Penilaian Cuci Tangan Berbasis AI untuk Produksi Makanan yang Lebih Aman
Contec Co., Ltd., anggota Daifuku Group, telah mengembangkan sistem penilaian cuci tangan berbasis AI, yang dirancang untuk digunakan di fasilitas produksi makanan dan restoran. Sistem ini memandu pengguna melalui prosedur cuci tangan yang benar dan mencatat kepatuhan. Kami berbincang dengan Ryota Inoue dan Takamichi Yuasa dari Divisi Teknologi Contec tentang pengembangan solusi inovatif ini.
Memulai Dengan Kebutuhan Operasional
Mencuci tangan sangat penting bagi kesehatan masyarakat dan merupakan bagian penting dari kegiatan sehari-hari di bidang pelayanan kesehatan, perawatan keperawatan, dan layanan makanan. Dalam industri makanan, revisi Undang-Undang Sanitasi Pangan Jepang pada Juni 2020 menjadikan manajemen higiene berdasarkan HACCP (Analisis Bahaya dan Titik Kendali Kritis), sebagaimana didefinisikan oleh Komisi Codex Alimentarius, sebagai persyaratan hukum di samping praktik yang sudah ada. Untuk mendukung kepatuhan, Kementerian Kesehatan, Tenaga Kerja, dan Kesejahteraan menerbitkan manual yang menguraikan prosedur cuci tangan yang benar dan gerakan yang direkomendasikan. Namun dalam praktiknya, pembilasan terkadang tidak tuntas, pergelangan tangan mungkin terabaikan, dan karyawan terkadang mengandalkan metode improvisasi mereka sendiri. Akibatnya, banyak perusahaan menetapkan aturan cuci tangan formal dan meminta supervisor untuk memeriksa kepatuhan. Namun, pendekatan ini juga membawa tantangan.
"Sebuah perusahaan memberi tahu kami bahwa karyawan mengisi daftar periksa kertas setiap kali mereka mencuci tangan, dan kemudian supervisor memasukkan data ke dalam sistem secara manual," kenang Yuasa. "Karena prosesnya bergantung pada pelaporan mandiri, tidak ada cara untuk memastikan apakah cuci tangan dilakukan dengan benar. Manajemen berbasis kertas juga menyebabkan kelalaian dan inefisiensi. Supervisor juga menyebutkan bahwa beban kerja entri data sangat berat. Kami ingin meningkatkan kontrol kualitas cuci tangan dan mengurangi beban tersebut—dan gagasan itulah yang menjadi titik awal pengembangan."
Sistem Penilaian Cuci Tangan AI IVA-HW100 dari Contec menggunakan komputer tepi yang dilengkapi kamera dan terpasang di stasiun cuci untuk memantau cuci tangan dan menentukan, melalui pengenalan gambar AI, apakah cuci tangan dilakukan dengan benar. Monitor sistem juga menampilkan rekaman pengguna yang sedang mencuci tangan secara langsung beserta gambar referensi gerakan yang tepat. Ketika suatu langkah diselesaikan dengan benar, sistem akan memberi peringatan kepada pengguna. Mengikuti panduan di layar ini membantu karyawan menginternalisasi metode yang tepat dari waktu ke waktu. Setelah seluruh rangkaian selesai, hasilnya direkam secara otomatis, sehingga memudahkan supervisor untuk mengakses data kepatuhan tanpa perlu entri manual.
Sistem Penilaian Cuci Tangan AI memantau dan mengevaluasi sampel hasil
Memastikan Pengenalan AI yang Akurat di Berbagai Tangan
Inti dari sistem penilaian cuci tangan adalah AI pengenalan gambar. Tim awalnya mempertimbangkan untuk mengekstraksi dan memodelkan titik-titik fitur jari, serupa dengan yang dilakukan dalam penangkapan gerak, menggunakan kamera 3D untuk pengenalan. Namun, keberadaan gelembung sabun dan air mengalir selama mencuci membuat metode ini kurang dapat diandalkan.
"Sekitar waktu yang sama, riset AI sedang naik daun di perusahaan," kenang Inoue. "Kami berpikir, jika AI sudah berkembang sejauh ini, mungkin kamera 2D standar dengan pengenalan gambar bisa efektif. Hal itu menjadi petunjuk yang mendorong perkembangan ke depan."
Pengenalan cuci tangan berbasis kamera
Menjalankan AI pengenalan gambar membutuhkan GPU berperforma tinggi, tetapi keterbatasan biaya menghalangi komponen yang mahal. Sistem ini juga harus cukup ringkas untuk berbagai lingkungan stasiun pencucian, di mana ruang instalasi seringkali terbatas. Dengan mempertimbangkan performa, harga, dan ukuran, tim memilih NVIDIA. Pemanfaatan GPU NVIDIA juga memungkinkan transisi yang mulus dari pelatihan AI berbasis server ke eksekusi di komputer edge.
"Langkah selanjutnya adalah menyiapkan set data untuk pelatihan," jelas Inoue. "Awalnya, kami menggunakan tangan kami sendiri, memvariasikan jumlah sabun dan air, serta merekam dari berbagai sudut. Hal ini memungkinkan kami membangun model AI dasar, tetapi karena bentuk tangan bisa sangat bervariasi, kami harus memperluas set data lebih jauh lagi."
"Keragaman bukan hanya soal bentuk—warna kulit juga bervariasi," tambah Yuasa. "Dengan menyesuaikan kecerahan, kontras, saturasi, dan rona, kami menggandakan dataset beberapa kali. Dan untuk memastikan sistem berfungsi dengan kamera yang ditempatkan di depan dan di samping, kami melatih AI menggunakan sekitar 100.000 gambar untuk setiap posisi. Hasilnya adalah model yang tangguh yang mampu mengenali gerakan cuci tangan pada berbagai macam orang, tanpa perlu bergantung pada kamera 3D yang mahal."
Untuk memastikan AI berjalan lancar, tim juga menyempurnakan sistemnya. Awalnya, beban pemrosesan yang berat pada tampilan cuci tangan secara real-time menyebabkan penundaan dan gangguan pada umpan video.
"Pada PC standar, lingkungan desktop diluncurkan saat startup," jelas Inoue. "Kami mengadopsi antarmuka baris perintah (CUI), yang secara signifikan mengurangi penggunaan sumber daya. Hasilnya, sistem cuci tangan beroperasi jauh lebih lancar."
Penyetelan untuk Penggunaan di Dunia Nyata
Selain fungsi penilaian berbasis AI dan pencatatan otomatis, sistem ini juga mencakup fitur-fitur yang dapat disesuaikan. Meskipun manual Kementerian Kesehatan, Tenaga Kerja, dan Kesejahteraan berfungsi sebagai acuan baku untuk gerakan dan langkah-langkah mencuci tangan, praktik sebenarnya bervariasi di berbagai industri. Banyak perusahaan memiliki panduannya sendiri, dan IVA-HW100 memungkinkan pengguna menyesuaikan urutan langkah, pose yang diperlukan, dan durasi setiap tahap. Faktor lingkungan juga diperhitungkan. Karena kondisi pencahayaan dan tempat pencucian bervariasi, sistem ini dilengkapi pengaturan kamera untuk meminimalkan kesalahan positif dan deteksi yang terlewat.
Perbesar untuk melihat lebih dekat.
"Meskipun kami dapat mengoreksi white balance secara otomatis, kecerahan dan pantulan tenggelam memerlukan pengaturan yang lebih presisi," ujar Yuasa. "Oleh karena itu, kami mengembangkan aplikasi pengaturan kamera agar pengguna dapat menyesuaikan kecerahan dan warna sesuai kebutuhan. Umpan video langsung juga menyoroti area pengenalan dengan bingkai merah, dan ukuran bingkai juga dapat disesuaikan."
Fungsi baru juga direncanakan untuk pembaruan mendatang, salah satunya adalah autentikasi pengguna.
"Banyak pelanggan meminta cara yang akurat untuk melacak siapa yang mencuci tangan dan kapan," ujar Yuasa. "Karena kamera sistem diarahkan ke tangan, pengenalan wajah tidak memungkinkan. Kami mempertimbangkan autentikasi kartu IC, tetapi di beberapa lokasi kerja, aturan kebersihan melarang membawa kartu. Sebagai gantinya, kami sedang mengembangkan sistem autentikasi nirsentuh yang menggunakan pengenalan urat telapak tangan. Kami berencana untuk terus menambahkan fitur dan menyempurnakan sistem sambil menerapkan apa yang telah kami pelajari untuk pengembangan produk di masa mendatang."
Sejauh ini, IVA-HW100 telah dikembangkan terutama untuk pabrik makanan beku, pabrik makanan kemasan, dan jaringan restoran. Ke depannya, Contec berencana untuk berekspansi ke industri-industri yang manajemen higienenya sama pentingnya, seperti farmasi dan kosmetik. Contec juga memperluas jangkauannya ke luar negeri, dengan permintaan yang telah berdatangan dari wilayah-wilayah di mana manajemen higiene menghadirkan tantangan yang mendesak.
Dengan menerapkan teknologi AI yang berkembang pesat pada hal-hal rutin seperti mencuci tangan, proyek ini telah menciptakan nilai sosial baru berupa peningkatan manajemen kebersihan. Contec dan Daifuku Group secara keseluruhan tetap berkomitmen untuk terus berinovasi dan memberikan nilai tersebut secara luas di masyarakat.
Contec Co., Ltd.
Ryota Inoue, Divisi Teknologi, Departemen Teknologi IoT, Grup Pengembangan Komunikasi
Takamichi Yuasa, Divisi Teknologi, Grup Pengembangan Terapan