——记第二十四届中国机器人及人工智能大赛全国一等奖、长沙理工大学“高精度药品泡罩包装缺陷检测系统”代表队

新湖南客户端9月23日讯（通讯员 李林青 眭育兰）7月中旬的长理，比平时多了几分宁静，大部分同学已经放假回家。理科楼的实验室里，却有一支学生创新团队正围在实验设备前，采集、记录、分析实验数据……即便夜深了，他们走在从实验室回寝室的路上，也还在探讨当天的实验结果。

他们是长沙理工大学荣获第二十四届中国机器人及人工智能大赛全国一等奖“高精度药品泡罩包装缺陷检测系统”团队的成员——2019级计算机专业宁茜、2018级电子科学与技术专业孙肇文、2018级电信专业刘潇阔，这已经不是他们第一次因为创新竞赛而留在学校过长假了。

对准需求进行研发

药品包装是否完好对于药品的药效来说非常重要。由于铝塑泡罩包装有质量轻、可透视、易使用的特点，所以常用药大部分是以这种形式包装，比如片剂、胶囊等固体制剂的药品的包装都属于泡罩包装。

但是，“高精度药品泡罩包装缺陷检测系统”团队发现，目前国内药品包装的检测以传统的人工检测方式为主，与国外相比存在较大差距，容易出现误检和漏检的现象。“近年来，在药品生产中会出现空粒、缺损、药粒瑕疵等现象，这会影响药品的质量。”在传统的人工包装质量检测过程中，由于流水线上药品繁多，加上生产车间噪音干扰和药品包装的反光，容易造成工人视觉疲劳，让不合格的产品成为“漏网之鱼”。他们决定，让机器视觉来给工人们助力。

“简单来说，我们的研究系统就是采集全自动泡罩包装机传送带上已经包装好的药品图像，然后再对成像药品的结构、几何、颜色、纹理等缺陷进行分析。”刘潇阔表示，系统利用机器视觉，把图像检测技术和缺陷检测技术结合起来，找到并剔除不合格的产品，以达到检测筛选的目的。

目前，他们的研究成果已经在相关药厂测试，可以准确检测生产工艺过程中出现的8种缺陷类型，总缺陷检测准确率为99.66%，检测时间小于115毫秒/板，达到了国际同行先进的检测指标要求，比国家行业标准和国内同行业最先进产品提高了两个百分比左右，做到了在减低成本的同时提高效率。

“事实上，这个系统的技术应用不仅限于药品包装。”孙肇文表示，机器视觉涉及人工智能、物理学、计算机科学、图像处理、生物学、模式识别等诸多领域的交叉学科，其技术除了可以应用于工业生产，还可以应用于农产品品质检测等，“因此，机器视觉在缺陷检测领域有很大的研发空间。”

未来，他们的研究还将辐射到食品包装、化妆品包装等方面。“由于在实际大规模生产使用的过程中还存在不少变数，我们还会不断对系统进行调整，努力将自己所学转化为生产力。”刘潇阔说。

“做科研要沉得下心”

“比赛中最大的困难是对评分方向与重点的把握不够准确，导致一开始忽略了很多关键点。”孙肇文回忆。为了解决这一问题，他们在指导老师的帮助下一遍又一遍地改进、打磨项目。老师们也通过模拟专家对他们现场提问，来提高他们的应变能力。

此次大赛采取的是线上连线评委的比赛形式，相比于现场演示，视频展示的效果不够直观，给人的印象也不够深刻，如何在线上更好地展示实验成果是他们迫切需要解决的问题。

“最想感谢的人是唐立军老师和文勇军老师，他们一直督促我们不断修改作品，以此来弥补视频展示的不足，没有他们日日夜夜的悉心指导就没有我们的成功。当然，也离不开和队友们的团结协作。”孙肇文的这一句话道出了他们的心声，老师的指导、队友的协作，是他们成长路上的助力器。

团队的三位成员来自不同学院、不同专业、不同年级，不仅各自的知识面不同，而且思维方式也不一样，更不用说初次合作的那种陌生感，这些都成为挡在他们三人面前的第一个挑战。“没想到第一个拦路虎既不来源于科研难题，也不来源于技术操作，而是‘先天性’的不一样。”刘潇阔开玩笑说道。

最初的几个月，是新团队的磨合期。他们时不时一起吃饭或是喝奶茶，释放压力，在思维不紧绷的状态下讨论实验中遇到的问题，或是通过聊天来了解彼此的长处，取长补短。在一顿饭、一杯茶之间，他们将“不一样”这一缺点转化为了独一无二的优势。

三人在磨合期里培养了默契，找到了适合自己的定位：计算机专业的宁茜主要负责项目的理论设计，完成图像算法等软科技这一模块；电子科学与技术专业孙肇文和电信专业刘潇阔主要负责将理论运用于实际，落实硬件设备的安装与调试等实际操作，大家在软、硬件的结合，理论设计与实际执行中高效协作。

三人慢慢学习，不断摸索，除了自己负责的领域，他们还学习了不少队友领域的知识，在深度发展的同时又广泛学习。

设备的调试组装是他们遇到的又一难点。由于药品需要在传送带上进行缺陷检测以及分类剔除，这就需要在组合光源拍照、图像处理以及剔除等多个环节中找到一个恰到好处的匹配时间。困难的地方在于只能通过调试各个模块的任务调度以及运作的时间点来达到系统整体的协同控制。

“要达到最好的效果，就需要在一个极短的时间段依次完成图像采集、图像处理、分类剔除等操作。”他们在模块间配合与协同控制上经过反反复复的实验，终于使得检测设备在准确度、精度和效率上都达到最佳效果。“做科研就是要沉得下心来，在反复的试验中找到最佳解决方案。”

继续坚持科研之路

去年寒假，团队成员再次选择假期留校做实验，直到农历新年临近他们才回家。“在学校做研究更有氛围，回家后就会少一些感觉。”孙肇文解释。但即使回到家里，他还是闲不住，又花了不少时间来思考如何更好地改进设备末端的剔除装置。

为了多些时间进行研究，他们早出晚归，室友们都看在眼里，深受感染。孙肇文的室友曹杨同学表示：“有一个优秀的室友可以带动整个寝室的学习氛围，他在科研上的冲劲，也让我们增加了对科研的兴趣。”

新学期到了，团队历时一年多的研究成果在大赛中取得了好成绩，团队成员也开启了新征程的学习，孙肇文和刘潇阔已是长理研究生一年级新生，宁茜则在认真备战考研。“我们最初是抱着一种学习的心态走进唐老师的实验室，在项目的研究过程中，也慢慢加深了自己对科研的认识，坚定了继续研究的决心。”

在科研的道路上，并不只有冰冷冷的机器设备和沉默的数据，还有老师的指导与关爱、队友的协作与陪伴，以及心中的那份热血。在孙肇文、刘潇阔和宁茜看来，自己的科研之路才刚刚开始，未来，他们会继续坚持研究，努力实现“用科技服务社会，用智能为生产提质”的梦想。

（一审：刘宇慧    二审：张马良    三审：熊佳斌）

责编：刘宇慧

来源：新湖南客户端