西瓜熟了沒？拍打西瓜的AI

在西瓜的商業生產過程中，農民必須在收穫後迅速評估水果的成熟度，根據可食用時間分類，以減少損失。這個過程提升市場銷售和生產力，但傳統的西瓜測試方法通常不可靠。

當你購買西瓜時，成熟度測試是一個有趣的「儀式」。一般家庭主婦將西瓜成熟度分類為2個等級：未成熟和成熟；農夫在西瓜田的辨識則分為3個等級，包括未熟類（不要碰）、成熟類（作為商品選擇）和過熟類（需要丟棄）。

許多人分享他們測試西瓜成熟度的經驗。其中最具創意的一個方法是使用稻草技術，將一根稻草水平放在西瓜上。成熟的西瓜會使稻草旋轉45度，而未熟的西瓜則保持靜止。這種說法認為稻草的運動是由西瓜內部的電力作用引起的。

我多次嘗試這種方法未果，只好放棄，改變方向，研究其他方法。

雖然像拍打、顏色檢查和計日等手動技術具有實用性，但其準確性依賴於主觀判斷。目前，普遍使用的方法是通過拍擊聲音來評估西瓜的成熟度。這種拍打技術出奇地具有邏輯性，因為產生的聲音提供了足夠的成熟度指標。然而，對這些聲音的個人解讀受主觀經驗和傳統智慧的影響。

我思考是否能利用AI及物聯網（IoT）來進行大量快速的西瓜成熟度的拍擊評估。在我研究團隊的辛勤工作後，提出WatermelonTalk技術。這是一個基於物聯網的即時深度學習平台，專為聲學西瓜測試設計。我們還引入了「拍打合奏＼（tapping ensemble）的概念，顯著提升預測準確性，這在文獻中尚未出現。

我們邀請農友種苗公司的專家將343個品種的1,698個西瓜按成熟度分類，利用深度機器學習，首次探討四級測試，其中將三級測試中的未成熟類進一步細分為未成熟類和半熟類。比起未成熟類，農民更關注半熟類，須確保對其進行比未成熟類更頻繁的測試。這樣做是為了防止這些半熟西瓜在下一次測試時過熟。

我們的研究在三級測試中達到97.64%的測試準確性，而在四級測試中達到94.07%的顯著準確性，這是聲學框架中的最佳結果。三級測試可供消費者在購買西瓜時使用，而四級測試則作為農民專業生產的工具。

西瓜有不同的成熟程度，選擇適當的成熟度會大大影響西瓜的味道和質地。在收穫後迅速評估水果的成熟度，通過可食用時間進行分類，可顯著降低收穫後的損失。因此，WatermelonTalk幫助農民仔細衡量西瓜的成熟度，提升市場銷售和生產力，彰顯AI對日常生活的貢獻。

關於技術的詳細信息，請參閱Yun-Wei Lin, Yi-Bing Lin, Wen-Liang Chen, Chia-Hui Chang, and Han-Kuan Li, Watermelons Talk: Predicting Ripeness through Tapping, 將刊登於IEEE Internet of Things Magazine。