物理科技生物学-PHYICA

未来的味道:机器人厨师学会“品尝”

技术工程 2022-05-31 21:53:43

Taste of the future: Robot chef learns to 'taste as you go'机器人厨师已经接受了训练,可以根据人类品尝者的反馈制作煎蛋卷,在咀嚼过程的三个不同阶段品尝了九种不同的炒鸡蛋和西红柿,并制作了不同菜肴的“味道地图”。研究人员发现,与其他电子品尝技术相比,这种“边吃边尝”的方法显著提高了机器人快速准确评估菜肴咸味的能力。来源:剑桥大学生物机器人实验室一个机器人“厨师”已经被训练在咀嚼过程的不同阶段品尝食物,以评估它是否足够调味。剑桥大学的研究人员与家用电器制造商Beko合作,训练他们的机器人厨师在咀嚼过程的不同阶段评估菜肴的咸味,模仿人类的类似过程。

他们的结果可能有助于开发自动化或半自动的食物准备,帮助机器人学习什么味道好,什么味道不好,使他们成为更好的厨师。

当我们咀嚼食物时,我们会注意到质地和味道的变化。例如,在盛夏咬一口新鲜的西红柿会释放汁液,当我们咀嚼时,会释放唾液和消化酶,我们对西红柿味道的感知会发生变化。

机器人厨师已经接受了根据人类品尝者的反馈制作煎蛋卷的训练,在咀嚼过程的三个不同阶段品尝了九种不同的炒鸡蛋和西红柿简单菜肴,并制作了不同菜肴的“味道地图”。

研究人员发现,与其他电子品尝技术相比,这种“边吃边尝”的方法显著提高了机器人快速准确评估菜肴咸味的能力,其他电子品尝技术只能测试单一的均质样品。这些结果发表在《机器人与人工智能前沿》杂志上。

人类对味道的感知是一个复杂的过程,经历了数百万年的进化:食物的外观、气味、质地和温度都会影响我们对味道的感知;咀嚼过程中产生的唾液有助于将食物中的化学化合物运送到舌头上的味觉感受器;来自味觉感受器的信号被传递到大脑。一旦我们的大脑意识到这种味道,我们就决定是否喜欢这种食物。

这个机器人“厨师”正在学习成为一名更好的厨师,通过在烹饪过程的不同阶段“品尝”一盘简单的鸡蛋和西红柿的咸味,模仿人类的类似过程。鸣谢:剑桥大学生物启发机器人实验室口味也极具个性:有人爱吃辣,有人爱吃甜食。一个好的厨师,无论是业余的还是专业的,都依靠他们的味觉,能够平衡一道菜的各种味道,做出一个全面的最终产品。

“大多数家庭厨师都熟悉边做边品尝的概念——在烹饪过程中检查一道菜,以检查味道的平衡是否正确,”剑桥大学工程系的Grzegorz Sochacki说,他是该论文的第一作者。“如果机器人被用于食物准备的某些方面,重要的是它们能够‘品尝’它们正在烹饪的东西。”

“当我们品尝时,咀嚼的过程也向我们的大脑提供了持续的反馈,”合著者Arsen Abdulali博士说,他也来自工程系。“目前的电子测试方法只能从均质化的样品中提取一张快照,因此我们希望在机器人系统中复制更真实的咀嚼和品尝过程,这应该会产生更美味的最终产品。”

这些研究人员是剑桥大学生物启发机器人实验室的成员,该实验室由工程系教授饭田文弥(Fumiya Iida)运营,专注于训练机器人执行所谓的最后一米问题,人类认为这些问题很容易,但机器人认为很难。烹饪是这些任务之一:他们的机器人“厨师”的早期测试使用人类品尝者的反馈制作了一个还过得去的煎蛋卷。

“我们需要一些便宜、小巧、快速的东西添加到我们的机器人上,这样它就可以进行品尝:它需要足够便宜,可以在厨房里使用,足够小,可以在烹饪时使用,”Sochacki说。

为了模仿机器人厨师咀嚼和品尝的人类过程,研究人员在机器人手臂上安装了一个电导探针,作为盐度传感器。他们准备了炒鸡蛋和西红柿,改变了每道菜里西红柿的数量和盐的量。

使用探针,机器人以类似网格的方式“品尝”菜肴,在短短几秒钟内返回读数。

Taste of the future: Robot chef learns to 'taste as you go'人类厨师做的鸡蛋和西红柿。来源:剑桥大学为了模仿咀嚼引起的食物结构变化,研究小组将鸡蛋混合物放入搅拌机中,并让机器人再次测试这道菜。不同“咀嚼”点的不同读数产生了每一道菜的味道图。

他们的结果表明,机器人评估咸味的能力比其他电子品尝方法有了显著提高,这些方法通常很耗时,并且只能提供一个单一的读数。

虽然他们的技术是概念的证明,但研究人员表示,通过模仿人类咀嚼和品尝的过程,机器人最终将能够生产人类喜欢的食物,并可以根据个人口味进行调整。

“当一个机器人像其他厨师一样学习如何烹饪时,它需要指示它做得如何,”Abdulali说。“我们希望机器人能够理解味道的概念,这将使它们成为更好的厨师。在我们的实验中,机器人可以在咀嚼食物时‘看到’食物的差异,这提高了它的味觉能力。”

Beko plc的高级科学家Muhammad W. Chughtai博士说:“Beko的愿景是将机器人带入安全易用的家庭环境。“我们相信,机器人厨师的发展将在未来繁忙的家庭和辅助生活家庭中发挥主要作用。这一结果是机器人烹饪的一次飞跃,通过使用机器和深度学习算法,咀嚼将帮助机器人厨师针对不同的菜肴和用户调整口味。”

在未来,研究人员正在寻求改进机器人厨师,使其能够品尝不同类型的食物,并提高传感能力,使其能够品尝甜味或油性食物。

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