),僅當(dāng)上傳的圖中含有托盤或者餐盤時,才能被識別為“光盤”。

“這也說明學(xué)生們的參與度很高,那我們活動的初衷和意義就達(dá)到了。”蔣子良說,“要通過科技的力量來提升一種文明借鑒的新‘食’尚、新風(fēng)尚。”

據(jù)了解,在AI Lab智能識別系統(tǒng)的持續(xù)、深度學(xué)習(xí)下,光盤識別的正確率已經(jīng)從最早的85%提升到了98%,通過自動數(shù)據(jù)增強(qiáng)、遷移學(xué)習(xí)和知識蒸餾等技術(shù),AI算法可以在40毫秒內(nèi)準(zhǔn)確判斷盤中食物存留情況。

未來:A I 將從高校食堂走進(jìn)社會場景

11月4日,在深圳大學(xué),“光盤行動”正在進(jìn)行。學(xué)生們在食堂用完飯菜后,熟練地拍照上傳到微信校園卡小程序,利用AI智能識別技術(shù),一鍵識別自己的餐盤是否達(dá)到了光盤標(biāo)準(zhǔn)。

“原來我們要在飯?zhí)檬詹吞幏艓讉€垃圾桶,現(xiàn)在只需要一個,學(xué)生的剩飯剩菜也少了很多,也減少了我們的工作量,提高了工作效率。”深圳大學(xué)食堂班長阿姨說道。

據(jù)深圳大學(xué)學(xué)生部副主任徐曉玲介紹,從上學(xué)期開始,學(xué)校就在推動落地“光盤行動”。學(xué)生們參與積極性和熱情很高,在本期11月2-3日,僅2天時間,就有2萬人次提交了“光盤”數(shù)據(jù)。接下來,學(xué)校還將繼續(xù)深入落實“光盤行動”,并落實到理念教育層面。“通過AI技術(shù)手段,能夠幫助學(xué)校更好地了解學(xué)生們參與的情況。光盤行動不僅僅是學(xué)校層面的行為,也不僅僅是一時的行為,更要發(fā)動家庭、組織、社會、全體公民一起參與”。與此同時,深圳大學(xué)還將不斷提升智慧校園的建設(shè)度,提升師生教學(xué)效率和幸福感。

(“光盤”小程序AI拍照識別系統(tǒng))

李鑫也表示:“在深圳大學(xué)信息中心的指引下,將科技的力量遍及到了校園的細(xì)小角落,切實地推動智慧校園的落地,將為高校建設(shè)提供借鑒經(jīng)驗與普及意義。”

而在另一方面,騰訊研發(fā)工程師張勇表示,盡管98%的準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到了一定水平,隨著參與的學(xué)生、學(xué)校越來越多,他們也需要不斷打磨現(xiàn)有的模型,以追求更高的準(zhǔn)確率。

對模型進(jìn)行調(diào)優(yōu)、糾錯、訓(xùn)練,從而使它擁有更多的辨別和更好的運(yùn)行能力,是一個持續(xù)動態(tài)的過程,騰訊AI Lab研究員樊艷波形容,“有點像是在養(yǎng)一個孩子。”在前期數(shù)據(jù)量不夠多的情況下,做好預(yù)訓(xùn)練模型,為后期正式上線提供一個可遷移的、學(xué)習(xí)能力和知識儲備充分的參考對象,再加上自動數(shù)據(jù)增強(qiáng)、知識蒸餾技術(shù)來豐富這個“孩子”的知識和見識,不斷塑造能力的多樣性,才能夠達(dá)到“40毫秒穩(wěn)定準(zhǔn)確判斷”的運(yùn)行效率。

但在這個訓(xùn)練過程中,“孩子”會不斷犯錯或提出新的問題,AI Lab要做的,就是不斷糾錯,不斷提升它的識別能力、反應(yīng)能力,讓它可以“站在一個巨人的肩膀上來做后面的事情”。

一個“孩子”培養(yǎng)好了。后續(xù)卻有更多的事情要做。

未來,這場“實驗”還將持續(xù)升級,從高校食堂走向更大的社會場景,走進(jìn)企業(yè)、走進(jìn)家庭,它甚至可以不設(shè)人員限制,從師生到程序員、運(yùn)動員,均可實現(xiàn)一部手機(jī)隨時參與“光盤行動”,真正感受到“AI技術(shù)原來就在眼前”。

而作為全國最大的高校微信生態(tài)服務(wù)平臺,騰訊微校提供了以微信校園卡和騰訊校園碼為核心的數(shù)字校園整體解決方案,正在成為校園服務(wù)和師生的連接器。未來,騰訊微校還將深入更多高校,助力教育智慧化新時代的發(fā)展。