人工智能在食品工業(yè)中應用研究

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摘要：互聯(lián)網人工智能計算機技術的發(fā)展為各行業(yè)發(fā)展帶來了機遇，推動食品加工業(yè)的自動化、智能化發(fā)展，能夠有效規(guī)避食品安全隱患。當前食品工業(yè)發(fā)展面臨著加工技術落后、生產加工效率不高、質量監(jiān)管不力、食品安全意識淡薄、創(chuàng)新能力不足和缺乏核心競爭力等問題。依托于人工智能技術，本文提出了將人工智能技術應用于食品加工及食品監(jiān)測領域內，實行人工智能監(jiān)測社會飲食口味、助力食品加工及產品包裝、構建食品質量監(jiān)管以及追蹤體系等措施，從而提高食品工業(yè)生產加工效率，降低食品安全隱患，推動食品工業(yè)發(fā)展。

關鍵詞：人工智能；計算機技術；食品工業(yè)

食品是人類生存不可或缺的物質基礎，隨著人們物質生活水平的提高，人們對食品的要求也隨之提高，傳統(tǒng)的食品工業(yè)不僅生產效率低，且創(chuàng)新度不足，難以滿足人們的需求。近年來，科學技術發(fā)展迅猛，人工智能技術、大數據、云計算等技術的發(fā)展都為食品工業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇，推動了食品加工自動化、智能化的發(fā)展，有效提高了食品生產加工的效率，降低了人工失誤率帶來的食品安全隱患，提高了資源利用率和食品行業(yè)利潤。因此，探索將人工智能計算機技術應用于食品工業(yè)之中，也是當前食品工業(yè)的研究重點。

1人工智能技術概述

人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是計算機科學領域中的一個分支學科。人工智能的工作原理是通過計算機技術去分析人類智能本質，并根據分析結果生產與人類智能相似的智能機器，以此替代一些簡單的人類工作[1]。借助于計算機技術，人工智能對環(huán)境的適應程度、工作的靈活度等都遠遠高于人類。根據人工智能機器的智能程度高低，可以將人工智能分為弱人工智能、強人工智能以及通用人工智能[2]。

2當前食品加工行業(yè)發(fā)展面臨的困境

2.1加工技術落后，生產加工效率不高

食品原材料對食品加工行業(yè)的發(fā)展至關重要。然而目前，我國部分地區(qū)無論是原材料生產技術還是食品加工技術，都相對落后，難以充分發(fā)揮出資源優(yōu)勢[3]。這些地區(qū)的食品生產加工部門主要依靠于傳統(tǒng)的人工加工，且食品加工行業(yè)人員素質普遍不高，對操作規(guī)范掌握不夠，在操作過程中既會因為技術不嫻熟而大大降低生產效率，也會因為操作不規(guī)范出現(xiàn)失誤，影響食品安全。

2.2質量監(jiān)管不力，食品安全意識淡薄

近年來，食品安全問題頻繁被爆出，極大地影響了消費者的身體健康。①與發(fā)達國家相比，我國食品加工行業(yè)的質量安全與檢測建設相對滯后，特別是對于食品生產鏈全程安全追溯鏈的構建缺乏明確規(guī)定，部分企業(yè)更是無視內部食品安全監(jiān)管系統(tǒng)，大大增加了食品安全隱患。②部分企業(yè)雖然已建立有相關的食品安全監(jiān)測系統(tǒng)，但系統(tǒng)與技術落后，人工也難以及時覺察到一些細小的食品安全隱患，增加了食品安全問題出現(xiàn)的概率，不利于食品加工企業(yè)的發(fā)展。

2.3創(chuàng)新能力不足，缺乏核心競爭力

在行業(yè)發(fā)展中，要想在激烈的競爭中發(fā)展強大，則需要不斷創(chuàng)新生產加工技術，通過各種途徑增加食品價值，提升企業(yè)創(chuàng)造力。對于食品加工技術的創(chuàng)新，中小企業(yè)無論是資金方面還是技術方面，都難以支撐企業(yè)探索技術創(chuàng)新[4]。因此，大量中小型食品企業(yè)都不再致力于技術創(chuàng)新研發(fā)，只跟隨大企業(yè)的步伐，進行簡單的產品復制，造成食品加工行業(yè)同質化現(xiàn)象嚴重，缺乏新的產品。

3人工智能技術在食品行業(yè)中的應用研究

隨著人工智能技術逐漸成熟，將人工智能技術運用于食品工業(yè)領域，能打破一些傳統(tǒng)的食品加工局限，推動食品工業(yè)發(fā)展。

3.1在食品加工行業(yè)的應用

3.1.1社會飲食口味監(jiān)測。隨著人們生活水平的提高，人們對食物的要求已經不再局限于吃得飽，而是對食品的口味、營養(yǎng)等附加值有了更高的要求，傳統(tǒng)的食品加工難以滿足這些要求。面對人們各式各樣的口味需求，食品加工企業(yè)想要以滿足消費者需求為生產目標，就離不開對目標人群飲食口味的調查與分析。將人工智能技術應用于食品加工行業(yè)，可以加大對消費者飲食口味的收集與分析。如圖1所示，有學者構建了包含381種食材和1021種風味化合物的風味網絡圖，其中圖中每個點代表一種食材，顏色代表食材種類，而點的面積代表該食材在食譜中出現(xiàn)的頻率，點的面積越大，該食材在食譜中出現(xiàn)的次數就越多；而點與點之間的連線則表示它們有共享化合物，連線的粗細則表示共享成分的數量多少[5]。該節(jié)點圖利用網絡數據直觀顯示了食材搭配結果，為食品加工業(yè)的飲食創(chuàng)新搭配提供了新的參考思路。根據人工智能對目標人群飲食風味監(jiān)測結果分析，結合食品營養(yǎng)，可以科學合理地進行食品創(chuàng)新。3.1.2食品加工分類應用。食品加工流程中，面對多樣化的食品原材料，分揀與分類任務量大大增加，僅依靠于人工服務，效率將會大大下降。隨著人工智能技術的發(fā)展，一些智能技術能夠與相機、激光等技術結合，依托光學傳感技術，替代人工服務，實現(xiàn)對原材自動化分揀，有效提高原材料分類效率，降低分類出錯率，減少浪費。例如，研究人員根據水果與蔬菜的表面及內部其他特征，設計了不同的系統(tǒng)，TOMRA就是其中一個，該系統(tǒng)能以高效的方式完成分揀，且精準度高達90%以上[6]。將人工智能技術應用于食品加工分類中，有效節(jié)約了人力成本，提高了食品工業(yè)的利潤。充分發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，對收集到的目標人群的口味分析，發(fā)揮人工智能的科學分析作用，對各地區(qū)人群進行分類，評估出不同地區(qū)的口味傾向，制定專業(yè)菜單，豐富食品種類。3.1.3食品包裝分類應用。食品包裝工作作為一項技術性不強的工作，可以充分發(fā)揮人工智能技術的優(yōu)勢，依托計算機技術設置專業(yè)的系統(tǒng)運行程序，對已經加工好的食品進行包裝分揀，并能自動識別出殘次品，實現(xiàn)流程機械化、自動化，提高生產效率。

3.2在食品監(jiān)測行業(yè)的應用

保障食品質量，降低食品工業(yè)中的安全隱患，是當前食品工業(yè)需重視的問題。計算機智能技術的應用，能有效強化對食品質量安全的監(jiān)測，保障食品營養(yǎng)及食品安全。3.2.1質量管理控制應用。（1）人工智能技術可以模仿人的視覺感知功能、識別功能。人工智能技術通過與攝像機相連接，可以代替人的視覺，而控制攝像機的系統(tǒng)則相當于人的大腦系統(tǒng)，將該系統(tǒng)安裝在食品加工各環(huán)節(jié)內，對各流程進行圖像收集，然后通過計算機技術對所收集到的信息進行分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)食品加工過程中的問題，提高問題監(jiān)測精準度，降低食品加工的隱患[7]。（2）可以探索將人工智能技術運用于食品質量檢測環(huán)節(jié)。不同的食品由于食品加工原材料、生產技藝等不同，其評價標準也各不相同。人工智能技術的運用能根據食品質量安全監(jiān)控標準，結合食品制作工藝，制定不同的監(jiān)測標準，將其運用于食品生產企業(yè)的內部檢測系統(tǒng)中，在食品外流前增加一重質量保障，為企業(yè)內部食品安全管理部門和人員決策提供參考依據。3.2.2質量監(jiān)測追蹤應用。食品物流是現(xiàn)代食品工業(yè)中的一項重要程序，從食品加工原材料到食品加工再到食品運輸銷售，各環(huán)節(jié)都離不開食品物流的協(xié)調。食品物流過程中也可能出現(xiàn)多種安全隱患，依托人工智能技術構建質量監(jiān)測追蹤系統(tǒng)，對食品原材料以及產品統(tǒng)一實行信息化管理，對整個物流過程進行全程跟蹤和追溯，在任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，都能夠通過食品物流管理系統(tǒng)及時查到問題所在，及時對其采取措施[8]。

4展望

新的食品的誕生既離不開企業(yè)創(chuàng)造力，也離不開技術的支持。人們的需求不斷變化，對于食品的口味也在持續(xù)發(fā)展變化。未來，食品工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新探索可以以人的需求為研究出發(fā)點，提供個性化智能分析服務。消費者可以將自己的個人喜好、需求輸入智能分析服務系統(tǒng)內，智能系統(tǒng)會自動推薦出適合消費者的食品?？傊?，人工智能技術的發(fā)展為食品工業(yè)提供了技術支持，充分發(fā)揮計算機人工智能技術，能有效推動食品工業(yè)發(fā)展，保障消費者安全。

作者:裴昊 單位:平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院