文：Miriam
來源：Foodaily每日食品（ID：foodaily）
自從去年11月Chat GPT橫空出世，人工智能技術(shù)在全社會掀起新一輪熱潮。智能對話、精準(zhǔn)搜索、文本處理......普通人的工作和生活方式正在悄然改變。甚至有網(wǎng)友戲稱“不知道做啥飯，讓人工智能給我出個菜譜吧”，輸入現(xiàn)有食材和想要的口味即可生成個人專屬“佳肴”。
圖源：小紅書
當(dāng)然，人工智能的意義絕不僅在于為日常辦公和生活飲食提供幫助。Foodaily看到：AI在輔助產(chǎn)品開發(fā)、提高生產(chǎn)效率、管理安全風(fēng)險上的應(yīng)用案例也日漸增多。Polaris Market Research的數(shù)據(jù)表明，2021年，全球人工智能在食品和飲料市場的價值為44.9億美元，預(yù)計在預(yù)測期內(nèi)將保持45.4%的年均增長率。
圖源：Polaris Market Research
隨著人工智能滲入到食品產(chǎn)業(yè)的方方面面，如何看待AI在食品領(lǐng)域的積極作用與負(fù)面影響，也成為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)界、科學(xué)界的討論熱點(diǎn)。今年5月在美國進(jìn)行的一項在線調(diào)查顯示：61%的受訪者認(rèn)為人工智能會對人類構(gòu)成威脅，僅有22%的人保持積極態(tài)度。
日漸成熟的人工智能究竟為食品行業(yè)帶來怎樣的變化？AI面臨的挑戰(zhàn)與質(zhì)疑，會不會影響它在食品產(chǎn)業(yè)中的推進(jìn)？當(dāng)前尚處于探索中的AI新應(yīng)用，又將為食品行業(yè)勾勒出怎樣的未來畫卷？
01
設(shè)計配方、創(chuàng)新口味、繪制包裝：AI無所不能？
食品與飲料公司正在借助AI技術(shù)加速包裝食品開發(fā)、原輔料創(chuàng)新與包裝設(shè)計。在開發(fā)速度、創(chuàng)意新穎度、對口味偏好的把握度上都展現(xiàn)出驚人的效率。
7月初，全球首款完全由人工智能開發(fā)的能量飲料HELL ENERGY上市。該款飲料在配方設(shè)計、口味評估、安全性管理、營銷等每個環(huán)節(jié)中都由人工智能系統(tǒng)精心打造。
圖源：HELL ENERGY
在設(shè)計該款飲料時，AI創(chuàng)造了三種風(fēng)味，并利用紐約一家公司的技術(shù)對口味進(jìn)行微調(diào)和數(shù)字化。
通過分析能量飲料成分、銷售數(shù)據(jù)、消費(fèi)者反饋、營養(yǎng)健康研究和行業(yè)趨勢等相關(guān)數(shù)據(jù)，AI可以優(yōu)化產(chǎn)品的營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。甚至為了保護(hù)配方秘訣，AI還將其保存在HELL ENERGY匈牙利工廠的電腦中，并采取足夠的安全保護(hù)措施。此外，AI還負(fù)責(zé)包裝設(shè)計，為飲料罐注入年輕時尚的美感，令品牌形象與人工智能自身的數(shù)字風(fēng)格協(xié)調(diào)一致。新品經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，在盲評中獲得出色的成績，進(jìn)一步驗證了人工智能的非凡能力。
另一個引發(fā)行業(yè)關(guān)注的AI產(chǎn)品則是今年6月8日，由日本札幌啤酒廠和 IBM 日本公司聯(lián)合推出的首款使用人工智能開發(fā)的含氣酒精飲料Salty Plum。在開發(fā)過程中，被命名為N-Wing Star（新翼之星）的AI系統(tǒng)對現(xiàn)有170種產(chǎn)品進(jìn)行分析，評估了約1200種配方和700多種原料后，生成這款酒飲的基礎(chǔ)配方——包括推薦的原料組合、每種材料的配比和味道。
圖源：Food Navigator
實際上，AI“涉獵”的不光是飲品。早在去年10月，卡夫亨氏就發(fā)布了基于AI技術(shù)開發(fā)的植物基奶酪NotCheese。產(chǎn)品由水、椰子油、改性玉米淀粉和鷹嘴豆蛋白制成。為了達(dá)到接近乳基奶酪的可融化性和特有的風(fēng)味與質(zhì)地，卡夫亨氏與智利科技公司NotCo合作，借助NotCo創(chuàng)建的人工智能程序Giuseppe，在包含30萬種植物的數(shù)據(jù)庫中尋找與酪蛋白具有相似分子結(jié)構(gòu)的植物。在制出樣品后，NotCo的廚師進(jìn)行人工感官測試，以確定AI配方與動物乳奶酪的吻合程度，并不斷向 Giuseppe 提供反饋，指導(dǎo)Giuseppe如何改進(jìn)產(chǎn)品。在反復(fù)試驗和人機(jī)合作下，最終創(chuàng)造出口感逼真、營養(yǎng)密度也相差無幾的NotCheese。據(jù)了解，這款植物基奶酪去年在美國克里夫多蘭進(jìn)行了為期8周的測試，取得銷量第一的優(yōu)異成績。
圖源：thedailymeal.com
與包裝食品異曲同工，AI同樣可以加速原輔料的開發(fā)。
就在今年7月初，加州合成生物學(xué)公司 Shiru 宣布其基于人工智能開發(fā)的第一種食品成分OleoPro?實現(xiàn)商業(yè)化。這是一種新型的植物蛋白脂肪成分，能夠減少植物肉中高達(dá) 90% 的飽和脂肪，同時提高植物肉的加工性能。
圖源: shiru
Shiru 公司搭建了一個人工智能平臺 Flourish，包含自然界中發(fā)現(xiàn)的近4.5億種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。Shiru 的生物化學(xué)家和計算生物學(xué)家通過人工智能和生物信息學(xué)在不到 3 個月時間里掃描并篩選了近萬種配方，最終確定出植物蛋白分子的精確結(jié)構(gòu)。這些分子具有與動物脂肪“抓油”結(jié)構(gòu)類似的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，能與油結(jié)合產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化脂肪。
為了提高植物肉產(chǎn)品的食用體驗，芬美意在2022年7月創(chuàng)造出第一款用AI制作的香精。通過與微軟合作，芬美意利用自有的原材料數(shù)據(jù)庫，找到各種風(fēng)味成分間的搭配方案，最終獲得“輕炙牛肉”的味道組合，集肉香、肥美、久燉和輕炙等風(fēng)味于一體。芬美意公司首席數(shù)字與信息官Eric Saracchi表示：“AI香精通過提供準(zhǔn)確的配方構(gòu)架起點(diǎn)，加快并改進(jìn)調(diào)味師的創(chuàng)作過程，可以比以往更快地創(chuàng)造出定制的感官體驗。”
圖源：GettyImages
在包裝設(shè)計方面，AI更是得心應(yīng)手。
6月13日，在“杭州亞運(yùn)會倒計時100天”之際，伊利推出「亞運(yùn)定制純牛奶」AI憶江南限定系列包裝。產(chǎn)品以AIGC技術(shù)輔助包裝設(shè)計，通過“科技感、自然生機(jī)、東方美學(xué)、未來感、極簡和童真”6個關(guān)鍵詞，讓傳統(tǒng)古典美與前沿科技充分碰撞，給消費(fèi)者帶來全新視覺體驗。
圖源：伊利
5月10日，王老吉以“中國風(fēng)”為主題，推出飲料行業(yè)首批AI自主設(shè)計包裝。AI以筆墨為基，結(jié)合春夏秋冬四季概念，以及山水、林木、飛鳥等傳統(tǒng)國風(fēng)元素，快速整合成多款包裝提案，在設(shè)計團(tuán)隊評估后，選定四款落地。
更早的3月，鐘薛高推出低價雪糕品牌“Sa'Saa”，包裝也均由AI生成。AI共設(shè)計綠豆冰、紅豆冰、牛奶冰和可可冰4種口味，并生成不同的設(shè)計圖案。據(jù)悉，“Sa'Saa”的設(shè)計開發(fā)使用了包括ChatGPT、文心一言在內(nèi)的多款主流AI產(chǎn)品。
圖源：鐘薛高
除了提高研發(fā)效率和精準(zhǔn)度外，目前全球范圍內(nèi)，人工智能在食品基礎(chǔ)科學(xué)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、消費(fèi)者行為分析、生產(chǎn)控制、供應(yīng)鏈管理和零售渠道等方面有許多尚未大規(guī)模商業(yè)化的研究正在如火如荼地進(jìn)行當(dāng)中。
1、智慧農(nóng)業(yè)
與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，智慧農(nóng)業(yè)由于人工智能的參與能夠?qū)ΨN植的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后階段進(jìn)行全局優(yōu)化。借助AI技術(shù)得到的精確數(shù)據(jù)，能夠給農(nóng)民提供資源配比最大化的建議和意見，從而更好地掌握每一次播種、澆水、施肥，實現(xiàn)農(nóng)作物最大產(chǎn)出量。國內(nèi)外不少院校等科研機(jī)構(gòu)在致力于農(nóng)業(yè)與人工智能的應(yīng)用，便利億萬農(nóng)業(yè)從事者。在機(jī)械作物和農(nóng)業(yè)自動化領(lǐng)域，收割機(jī)器人領(lǐng)域的多位作者做出了杰出的工作貢獻(xiàn)，Robocrop 雙臂機(jī)器人適用于水果采摘，性能取決于輸入圖像特征，可以自動識別對象并成功完成采摘。
在未來，農(nóng)業(yè)工作者還可以在最佳的生長因子下培育出更好的食物。美國Sentinent公司就發(fā)明了一種可以創(chuàng)造羅勒生長條件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠仔細(xì)檢查光照強(qiáng)度、溫度、鹽度和水分脅迫等因素對羅勒的影響。
到目前為止，雖然僅在實驗室層面取得了一些進(jìn)展，但Sentinent正在尋找制作完美食物的特定“成分”，以更好地適應(yīng)未來農(nóng)場所需。
圖源：analyticsinsight
今年6月，英國農(nóng)業(yè)收割領(lǐng)域的自動化技術(shù)公司UPP開發(fā)出一款載入人工智能系統(tǒng)的收割機(jī)器，能夠準(zhǔn)確識別出農(nóng)田里的花椰菜頭。收割機(jī)將整顆花椰菜提升到拖車上，在拖車上將葉和莖分離。收割的花椰菜被加工成新型蛋白質(zhì)，作為大豆和豌豆蛋白的替代品。
圖源：bakeryandsnacks.com
在食品安全控制領(lǐng)域，下一代測序（NGS）和電子鼻（EN）被認(rèn)為是最有前途的兩項技術(shù)。下一代測序正在取代傳統(tǒng)的DNA檢測，可以更準(zhǔn)確地制定數(shù)據(jù)采集和實驗室試驗。電子鼻則比人更精確地識別出各種氣味，并將感知到的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)中心，AI在訪問這些數(shù)據(jù)后做出決策，警報信號就會反饋給食品生產(chǎn)企業(yè)。
圖源：inimitablee.wordpress
愛爾蘭技術(shù)開發(fā)商Bia Analytical將快速蒸發(fā)電離質(zhì)譜法 (REIMS) 與AI技術(shù)結(jié)合，能夠快速進(jìn)行肉類真實性分析。在Foodaily看來，引入AI并不會改變檢測步驟與分析判據(jù)，但會提高測試系統(tǒng)的靈敏度和可靠性。據(jù)悉，這項可在幾分鐘內(nèi)就能向生產(chǎn)商或零售商提供肉質(zhì)測試結(jié)果的技術(shù)已被申請專利，也許很快就能成為肉類食品管理體系中的重要角色。
此外，通過圖像識別和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，研究人員正在開發(fā)能夠自動檢測食品質(zhì)量和安全性的系統(tǒng)，包括識別食品中的有害物質(zhì)、檢測食品中的微生物污染。2022年10月，瑞士研究人員開發(fā)出一種基于AI和算法驅(qū)動的應(yīng)用程序，利用紅綠藍(lán)深度圖像進(jìn)行食物分割、識別與體積估計。AI算法使用兩張圖片或一段短視頻來創(chuàng)建膳食的虛擬 3D 圖像，估計體積，然后分析其營養(yǎng)價值。
機(jī)器學(xué)習(xí)同樣可以預(yù)測食品加工程度。今年5月，哈佛大學(xué)與美國東北大學(xué)合作開發(fā)出一種可預(yù)測任何食品加工程度的機(jī)器學(xué)習(xí)算法工具FoodProX。研究人員將食品中的關(guān)鍵營養(yǎng)素數(shù)值輸入經(jīng)過訓(xùn)練的FoodProx中，通過跟蹤一個連續(xù)指數(shù)即可判斷出此種食物的加工程度，這一算法的出現(xiàn)讓消費(fèi)者可以獲取無法獲得到的加工程度信息，有助于改善人群健康。
傳統(tǒng)的市場營銷手段已經(jīng)不能滿足企業(yè)需求。利用AI技術(shù)對消費(fèi)者行為進(jìn)行精準(zhǔn)分析和預(yù)測，成為企業(yè)制定更加有效市場營銷策略的重要手段。
2021年3月，奇華頓Taste & Wellbeing推出一款突破性的全新數(shù)字感官洞察工具 Aroma Kiosk，旨在收集各類商業(yè)場景中的消費(fèi)者感知、洞察并進(jìn)行實時產(chǎn)品推薦。
Aroma Kiosk結(jié)合了一個界面簡單友好的觸摸屏，與奇華頓最先進(jìn)的人工智能算法 ATOM 2.0和 VAS 技術(shù)相連。消費(fèi)者聞聞并評價不同的香氣特征，然后使用基于人工智能的算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為個性化的風(fēng)味偏好。
圖源：foodanddrinktechnology.com
印度Clootrack Software Labs公司開發(fā)的Clootrack 是一個基于人工智能算法驅(qū)動的數(shù)據(jù)分析平臺，旨在通過基于深度學(xué)習(xí)和可靠數(shù)學(xué)模型的人工智能算法來實現(xiàn)對品牌認(rèn)知的實時評估。Clootrack可以從廣泛的數(shù)據(jù)源中獲得開放式的客戶對話，可為企業(yè)和高風(fēng)險決策者設(shè)計、執(zhí)行更有效的策略、產(chǎn)品改進(jìn)以及更好的客戶服務(wù)和營銷。此外它還可以通過分析客戶對話來辨別客戶的正負(fù)面情緒，可以更深入了解客戶需求，帶來更好的客戶體驗。
圖源：martechseries.com
加工產(chǎn)線也是AI大顯身手的地方。美國ABB公司推出了食品和飲料評估系統(tǒng)，該公司表示，該系統(tǒng)旨在幫助食品和飲料制造商改進(jìn)流程，降低生產(chǎn)成本，讓他們更好地了解他們的工廠，從電力到自動化再到數(shù)字化準(zhǔn)備。
圖源：oboticsandautomationnews.com
值得注意的是，這些仍處于實驗室開發(fā)或小規(guī)模試用階段的AI新技術(shù)，能否走向更大的商用市場，推動食品產(chǎn)業(yè)的智能化革命，不僅取決于技術(shù)本身的成熟度和應(yīng)用成本，也取決于各個產(chǎn)業(yè)鏈條上的企業(yè)、機(jī)構(gòu)擁抱AI的決心和勇氣。
任何一項新技術(shù)的出現(xiàn)，都帶有兩面性。AI也不例外。
早在2019年，微軟聯(lián)合創(chuàng)始人、知名慈善家比爾?蓋茨就指出：AI技術(shù)“類似于核能與核武器，既危險又有前途”。當(dāng)下，大量報道在列舉AI崛起導(dǎo)致一些職業(yè)工種面臨消失的風(fēng)險，比如人工客服、記賬員、售票員，甚至程序員。的確，在信息檢索、內(nèi)容編輯、咨詢決策、創(chuàng)意設(shè)計等傳統(tǒng)腦力工作領(lǐng)域，AI正展現(xiàn)出強(qiáng)大算力與設(shè)計能力。
AI給人類社會帶來的新挑戰(zhàn)，遠(yuǎn)不止人工替代這樣簡單。
美國商業(yè)研究公司Everest Global Inc.,在2019年發(fā)布的AI應(yīng)用報告《Recalibrate Your AI Impact – Insights From 230 AI Use Cases Across Industries》中指出：82%的企業(yè)很難將AI系統(tǒng)擴(kuò)展到公司運(yùn)營和業(yè)務(wù)層面，并獲取有價值的商業(yè)結(jié)果。究其原因無外乎：不能跨業(yè)務(wù)部門交互共享的大量的“數(shù)據(jù)孤島”、掌握AI系統(tǒng)運(yùn)行所需的員工培訓(xùn)成本、沒有構(gòu)建與AI系統(tǒng)相適應(yīng)的運(yùn)營策略、管理層對AI缺乏理解和信任等等。
圖源：everestgrp.com
跳出企業(yè)應(yīng)用過程中遇到的實際問題，站在整個人類社會層面看，AI面臨的挑戰(zhàn)則更讓我們深思。
第一個挑戰(zhàn)是如何確保AI系統(tǒng)安全可靠。隨著AI日益復(fù)雜，理解和預(yù)測它們的行為將變得更加困難，極有可能導(dǎo)致不可預(yù)見的錯誤或事故。
例如，AI無人機(jī)測試失控，試圖“殺死”操作員；AI自動化網(wǎng)絡(luò)攻擊甚至控制核彈發(fā)射井......過去幾個月里，AI在軍事領(lǐng)域頻頻出現(xiàn)的“失控”傾向，不斷加重著全球各界對AI風(fēng)險的擔(dān)憂。
第二個挑戰(zhàn)是如何確保AI系統(tǒng)公平且公正。AI系統(tǒng)通常依賴于現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可能存在偏差。將存在偏差的數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練AI系統(tǒng)，偏差就會多次重現(xiàn)，可能讓結(jié)果“謬之千里”。當(dāng)“基底數(shù)據(jù)”有問題，由此做出的預(yù)測或商業(yè)決策又有多大的可信度呢？
第三個挑戰(zhàn)是使用AI時的的道德約束。例如，人類可以通過訓(xùn)練AI進(jìn)行欺騙來獲得普遍認(rèn)可。大眾汽車開發(fā)了一項編程功能，該功能使得他們的發(fā)動機(jī)只在被監(jiān)控時才會減少排放。AI成了少數(shù)企業(yè)、少數(shù)人獲取不當(dāng)利益（評價）時的“作惡工具”。
圖源：enisa.europa.eu
上述挑戰(zhàn)是任何應(yīng)用場景都會碰到的問題，依此類推：食品行業(yè)中的AI也并非只有美好的一面。
AI可以用來創(chuàng)造更高效、更環(huán)保的食品生產(chǎn)方法。但如果監(jiān)管不當(dāng)，也可能適得其反——運(yùn)行一種對環(huán)境更具破壞性和能源密集型的加工方法。AI也可以創(chuàng)造新食品，而這些食品是否一定對人類健康有益？產(chǎn)品設(shè)計程序當(dāng)然可以被有效監(jiān)管，但如何確保監(jiān)管程序被正確執(zhí)行？如何確保AI所學(xué)習(xí)的海量數(shù)據(jù)都是有用且真實的？如何讓AI的輸出符合現(xiàn)有的道德規(guī)范？
此外，過分依賴AI系統(tǒng)，還存在數(shù)據(jù)泄露（如個人隱私和敏感信息等）問題；AI系統(tǒng)強(qiáng)化了企業(yè)各經(jīng)營環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)整合與聯(lián)動，也使得任何一個環(huán)節(jié)的疏漏和失誤都迅速影響到整個企業(yè)，此時的AI又成了“風(fēng)險放大器”。
盡管看上去困難重重，挑戰(zhàn)不斷，AI技術(shù)依舊在改變著世界面貌。
客觀、全面地認(rèn)識一項新技術(shù)的優(yōu)劣利弊，是讓新技術(shù)得以長遠(yuǎn)發(fā)展的必備條件。
坦率地講，目前食品行業(yè)正在利用的只是AI的初級能力。在未來，AI帶給食品行業(yè)的改變，將超過過往歷次技術(shù)革命。它有巨大潛力創(chuàng)造出更科學(xué)、更健康的生產(chǎn)力；能最大限度減少制造過程中的人為錯誤，顯著減少加工副產(chǎn)品，降低包裝和運(yùn)輸成本，營造更綠色環(huán)保的產(chǎn)業(yè)形象；同時增加客戶滿意度，完成精準(zhǔn)到個體的個性化訂單。
食品行業(yè)需要熱情擁抱呼嘯而來的AI，盡管它有可能把我們帶向難以預(yù)知的遠(yuǎn)方。
