做香醋、制腊肉也用上了人工智能
香醋、熏肉、茶...中国特色食品种类繁多,蕴含着中国人民几千年的生存智慧。然而,特殊食品的加工在很大程度上依赖人工经验,加工成本高,质量不稳定,无规模。江苏大学邹晓波团队的研究项目“多维智能感知技术及其在特色食品加工中的应用”,解决了我国特色食品智能加工的瓶颈问题。最近,该项目获得了国家技术发明奖二等奖。
邹晓波的团队一直从事食品无损检测技术的研究。近年来,该团队对中国特色的多维感知技术及其在食品加工中的应用进行了具体研究。“在传统的特殊食品加工中,过程控制依赖于手工经验,技术传承依赖于师傅和徒弟。产品质量非常不稳定。”邹晓波说,随着时代的发展,我国特种食品的加工必须从粗放型向自动化、智能化方向发展。
在食品加工过程中,人工评价和单一的通用检测技术不能实时获得非线性和时变的信息,如风味变化和成分分布。经过16年的研究,邹晓波团队在新的多维感知仿生评价方法和多维分布成像检测方法上取得了重大突破,并在此基础上创造了具有自主知识产权的智能处理设备。
邹晓波认为,味道是食物的灵魂。人类只有用眼睛看,用鼻子嗅,用舌头品尝才能感受到食物的味道。有鉴于此,该团队开发了一种具有人类感知功能的“光电双模仿生传感器”,可以模拟人类视觉、味觉和嗅觉三个物理维度的相互感应。利用这种新方法,食品风味的评价和监测可以从“人工经验”转变为“传感智能”。
在食品加工过程中,目前的检测技术采用单点采样,高光谱图像技术被西方发达国家垄断。该团队发明了多维分布成像探测技术,不仅具有单点成像信息,还具有多维分布描述能力,实现了对加工参数时空分布的感知,达到了国际先进水平。
此外,团队研发的智能加工设备不仅可以在线检测食品加工过程的质量,还可以实现加工过程的灵活控制,实现“测量+网络+云+控制+机器”的集成。中国轻工业联合会项目的评估结果表明,该项目在镇江香醋固态发酵过程中采用了智能检测系统,人工成本降低了20%,能耗降低了15%。
中国最大的食醋生产商镇江恒顺食醋有限公司总经理李在接受《中国科学报》采访时表示:“将酒醅进行加工的做法是代代相传的。现在,一台机器相当于50个人的劳动,从手工到机械化再到智能的三级跳跃马上就实现了。”
邹晓波在接受《中国科学报》采访时表示,该研究成果已经推广到食品加工行业的大型龙头企业,如香醋、肉制品、夏秋茶、白酒等。该项目批准了46项中国发明专利和3项美国发明专利。出版专著10部,其中英文专著4部;发表SCI论文226篇,其中4篇被ESI高度引用,500篇被单篇SCI高度引用。
邹晓波还透露,该项目起源于他在恒顺食醋行业的博士后经历。看到醋的制作过程既不省力也不省力,他决心进行研究,以促进其标准化和机械化。现在,他的研究不仅实现了这一目标,而且立足于信息技术的进步,促进了特色食品加工业的信息化和智能化升级,进一步辅助了食品科技和智能制造的健康转型。
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