劍橋大學(xué)的研究人員與家用電器制造商 Beko 合作，訓(xùn)練他們的機(jī)器人廚師在咀嚼過(guò)程的不同階段評(píng)估菜肴的咸味，模仿人類的類似過(guò)程。

他們的結(jié)果可以幫助機(jī)器人學(xué)習(xí)什么味道好，什么不好吃，從而使它們成為更好的廚師，從而有助于開發(fā)自動(dòng)化或半自動(dòng)化的食物制備。

當(dāng)我們咀嚼食物時(shí)，我們會(huì)注意到質(zhì)地和味道的變化。例如，在盛夏咬一口新鮮番茄會(huì)釋放汁液，而當(dāng)我們咀嚼時(shí)，會(huì)釋放唾液和消化酶，我們對(duì)番茄味道的感知會(huì)發(fā)生變化。

機(jī)器人廚師已經(jīng)接受過(guò)根據(jù)人類品嘗者反饋制作煎蛋卷的訓(xùn)練，在咀嚼過(guò)程的三個(gè)不同階段品嘗了炒雞蛋和西紅柿的簡(jiǎn)單菜肴的九種不同變化，并制作了不同菜肴的“味覺(jué)地圖” .

研究人員發(fā)現(xiàn)，與僅測(cè)試單個(gè)均質(zhì)樣品的其他電子品嘗技術(shù)相比，這種“隨吃隨吃”的方法顯著提高了機(jī)器人快速準(zhǔn)確地評(píng)估菜肴咸味的能力。結(jié)果 發(fā)表在《機(jī)器人與人工智能前沿 》雜志 上。

味覺(jué)的感知是人類進(jìn)化了數(shù)百萬(wàn)年的復(fù)雜過(guò)程：食物的外觀、氣味、質(zhì)地和溫度都會(huì)影響我們對(duì)味覺(jué)的感知;咀嚼過(guò)程中產(chǎn)生的唾液有助于將食物中的化學(xué)物質(zhì)運(yùn)送到舌頭上的味覺(jué)感受器;來(lái)自味覺(jué)感受器的信號(hào)被傳遞到大腦。一旦我們的大腦意識(shí)到味道，我們就會(huì)決定我們是否喜歡食物。

口味也非常個(gè)性化：有些人喜歡辛辣食物，而有些人則喜歡甜食。一個(gè)好的廚師，無(wú)論是業(yè)余的還是專業(yè)的，都依賴于他們的味覺(jué)，并且可以平衡菜肴中的各種口味，從而做出全面的最終產(chǎn)品。

該論文的第一作者、劍橋大學(xué)工程系的 Grzegorz Sochacki 說(shuō)：“大多數(shù)家庭廚師都熟悉邊吃邊吃的概念——在整個(gè)烹飪過(guò)程中檢查一道菜，以檢查味道的平衡是否正確。” “如果機(jī)器人要用于食物準(zhǔn)備的某些方面，重要的是它們能夠‘品嘗’他們正在烹飪的東西。”

“當(dāng)我們品嘗時(shí)，咀嚼的過(guò)程也會(huì)為我們的大腦提供持續(xù)的反饋，”同樣來(lái)自工程系的合著者 Arsen Abdulali 博士說(shuō)。“目前的電子測(cè)試方法僅從均質(zhì)樣品中獲取單個(gè)快照，因此我們希望在機(jī)器人系統(tǒng)中復(fù)制更真實(shí)的咀嚼和品嘗過(guò)程，從而產(chǎn)生更美味的最終產(chǎn)品。”

研究人員是劍橋大學(xué)生物啟發(fā)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的成員，該實(shí)驗(yàn)室由工程系的 Fumiya Iida 教授管理，該實(shí)驗(yàn)室專注于訓(xùn)練機(jī)器人完成所謂的最后一米問(wèn)題，人類認(rèn)為這些問(wèn)題很容易，但機(jī)器人很難。烹飪是其中一項(xiàng)任務(wù)：早期使用他們的機(jī)器人“廚師”進(jìn)行的測(cè)試已經(jīng)根據(jù)人類品嘗者的反饋制作了一個(gè)合格的煎蛋卷。

“我們需要一些便宜、小巧、快速的東西來(lái)添加到我們的機(jī)器人中，以便它可以進(jìn)行品嘗：它需要足夠便宜以便在廚房中使用，需要足夠小以供機(jī)器人使用，并且足夠快以便在烹飪時(shí)使用，”Sochacki 說(shuō).

為了模仿機(jī)器人廚師咀嚼和品嘗的人類過(guò)程，研究人員將充當(dāng)鹽度傳感器的電導(dǎo)探針連接到機(jī)器人手臂上。他們準(zhǔn)備了炒雞蛋和西紅柿，改變了每道菜中西紅柿的數(shù)量和鹽的量。

使用探針，機(jī)器人以網(wǎng)格狀的方式“品嘗”菜肴，并在幾秒鐘內(nèi)返回讀數(shù)。

為了模仿咀嚼引起的質(zhì)地變化，研究小組隨后將雞蛋混合物放入攪拌機(jī)中，讓機(jī)器人再次測(cè)試這道菜。“咀嚼”不同點(diǎn)的不同讀數(shù)產(chǎn)生了每道菜的味覺(jué)圖。

他們的結(jié)果表明，與其他電子品嘗方法相比，機(jī)器人評(píng)估咸味的能力有了顯著提高，這些方法通常很耗時(shí)，而且只能提供一次讀數(shù)。

雖然他們的技術(shù)是概念驗(yàn)證，但研究人員表示，通過(guò)模仿人類咀嚼和品嘗的過(guò)程，機(jī)器人最終將能夠生產(chǎn)人類喜歡的食物，并且可以根據(jù)個(gè)人口味進(jìn)行調(diào)整。

“當(dāng)一個(gè)機(jī)器人像其他廚師一樣學(xué)習(xí)如何烹飪時(shí)，它需要表明它做得如何，”Abdulali 說(shuō)。“我們希望機(jī)器人能夠理解味道的概念，這將使它們成為更好的廚師。在我們的實(shí)驗(yàn)中，機(jī)器人可以‘看到’食物被咀嚼時(shí)的差異，從而提高了它的味覺(jué)能力。”

“Beko 的愿景是將機(jī)器人帶入安全且易于使用的家庭環(huán)境，”Beko plc 的高級(jí)科學(xué)家 Muhammad W. Chughtai 博士說(shuō)。“我們相信機(jī)器人廚師的發(fā)展將在未來(lái)的繁忙家庭和輔助生活家庭中發(fā)揮重要作用。這一結(jié)果是機(jī)器人烹飪的一次飛躍，通過(guò)使用機(jī)器和深度學(xué)習(xí)算法，咀嚼將幫助機(jī)器人廚師根據(jù)不同的菜肴和用戶調(diào)整口味。”

未來(lái)，研究人員正在尋求改進(jìn)機(jī)器人廚師，使其能夠品嘗不同類型的食物，并提高感知能力，使其能夠品嘗甜味或油膩的食物。